机械活化强化钒渣钙化提钒工艺

针对转炉钒渣钙化焙烧酸浸工艺中存在的钒转浸率低的问题,采用高能球磨对钒渣进行活化预处理,以期强化其提钒效果。采用激光粒度分析仪、BET比表面积测定仪和XRD对活化前后钒渣进行了粒度、比表面积及物相结构分析;采用浸出实验研究了机械活化对钙化焙烧和浸出的影响规律。结果表明:机械活化法增大了钒渣的比表面积,增加了晶格畸变与微观应力,使含钒物相充分解离,由此可改善钒渣钙化焙烧的动力学条件。在浸出20 min条件下,机械活化80 min可将钒浸出率提高10%,最佳焙烧温度降低100℃。     

钒铬渣锰盐焙烧酸浸过程中钒、铬的分离行为EI北大核心CSCD

本文针对目前钒铬渣中钒铬组元难以实现高效环保分离的研究现状,以钒铬渣为研究对象,碳酸锰为焙烧添加剂,通过钒铬渣碳酸锰焙烧−酸浸工艺实现了钒铬的高效分离。通过正交试验设计研究碳酸锰加入量、焙烧温度、恒温时间和升温速率对钒铬浸出行为的影响。结果表明:焙烧过程中钒尖晶石与碳酸锰的分解产物Mn_(2)O_(3)结合生成酸溶性的焦钒酸锰Mn_(2)V_(2)O_(7),随后在浸出过程中进入液相。而铬与铁结合生成稳定的固溶体(Fe_(0.6)Cr_(0.4))_(2)O_(3),浸出后转移入渣相。当碳酸锰加入量(以n(MnO)/n(V_(2)O_(5))计)为2.0,焙烧温度为850℃,恒温时间为2 h,升温速率为5℃/min时,钒浸出率达到最大值89.37%,铬浸出率仅为0.10%,实现钒的高效提取与钒铬分离。     

石煤提钒低温硫酸化焙烧矿物分解工艺

针对石煤提钒常压硫酸浸出能耗高、作业周期长的缺陷,提出石煤低温硫酸化焙烧矿物分解新工艺.以贵州凯里石煤为原料,对石煤低温硫酸化焙烧的时间、焙烧温度、硫酸加入量以及焙砂水浸工艺参数进行研究.结果表明:先对石煤进行低温硫酸化焙烧处理,再将焙砂按液固比1.2 mL/g加水于100 ℃下搅拌浸出2 h,钒的浸出率可达78.2%;而在相同酸矿比和固液比的条件下,采用常压直接酸浸石煤时,在100 ℃下搅拌浸出48 h后,钒的浸出率只有67.8%.石煤通过低温硫酸化焙烧可有效强化矿物分解过程,缩短提钒作业周期,提高酸的利用率及钒的浸出率.     

熔融钒渣纯氧氧化钙化提钒(英文)

在实验室条件下对熔融态钒渣直接氧化钙化提钒新工艺进行研究。在反应过程中利用纯氧氧化,CaO作为添加剂,硫酸浸出熟料。采用XRD、XPS、SEM及EDS等手段对钒渣熟料进行分析,考察不同CaO/V2O5质量比与硫酸浓度对熟料中钒浸出的影响,并与现行焙烧工艺在能耗方面进行对比。结果表明:钒渣熟料中形成了钒的富集相,钒渣的氧化钙化产物主要为CaV2O5和Ca2V2O7,并对钒酸钙的形成机理进行了阐释;XRD和XPS分析得出熔渣中钒的氧化反应在供氧充足的情况下存在一定限制,CaO的增加能促进五价钒在熔渣中的稳定;在优化的实验条件下(CaO/V2O5质量比0.6,粒度120~150μm,浸出时间2 h,浸出温度90°C,液固比5:1 mL/g,H2SO4浓度20%,搅拌强度500 r/min),钒的浸出率能达到90%;能耗计算得到每处理1000 kg钒渣,利用新工艺可以节约能量1.85×106 kJ。实验与计算结果验证新工艺是一种节能减排的提钒手段。     

钒渣亚熔盐法钒铬共提工艺清洁生产评价

针对现有钒渣钠化焙烧提钒工艺钒提取率低、铬不能提取、三废环境治理代价高等难题,中科院过程工程研究所和河钢承钢开发钒渣亚熔盐法钒铬共提清洁生产工艺,于2017年建成5万t生产线,目前己运行两年以上,取得可靠的工业化运行和环境保护检测数据.本文通过选取资源能源利用、生产工艺技术、污染物排放、资源综合利用、产品特征、环境管理...     

粗TiCl4铜丝塔除钒废水沉淀泥浆综合回收工艺

介绍了一种粗TiCl4铜丝塔除钒废水沉淀泥浆综合回收新工艺.该工艺由沉淀泥浆自氧化、碱洗脱氯、脱氯渣一次酸浸生产硫酸铜、一次酸浸渣苏打焙烧提钒和提钒渣二次酸浸5个主要工序组成.实验结果表明,粗TiCl4铜丝塔除钒废水沉淀泥浆在空气中能自氧化.沉淀泥浆在空气中堆放1个月,接近90%的金属铜变成CuCl2·2H2O,Cu2Cl(OH)3和Cu2(OH)3Cl;这些铜的氯氧化合物在碱性溶液中容易转化成Cu(OH)2;在控制液固比4-1,pH值为 11,温度为80 ℃的条件下搅拌1 h,转化率达96%.当酸浸液的pH值为2.0~2.5时,Fe、V、Ti等杂质留在渣中,浸出液蒸发浓缩至密度为1.38 g/cm3,冷却结晶得到的硫酸铜产品符合国标GB437-93的质量要求.酸浸渣按化学计量的2.5倍加苏打后在700 ℃焙烧3 h,焙烧后按液固比3-1加水在70 ℃搅拌1 h浸钒,水浸液按化学计量的3倍加氯化铵沉淀偏钒酸铵,偏钒酸铵在550 ℃热解2 h得到纯度为98.61%的V2O5.提钒渣再经二次酸浸.整个工艺过程铜和钒的总回收率分别达到98.63%和95.65%.     

高碳石煤流态化氧化焙烧提高钒的浸出率

采用流态化氧化焙烧方式预处理广西某难浸高碳石煤以提高钒的浸出率,对氧化焙烧过程的热力学和钒的氧化动力学进行了分析,并考察了流态化焙烧对钒浸出率的影响。结果表明:石煤在氧化焙烧过程中,碳、黄铁矿的氧化反应在热力学上比V(Ⅲ)氧化反应更易进行,它们的存在对钒氧化具有抑制作用。钒的氧化反应受扩散动力学控制,其表观活化能为347.00 kJ/mol。钒浸出率随焙烧温度的增加先增加后减小,当焙烧温度为700℃和750℃时,钒浸出率随焙烧时间的延长而增加;当焙烧温度为800℃,焙烧时间0.5 h时,钒浸出率最高,达97.51%,延长焙烧时间反而不利于钒浸出。与传统的钠化氧化焙烧法相比,浸出率高,环境污染少。     

活性炭强化钒渣中钒、铬提取技术

针对钒渣在NaOH低温亚熔盐体系中铬无法溶出问题,提出添加活性炭增加介质氧含量强化铬氧化溶出方法,并考察活性炭种类、活性炭添加量、活性炭粒度、温度对钒、铬溶出率的影响。结果表明,在NaOH亚熔盐体系中添加活性炭可有效促进钒和铬的溶出,活性炭种类和温度是最重要的影响因素;在反应温度215℃、碱与矿质量比6:1、通氧量1 L/min、搅拌速度900 r/min、椰壳活性炭添加量10%的条件下,反应进行600 min后钒、铬溶出率分别达到97%和90%。动力学分析表明,添加活性炭后钒渣的氧化分解受界面化学反应控制,钒、铬尖晶石分解反应的表观活化能分别为54.79和411.15 kJ/mol;活性炭起物理吸附氧气作用。     

钒钛磁铁矿提钒尾渣浸取钒

采用硫酸氢氟酸次氯酸钠组合浸出体系浸取钒钛磁铁矿提钒尾渣中的钒,研究浸出过程中试剂浓度、浸出液固比、浸出温度、浸出时间、物料粒度对钒浸出率的影响。结果表明:钒的浸出率随试剂浓度、液固比、温度和时间的升高而增大;当矿物粒度小于0.20 mm时,钒浸出率有随矿物粒度变小而减小的趋势。在物料粒度0.15~0.25 mm、初始硫酸浓度150 g/L、初始氢氟酸浓度30 g/L、次氯酸钠加入量为矿量1.5%、矿浆液固比6:1、浸出温度90℃、浸出时间6 h、搅拌速度500 r/min的条件下,钒的浸出率可达85%以上。     

循环流态化焙烧加压浸出从极难浸石煤中提取钒

以广西某极难浸石煤钒矿为研究对象,研究循环流态化焙烧试样在加压浸出条件下的钒浸出率。结果表明:在相同酸浸条件下,循环流态化空白焙烧试样的钒浸出率高于钠化焙烧的钒浸出率。系统的焙烧浸出工艺对比研究表明:该石煤钒矿只有在循环流态化焙烧并加压高浓度酸浸作用下才能获得最高的钒浸出率,应属于极难浸石煤钒矿。在V(H2SO4):V(HF)=1:1和MnO2添加量(质量分数)为3%的条件下,循环流态化空白焙烧矿的最佳酸浸条件为液固比1:1、浸出温度150℃、浸出时间6 h,钒浸出率可达98.11%。同时,研究循环流态化空白焙烧矿加压浸出的动力学模型、浸出控制步骤及表观活化能。循环流态化空白焙烧能避免钠化焙烧产生的Cl2及HCl等有害气体的排放问题。从焙烧反应设备的创新应用着手,探索试验工艺条件,为极难浸石煤钒矿的工业化利用提供参考和依据。     

液相氧化法钒渣提钒研究及展望(英文)

针对从钒渣中提取钒、铬存在的问题,提出了一系列绿色液相氧化法,包括NaOH/KOH亚熔盐法和NaOH-NaNO3熔盐法。与传统钠化焙烧法工艺相比,新方法的操作温度由850°C降低至200~400°C,而钒、铬的提取率分别由75%和接近0提高至95%和90%,整个操作过程中无废气及毒渣排放。与焙烧法相比,新工艺在能耗、环境友好及矿物资源综合利用率方面显示出明显的优势,成为钒行业绿色化升级的有效替代方案。     

悬浮焙烧法强化从难选石煤中提取钒（英文）

提出一种难选石煤在空气气氛下悬浮焙烧-酸浸强化的提钒新技术。在焙烧温度为800℃、焙烧时间为20 min、气体流量为400 m L/min的条件下钒的浸出率从过去的20%提高到目前技术的47.14%。在焙烧过程中，石煤表面逐渐变得粗糙和不规则，颗粒比表面积增加，硅酸盐矿物的片状结构被破坏，促进了钒的释放。同时，石煤中的钒被氧化为V(Ⅴ)或V(Ⅳ)。结果表明，由于悬浮焙烧过程中钒的释放和转化，因此，其浸出率得到了提高。     

低品位钒渣在碳酸钠存在下的氧化过程

利用XRD,SEM/EDS和TG-DSC等手段对低品位钒渣在Na2CO3存在条件下的氧化过程进行检测。结果表明：钒渣的氧化温度范围为273至700°C,橄榄石相与尖晶石相彻底分解的温度分别是500和600°C,大部分水溶性的钒酸盐在500与600°C之间形成。当温度达到700°C以上时,钒酸盐富集相明显可见,但焙烧温度在800°C以上时,样品发生烧结,并且钒被形成的玻璃相包裹,导致其浸出率下降。同时,研究不同焙烧温度对钒浸出率的影响,并对浸出残渣进行分析。     

钒渣和石灰石同步混磨对钙化提钒效果的影响

采用轮碾机对钒渣和石灰石粉实施同步混磨,得到混磨混合料,并与搅拌混合的普通混合料相比较,考察两种混合料的粒度分布、粉末形貌及混匀度,分析焙烧温度和钙钒比对不同预处理混合料焙烧转化率的差异,研究混磨预处理对熟料酸浸过程初始pH值、酸耗及浸出时间的影响。结果表明：在相同的钙钒比下,混磨预处理能显著提高混合料的焙烧转化率;钙钒比为0.6时,混磨后的混合料在870℃下焙烧转化率比普通混合料高约2%;在同一转化率水平下,采用混磨预处理可降低石灰石用量,钙钒比为0.4的混磨混合料在870℃下的焙烧转化率为90.18%,与钙钒比为0.6的常规混合料焙烧转化率(90.76%)相当;在酸浸过程中,混磨混合料经焙烧所得熟料浸出初始pH值较常规熟料低,耗酸量减少约13%,且可缩短浸出时间。混磨预处理可以降低生产成本、提高生产效率,具有一定的应用前景。     

石煤钒矿硫酸活化常压浸出提钒工艺

研究石煤钒矿的硫酸活化提钒方法。分别考察矿石粒度、硫酸浓度、活化剂用量、催化剂用量、反应温度、反应时间和浸出液固比等因素对钒浸出率的影响。结果表明:石煤提钒的优化条件为矿石粒度小于74μm的占80%、硫酸浓度150 g/L、活化剂CaF2用量(相对于矿石)60 kg/t、催化剂R用量20 g/L、反应温度90℃、反应时间6 h、液固比(体积/质量,mL/g)2:1,在此优化条件下,钒浸出率可达94%以上;在优化条件下,采用两段逆流浸出,可有效减少活化剂CaF2以及浸出剂硫酸的消耗量;经过两段逆流浸出萃取反萃氧化水解工艺,全流程钒资源总回收率可达86.9%;V2O5产品纯度高于99.5%。     

钒渣钙化焙烧相变过程的机理分析

采用X射线衍射、扫描电镜及能谱分析对钒渣钙化焙烧相变机理进行研究。结果表明:钒渣主要物相为不规则多边形铁钒尖晶石和铁橄榄石,660℃时均已开始氧化分解,前者产物为固溶体R2O3和部分铁板钛矿微晶聚体及晶间少量钒酸锰,铁橄榄石740℃时已显著分解、结构破坏。随着温度的提高(660~900℃),氧化产物逐渐增多,微晶粒长大聚合,钒酸盐形态由少量浸染状逐渐向微质点、无定形熔态带状变化,并向渣粒外侧迁移。低于900℃时,钒酸盐中Mn含量较高,Ca含量偏低,实际生成的为钒酸锰盐;900℃以上时,Mn和Ca含量则逆向变化,形成焦钒酸钙;940℃时,渣粒出现液相,使部分焦钒酸钙与R2O3和玻璃相混杂,阻碍氧化反应。     

KOH亚熔盐中钒渣的溶出行为

对钒渣在KOH亚熔盐体系中的分解动力学进行研究,考察反应温度、碱矿质量比、粒度、气流量等工艺参数对钒渣分解过程的影响,获得最优工艺参数,并对反应机理进行探讨。结果表明,反应温度是最重要的影响因素;钒渣最优浸出条件如下:在反应温度为180℃,碱矿比4:1,KOH碱浓度75%,搅拌速率700 r/min,反应时间300 min,常压通氧气流量为1 L/min的反应条件下,最终钒、铬的浸出率分别达到95%和90%以上。钒渣在KOH亚熔盐介质中氧化分解遵循缩核模型,并主要受内扩散控制,钒和铬分解的表观活化能分别为40.54和50.27 kJ/mol,钒铬尖晶石的氧化以铁橄榄石、石英相的氧化分解为前提。     

转炉钒渣氧压酸浸过程V-Fe-H_2O系的电位—pH图

根据高温水溶液中计算各反应电位、pH及电解质活度因子的经验公式,通过热力学计算,得到氧分压为0.5 MPa、对应质量浓度为0.1mol/kg的离子活度以及温度分别为60、100、150和200℃条件下V-Fe-H2O系的电位—pH图。在pH<2的酸性条件下,V3+、VO2+和VO2+的稳定区一直位于Fe3+和Fe2+的稳定区范围内。随着温度由60℃提高到200℃,可溶性钒铁离子稳定共存区的pH值逐渐降低,氧化还原电位逐渐提高,钒铁尖晶石及氧化物的稳定区变化不大。热力学研究结果表明:采用氧压酸浸工艺能够将转炉渣中的钒充分浸出,但不能通过一步浸出在提钒的同时将钒、铁分离,浸出液还需要进一步净化来生产钒制品。转炉钒渣氧压酸浸的实验结果表明:在浸出温度140℃、氧分压0.5 MPa、粒度0.055～0.075 mm、液固比15-1(体积与质量比)、浸出时间120 min、搅拌速度500 r/min及初酸浓度200 g/L H2SO4的条件下,钒的浸出率为96.87%,铁的浸出率为89.25%,实验结果与热力学计算结果相符合。     

微波焙烧对石煤提钒的影响

通过微波焙烧与传统焙烧后的对比实验,考察焙烧温度、焙烧时间和添加剂用量对石煤提钒的影响。结果表明,微波焙烧温度为700℃、焙烧60min、添加剂（Na2C03）用量为矿样质量的6％时,V2O5浸出率达到64．1％以上;经微波700℃焙烧120min,矿样中小于0．074mm粒级的含量提高10．0％左右。根据微波焙烧前后矿样粒度的变化,提出了微波焙烧过程矿样裂解模型,用此模型可以解释微波焙烧能够提高石煤中V2O5浸出率的原因。     

石煤提钒区土壤钒污染和微生物响应特征（英文）

通过野外调查研究湖南省某石煤提钒冶炼区周边土壤中钒的含量、形态、活性以及微生物响应特征。结果表明,该区域土壤钒含量范围为168~1538 mg/kg,均超过加拿大土壤质量钒的最高允许值(130 mg/kg)。废弃区土壤平均钒含量高达1421 mg/kg,尾渣区、原矿区和冶炼中心区的土壤平均钒含量分别为380、260和225 mg/kg。BCR顺序提取结果表明,土壤活性态组分(包括酸提取态、可还原态和可氧化态)中钒含量为19.2~637.0 mg/kg,占总钒含量的7.4%~42.3%。土壤中五价钒含量为21.9~534.0 mg/kg。此外,土壤高含量钒抑制了土壤酶活性和基础呼吸率。石煤提钒区土壤钒污染和潜在生态风险值得关注。