鼓泡塔中用臭氧氧化钠化钒渣浸取液中的低价硫

钠化钒渣浸取液中:硫主要以多种低价态存在,其中S_2O_3~(2-)是最稳定的低价态化合物,约占溶液中总硫的60～80％,其余是S~(2-),S_4O_3~(2-)及SO_3~(2-)等.在常温、常压下,各种形态的低价硫均可在鼓泡塔中被臭氧氧化为SO_4~(2-)。     

H_2O_2强化钒铬还原渣中钒和铬的浸出

低价钒和铬难以在碱性条件下直接反应溶出,钠化焙烧会产生较多的废气和废水,钙化焙烧则会带来较大能耗。试验以H_2O_2作为氧化剂,对钒铬还原渣中钒铬的碱性湿法浸出过程进行强化。研究了Na OH用量、反应温度、H_2O_2用量、反应时间以及搅拌转速等参数对钒铬浸出率的影响。结果表明:升高反应温度,延长反应时间,可以提高钒和铬的浸出率。在碱性条件下,低价钒比较容易被氧化成高价而溶出,即使氧化剂用量较小时,钒也比较容易被氧化;在H_2O_2的氧化作用下,钒的浸出率高达94.30%。铬的浸出率随着H_2O_2用量的增加呈现线性增加的趋势,在合适条件下,铬的浸出率高达90.12%。H_2O_2作为一种清洁的氧化剂,在反应过程中不会引入杂质,并且能够实现钒和铬的同步高效浸出。该方法具有对环境友好、反应效率高等优势,可以作为一种新型高效氧化技术进行应用。     

钠化钒渣中二价硫(S~(2-))的测定

钠化钒渣系用于提钒的浸前液,S~(2-)的存在影响五价钒的提取率;大量钒的存在(10～20％V_2O_5),又将干扰S~(2-)的直接测定因此,如何使S~(2-)与钒分离,在分离过程中又不被高价钒氧化,这点是本试验的关键问题。通过试验,采用含有铅盐的氢氧化钠溶液浸取试样,使S~(2-)成PbS沉淀析出,钒则留在溶液中。在试样浸取前加入抗坏血酸防止S~(2-)的氧化。沉淀及残渣过滤后,用硫化氢发生法测定其中总S~(2-)量。硫代硫酸盐及亚硫酸盐的存在,不影响PbS的测定。     

粘土钒矿不磨不焙烧直接酸浸提钒的研究

粘土钒矿是一类重要的钒资源。某粘土钒矿的性质分析表明,粘土钒矿的主要化学组分为SiO2,Al2O3,属酸性矿石,适宜采用硫酸浸出;其中的钒以低价不溶的V(Ⅲ)为主,大部分赋存于伊利石矿物的硅-氧四面体微晶结构中,为了将钒浸出来并进一步提高钒的浸出率,必须破坏伊利石矿物的晶体结构、并利用氧化剂(助浸剂)将低价钒转化为高价钒。针对现有提钒工艺的不足,依据粘土钒矿的性质特点,提出了一种不磨不焙烧直接酸浸提钒的新工艺,并系统考察了各浸出因素如硫酸用量、助浸剂种类及用量、浸出时间、浸出温度、液固比等对钒浸出率的影响,结果表明,粘土钒矿不磨不焙烧直接酸浸提钒工艺是可行的,当H2SO4用量为30%、助浸剂选用MnO2、其用量为1.5%、浸出时间为6 h、浸出温度为90℃、液固比为1∶1时,钒的浸出率达92.58%,浸出效果理想。与传统提钒工艺相比,新工艺省去了高成本的磨矿工序以及复杂的焙烧工序,既简化操作、降低成本,又避免了焙烧污染,符合现代化工冶金的要求。     

氟化钙参与石煤提钒过程的浸出行为研究

研究了氟化钙参与石煤提钒过程的浸出行为,浸出条件为95℃,4 h,1 ml·g-1,15%(体积分数)硫酸和5%(质量分数)氟化钙。在此条件下钒的浸出率可达到92.39%。通过对石煤原矿进行电感耦合等离子体原子发射光谱分析(ICP-AES)、钒价态分析和X射线衍射(XRD)分析,对浸出液进行ICP-AES、X射线光电子能谱(XPS)、19F液相核磁共振(NMR)以及对浸出渣进行XRD和扫描电镜(SEM)分析,整个浸出过程可总结为:氟化钙与硫酸反应生成氢氟酸,氢氟酸对含钒矿物的强破坏性促进钒浸出过程;方解石消耗部分硫酸而生成石膏并释放出二氧化碳;绿泥石和含钒矿物金云母均被完全破坏而释放出V,Al,K,Mg,Si等。氟离子参与钒浸出反应后生成[AlF5]2-和[SiF6]2-络合离子而存在于浸出液中。在强烈搅拌过程中释放出的V(III)被空气中的氧气氧化为VO2+而存在于浸出液中。释放出的Al部分以Al3+存在于浸出液中,另一部分与F生成[AlF5]2-。释放出的Si部分以石英(SiO2)形式留存于浸出渣中,另一部分与F生成[SiF6]2-。正是因为生成的Al-F和Si-F比原有Al-O和Si-O的键能大,钒浸出过程最终会趋向于生成稳定的[SiF6]2-和[AlF5]2-,从而使得整个浸出体系更为稳定,钒浸出更为容易。     

钒渣无焙烧加压酸浸过程研究

针对现有产业化钒渣"焙烧-浸出"提钒工艺冶金废弃物多的现状,采用钒渣"无焙烧-加压酸浸"工艺进行了试验研究,考察了浸出温度、液固比、浸出时间、初酸浓度及搅拌速率对转炉钒渣中钒、钛、铁浸出率的影响,绘制了高温(150℃)条件下V-Fe-H2O系E-p H图,并分析了钒渣矿物中各组分在该条件下与H2SO4反应的可能性、有价金属转入溶液的理论限度和生成物的稳定状态。150℃V-Fe-H2O系高温Ep H图结果表明:150℃时,在H2O及Fe2+的稳定区范围内,钒铁尖晶石(Fe O·V2O3)能够在p H1.5的强酸条件下分解,可溶性钒离子主要以VO2+的形式在体系中充分浸出;通过无焙烧-加压酸浸试验,得到粒度-0.075~+0.055 mm钒渣的最优酸浸工艺参数为:浸出温度130℃、浸出时间90 min、初酸浓度200 g·L-1、液固比10∶1、搅拌速率500 r·min-1。结果表明:在最优工艺条件下,通过无焙烧-酸浸能够使钒渣中的钒浸出率达96.93%,铁浸出率为92.33%,钛浸出率为15.95%,并在渣中富集。     

钠化钒渣提钒工艺中低价钒的探索研究

本文针对钠盐处理含钒铁水水法提钒工艺中产生低价钒的根源进行了探索研究,认为在高碱度下V～（5+）与S（2-）有相对稳定与共存的可能,并计算了共存区的碱度,还对除硫与提高五价钒之间的关系进行了试验,从而验证了共存观点。此外,还探索研究了金属含氧酸除硫,并在这一基础上提出采用控制浸出办法能有效地提高五价钒占全钒的比例。最后介绍了不用氧化剂,在电渗析脱钠的同时电氧化低价钒的工艺和经验。     

钠化钒渣浸取液中硫氧阴离子的测定

钠化钒渣浸取液呈碱性,含有V(Ⅴ)及V(Ⅳ);硫的化合物以S~(2-)、SO_3~(2-)、S_2O_3~(2-)及SO_4~(2-)形态存在。S~(2-)的测定已有报导。颜贻本测定其中S~(2-)、SO_3~(2-)及S_2O_3~(2-),但未提及SO_4~(2-)的测定。至於在不含钒的溶液中测定硫氧阴离子,有较多文献发表,除文献外均未提及SO_4~(2-)的直接测定方法。     

石油焦中钒碱浸过程活性剂的影响及机制

铝电解炭阳极中杂质钒会加速炭阳极的氧化,增加能耗,从原料石油焦中降低钒的含量对于炭阳极质量的提高具有重要意义。本文采用碱法浸出石油焦中的钒,研究了碱浸过程中添加活性剂对石油焦中钒的浸出效果的影响。采用扫描电镜(SEM)分析了添加活性剂对浸出前后石油焦形貌的影响。考察了活性剂添加量、氢氧化钠浓度、反应时间、液固比、碳酸钠和氢氧化钠中钠原子的摩尔比对石油焦中钒浸出效果的影响。研究结果表明:加入活性剂可以大大改善钒的浸出效果。增大活性剂添加量,延长反应时间,提高氢氧化钠浓度和液固比,可以增加石油焦中钒的浸出率。浸出率最大时的工艺条件为:石油焦经40目筛子过筛、氢氧化钠150 g·L~(-1)、碳酸钠和氢氧化钠中钠原子的摩尔比1∶3、液固比(L/S)6∶1、活性剂600 mg·L~(-1)、次氯酸钠20 ml、反应温度95℃、浸出时间3 h。在浸出过程中加入活性剂后的反应机制表明:活性剂的添加降低了浸出溶液和石油焦颗粒间的表面张力、减小了浸出溶液与石油焦之间的接触角,改善了浸出环境,促进了钒的浸出。     

难处理钒矿高效利用技术研究

采用复盐焙烧—弱碱浸出工艺从一种选矿富集得到的含钒混合精矿中提钒,精矿V_2O_5品位为1.738%,其中约70%的钒以低价钒(V~(3+))形式存在,且结构致密,属于难处理矿物。研究了添加剂、精矿粒度、焙烧温度、焙烧时间、浸出温度及浸出碱液浓度等因素对钒浸出率的影响。在添加剂为16.0%NaCl+7.5%Na_2CO_3+1.5%卤化物A复合盐、精矿粒度-0.075mm占86.2%、球团粒度～10mm、入炉温度200℃、焙烧温度830℃、焙烧时间2.5h、浸出L/S=2、浸出碱液浓度0.2mol/L、浸出温度60℃、搅拌时间2.0h的条件下,钒浸出率为78.52%。     

钒渣氧化钠化焙烧过程中磁性物的变化

本文论述了钒渣氧化钠化焙烧过程中磁性物的变化规律。焙烧中各反应带内磁性物含量随反应温度和停留时间的变化,有着不同的规律;磁性物结构组成也随温度而变化;浸出渣残钒量与磁性物含量呈正相关关系;温度的影响比时间更显著。初步找出了降低碱浸出渣残钒量的理论依据及相应措施。     

粘土钒精矿中温直接浸出试验研究

研究和讨论了采用氟硅酸中温直接浸出粘土钒精矿的可行性,并对氟硅酸中温直接浸出的影响因素进行了研究,结合工艺矿物学探讨分析了氟硅酸浸钒机理。研究表明：氟硅酸可以很好破坏云母、粘土矿物、褐铁矿的结构,直接浸钒可行,浸出效率大于正常硫酸浸出。粘土钒精矿矿物结构的破坏与氟离子的浓度、温度相关。温度越高,粘土钒精矿分解反应越快。在中温浸出优化条件-200目≥85％,温度85℃,控制L／S为2．5～3：1、氟硅酸溶液（35％W／W）加入比2．0,浸出9h,钒浸出率可达96．58％,同时副产二氧化硅水合物。粘土钒精矿实现氟循环回收利用有望实现。     

石煤中钒酸浸出工艺研究

通过对陕西某地石煤钒矿的物相和化学成分分析, 依据矿物的特点确定用H_2SO_4溶液作为浸出剂从石煤钒矿中浸出钒. 实验主要研究了H_2SO_4浓度、浸出温度、液固比、浸出时间对石煤钒矿中钒的浸出率的影响. 结果表明, 在一定范围内钒的浸出率随H_2SO_4浓度及浸出温度的升高、浸出时间的延长而提高; 得出的较优条件为H_2SO_4浓度6.0 mol·L~(-1)、浸出温度95 ℃、液固比为3∶ 1、浸出时间5 h, 可以使钒的浸出率达到93.83%.     

黑色页岩型黏土钒矿的硫酸直接湿法浸出试验研究

黏土钒矿是典型的难处理钒矿资源之一。以选矿富集的黑色页岩型黏土钒精矿为研究对象,研究硫酸配加助浸剂、氧化剂直接浸出黏土钒矿的工艺,并对酸浸影响因素条件进行优化。研究表明:高浓度硫-氟酸性溶液体系可以很好地破坏云母、黏土矿物、褐铁矿的结构,直接浸钒可行。在黏土钒矿粒度-74μm比例≥85%,浸出温度80~90℃、硫酸(含量98%)加入量54%、搅拌速度400 r/min,液固比L/S=2.5~4.0∶1,氧化剂NaClO3用量1.25%,助浸剂CaF2用量12%、酸浸时间11 h的浸出优化条件下,V2O5的浸出率可达到90%以上,优于传统焙烧法。采用扩散渗析器回收硫酸和氟离子效果良好。     

钠化钒渣提钒及纯碱的回收

研究了“钠化钒渣常温浸出——电渗析——酸性铵盐沉钒”新工艺。特点为:钒渣室温浸出,硫等杂质浸出率低,可提高钒氧化率并减轻净化负担;采用特殊方法除硅、除磷,净化效果好,钠损失小;采用电渗析技术,纯碱回收率和低价钒氧化率高;酸性铵盐沉钒,钒的沉淀率高。主要技术指标为:沉钒率99.64%,纯碱回收率>80%,成品五氧化二钒品位达99.37%。取得了较好的技术指标。本文还讨论了低价钒产生的过程等。     

钠化钒渣浸取液中Ⅴ(Ⅳ)的测定

钠化钒渣浸取液是水法提钒的必经步骤。在这种钒浸取液中,除钒外还有硅、磷、硫等。钒主要以五价形态存在,而硫主要以S~(2-)形态存在。因此在浸取过程中有氧化还原反应发生。此溶液中必定有以四价状态存在的钒。在提取优质五氧化二钒的工艺中,其中一个重要指标是V(Ⅴ)氧化率>99％,否则就应设法将V(Ⅳ)氧化至V(Ⅴ)。所以要求测定溶液中的四价钒。 本文采用在磷酸介质中用高锰酸钾直接     

高钙钒渣空白焙烧碳酸化浸出工艺研究

针对高钙高磷钒渣钙含量高,现有提钒工艺难以有效提钒的现状,采用空白焙烧-碳酸化浸出工艺进行了试验研究,并采用响应曲面法进行了优化。考察了高钙钒渣中CaO/V₂O₅(质量比)、焙烧温度、焙烧时间、浸出搅拌速度、浸出温度、浸出时间和碳酸钠溶液浓度等条件对高钙钒渣中钒浸出率的影响。结果表明：钒渣中的CaO/V₂O₅(质量比)=0.6、899℃钙化焙烧160 min,熟料在浸出温度95℃、浸出时间140 min、碳酸钠浓度168 g/L、搅拌速度为300 r/min等条件下浸出,钒浸出率平均为92.22%。相比于传统的提钒工艺,空白焙烧碳酸化浸出工艺对于高钙钒渣具有钒浸出率高的优势。     

过氧化氢分光光度法测定湿法提钒工艺中钒

为了提高湿法提钒工艺过程控制效率,采用以过氧钒离子(VO(O₂)⁺)显色特性为基础的过氧化氢分光光度法测定钒含量,实现了样品中钒含量的现场快速测定。首先通过在试样溶液中加入适量氢氧化钠溶液,调整溶液pH值至9～10,然后加入过氧化氢将低价态钒全部氧化至钒(V),再加入硫酸调整溶液至酸性,钒(V)与过氧化氢在室温下形成稳定的红棕色过氧钒离子(VO(O₂)⁺),于450 nm处测定吸光度。钒质量浓度在2.0~400 mg/L内与吸光度值符合比尔定律。采用实验方法测定3种湿法冶金提钒液体试样(包括钒浸取溶液、钒盐沉淀后溶液以及废水等)中钒,结果的相对标准偏差(RSD,n=10)分别为0.38%、3.5%和7.6%;与高锰酸钾氧化-硫酸亚铁铵滴定法结果相一致。     

五氧化二钒制备碳氮化钒的试验研究

在实验室条件下利用五氧化二钒和碳粉制备了碳氮化钒。试验采用六种温度曲线和七种不同的配碳量以确定最佳的反应温度和配碳量。结果表明,采用温度制度5得到的样品中钒含量和氮含量都达到较高的值;随着样品中配碳量的增加,样品中的钒含量略有增加,氮含量略有降低,而残余的碳含量增加。当配碳量为29%和30%时,可获得钒含量为76%,氮含量为18%的碳氮化钒。依据V_2O_5碳还原和增氮反应机理,整个过程可分为三个阶段:V_2O_5热分解生成低价VO2阶段、VC(VN)生成阶段和氮化反应渗氮阶段。根据试验结果得到较合适的温度制度为:第一阶段采用较大的升温速度(30℃/min),第二阶段采用较小的升温速度(6.8℃/min),保温温度1 250℃,保温时间为1 h,第三阶段采用降温速度为10℃/min,降到800℃。     

从钒渣中浸出钒的宏观动力学研究

针对攀枝花某企业产出的钒渣,以碳酸氢铵水溶液为浸出剂,研究了从钒渣中浸出钒的宏观动力学,考察了搅拌速度、反应温度、浸出剂质量浓度和颗粒粒度对钒浸出率的影响。结果表明:钒浸出过程遵循"未反应收缩核模型",反应主要受固体产物层扩散控制;钒浸出率随液固体积质量比增大、搅拌速度增大、反应温度升高及浸出剂质量浓度增大、颗粒粒度减小而提高。根据试验数据,建立了宏观动力学模型,求得反应表观活化能E=18.0kJ/mol,指前因子A=0.713,确立了宏观动力学方程。