含钒炉渣碱法水热过程提取钒机理

针对有毒的提钒尾渣及含钒钢渣年排放量巨大、无法综合利用的问题,研究含钒炉渣回收钒的过程机理。SEM分析结果表明,提钒尾渣中的钒集中赋存于赤铁矿相(Fe_2O_3)和铁板钛矿相(Fe_2TiO_5)中,同时也有一部分赋存于含Si锥辉石相(NaFe(SiO_3)_2)中;钢渣中的钒则主要赋存在硅酸二钙、硅酸三钙、铁酸钙相中和自由氧化物。根据四价钒和五价钒具有碱溶性的特性,得出提钒尾渣中92%的钒和钢渣中94%的钒是碱溶性的。通过温度和碱浓度对含钒炉渣物相的影响实验得知,温度对硅酸盐相的破坏作用显著,碱浓度与硅酸盐相的分解率呈线性增加的关系。通过NaOH介质水热过程分解含钒炉渣,钒的浸出率高于90%。     

亚熔盐法高铬钒渣钒铬高效同步提取工艺研究

根据高铬型钒渣物相特征,采用NaOH亚熔盐液相氧化法提取高铬钒渣中的钒铬,实现钒铬的高效低成本低温同步提取。系统考察NaOH亚熔盐体系反应温度、碱矿质量比、搅拌转速等工艺参数对钒渣分解过程的影响,获得最优工艺参数为:温度220℃,NaOH浓度85%,碱矿比10∶1,搅拌转速950 r/min,常压通氧气流量1 L/min,反应时间6 h;钒、铬的浸出率分别达到95%和90%以上,实现了高铬钒渣中钒铬共提,为高铬型钒渣中钒铬的同步提取提供了一条可行途径,实现了钒渣的综合利用。     

钒渣焙烧-碱浸提钒工艺焙烧过程机理

对钒渣空白焙烧-碱浸提钒,研究了钒渣中钒的转化和溶出规律. 结果表明,焙烧过程中渣中钒铁尖晶石FeV2O4中的钒逐步氧化成VO2和V2O5,并优先与Ca, Mn和Mg等形成钒酸盐;浸出分为低温浸出和高温浸出,低于180℃只能浸出钒酸盐和钒氧化物,高于180℃可浸出固溶在硅酸钙中的钒,钒浸出率达97.63%.     

甲醇分解铝酸钠溶液制备大颗粒氢氧化铝的工艺与表征

对甲醇分解NaAl(OH)4溶液制备大颗粒Al(OH)3进行了工艺研究,考察了分解温度、分子比(Na2O/Al2O3摩尔比)、Na2O浓度、硅量指数(Al2O3/SiO2质量比)、搅拌速度和甲醇用量对产品粒度和形貌的影响. 结果表明,在NaAl(OH)4溶液的Na2O浓度为180 g/L、分子比为1.5~1.6,硅量指数550以上及甲醇与NaAl(OH)4溶液等体积的优化条件下,控制分解温度60℃,可得到平均粒径达80 mm的球形Al(OH)3. 甲醇的加入改变了Al(OH)3生长基元的径向和轴向生长速率,甲醇量越大,径向生长速率越快,生长基元越薄. 当甲醇与NaAl(OH)4溶液体积比为1:1时,Al(OH)3生长基元的厚度在100 nm左右. 随分解温度升高,Al(OH)3由Bayerite型向Gibbsite型转变,热重-差热值与理论值吻合.     

均相反应法制备钒酸铋颜料

以Bi(NO3)3?5H2O和NH4VO3为原料,采用均相反应法制备不同形貌的BiVO4粉末,考察了V/Bi摩尔比、pH值、反应温度、均相反应器转速等因素对BiVO4粒度、形貌和色度的影响,对BiVO4产物进行了表征. 结果表明,均相反应有利于制备粒度均匀、形貌均一的BiVO4粉末,在V/Bi=1(摩尔比)、pH=7、反应温度105℃、反应时间6 h、均相反应转速60 r/min的条件下可得到理想的BiVO4颜料产品,添加表面活性剂可获得更多形貌的BiVO4,有利于其应用.     

钛铁矿NaOH水热体系中浸出行为及动力学研究

为了解决硫酸法生产钛白存在严重的大量硫酸废水污染问题,本文提出了NaOH水热法分解钛铁矿,浸出钛的全新工艺,研究了钛铁矿在NaOH水热体系中分解的行为及动力学。确定最佳的反应条件为：反应温度240℃,NaOH浓度400 g.L_^-1,液固比3.5:1,氧分压 0.5 MPa,反应时间2 h,搅拌速度600 rpm,粒度 <75μm,钛的浸出率可达到95%以上。通过XRD和SEM表征,确定了钛铁矿的分解行为及钛酸钠的物相组成。通过宏观动力学研究表明,钛铁矿中的钛在NaOH水热体系中氧化分解过程符合未反应收缩核模型,过程速度受产物层扩散控制,计算得到浸出过程的表观活化能为47.39 kJ/mol;钛铁矿在NaOH水热体系中浸出动力学方程为：1-2X/3-(1-X)_^2/3=[735.09exp(-47389.8/RT)]t。     

钙掺杂钒青铜超级电容器电极材料的制备及其性能

采用酸化水解沉钒工艺制备超级电容器钒青铜材料,通过循环伏安法和恒电流充放电测试,分析酸化产物在1 mol/L NaNO3溶液中的超电容性能,考察了Na3VO4浓度、掺杂阳离子种类及掺杂量等对酸化产物超电容性能的影响.结果表明,在1 A/g电流密度下,Na3VO4浓度为0.1 mol/L时钠钒青铜初始电容最优,为120 F/g.加入0.25 mol/L Ca2+,所制Ca0.59Na0.83V6O16初始电容可提高到168 F/g,循环100次后保持率为80%,电化学性能优于V2O5及钠钒青铜.掺杂一定量Ca2+可显著提高酸化产物的超电容稳定性和电容量.     

KOH介质多元体系中铬酸钾与钒酸钾的高效结晶分离

测定了KOH-K3VO4-H2O体系的溶解度,结合KOH-K2CrO4-H2O体系的溶解度变化规律,研究了KOH-K2CrO4-K3VO4-H2O四元体系中蒸发结晶分离K2CrO4和冷却结晶分离K3VO4的方法. 针对钒渣钾系亚熔盐分解获得的溶出液组成,研究了该体系中K2CrO4和K3VO4结晶分离工艺参数对分离效果的影响. 结果表明,将溶出液蒸发至KOH浓度为630~670 g/L进行K2CrO4分离,K2CrO4结晶率达90%以上,晶体纯度达95%以上;将分离K2CrO4后的结晶母液继续蒸发至KOH浓度为800~850 g/L,从80℃到40℃自然降温,在搅拌速度200 r/min、晶种添加量2%(w)的优化结晶条件下,K3VO4结晶率为60%以上,晶体纯度达90%以上. 分离K2CrO4和K3VO4后的溶液返回钒渣亚熔盐分解反应过程循环使用.     

METSIM在亚熔盐铬盐清洁生产工艺流程设计中的应用

针对亚熔盐铬盐清洁生产工艺能耗大、热利用率低的问题及工艺放大的需求,采用METSIM软件对此工艺进行了物料和能量衡算,得到了各股物流的详细信息,为工艺放大提供参考;采用夹点技术进行换热网络优化,优化后的热交换网络可使热公用工程及冷公用工程用量分别减少31.5%和31.7%,总热利用率提高11.0%.     

含钒尾渣NaOH亚熔盐浸出提钒

研究了含钒尾渣NaOH亚熔盐法分解过程中主要反应因素对钒浸出率的影响规律,获得了最佳工艺参数,并对反应机理进行了探讨.结果表明,反应温度、反应时间及碱渣质量比是最重要的反应因素,其影响程度为反应温度(T)＞反应时间(t)＞碱渣质量比(r);含钒尾渣最佳浸出条件为:反应温度170℃,尾渣粒度-74 μm,反应时间3h,碱...