钒氮合金除尘灰焙烧钒渣提钒的试验研究
降低含钒残渣中可溶钒的工艺研究 李建功
降低含钒残渣中可溶钒的工艺研究李建功摘要：目前钒渣焙烧主要是采取氧化钠化焙烧法。
影响一次残渣焙烧的主要因素，金属在钒前优先氧化分解，产生大量的热量，造成预热带温度过高，炉料易凝结成小球，导致钒收率下降。
一次残渣附加剂配比主要是根据含钒量及杂质含量来调整，含钒量及杂质含量波动较大时需及时调整附加剂配比及回转窑热工制度。
一次残渣经过焙烧、浸出后的固体残渣被称为二次残渣或弃渣，弃渣含钒的高低是体现焙烧效果和系统钒收率的重要指标。
本文分析了降低含钒残渣中可溶钒的工艺。
关键词：含钒残渣；可溶钒；工艺；提钒工艺中的浸出过滤工序主要由湿球磨水浸—带式过滤机过滤洗涤步骤组成，优点是高效、连续操作，脱水效果好，减少劳动强度，粉尘少。
某钒厂也是采用以上步骤，主要将含钒熟料湿球磨水浸，然后经真空带式过滤机得到含钒滤液。
一、概述为了查明某钒厂钠化提钒工艺尾渣中可溶钒含量偏高的原因，针对湿球磨和真空带式过滤机的特点，对钒渣熟料连续浸出过滤工艺进行了模拟和优化试验。
采用优化技术参数后，浸洗后残渣降至0. 12%以下，满足生产要求，同时为现场降低残渣的工艺改造提供了技术支撑。
传统的钠化焙烧是将钒渣与钠盐（碳酸钠）混合，在多塘炉或回转窑内氧化焙烧，将钒转化为可溶于水的钒酸钠；再用水或酸、碱对焙烧熟料浸出，然后用铵盐沉钒法或水解沉钒法使钒以钒酸铵或多钒酸钠的形式沉淀出来。
一是生产过程中均采用酸来浸出，并且工艺要求沉钒过程亦需在一定的酸性条件下进行，因此沉钒废水均呈酸性。
二是废水中第一类污染物含量较高，远远高于《污水综合排放标准》中第一类污染物最高允许排放浓度。
三是废水中硫酸根浓度较大，盐含量较高。
钠化焙烧过程中使用的酸为硫酸，这是硫酸根浓度高的根本原因。
四是钠化焙烧在沉钒过程中采用铵盐沉钒，铵根离子全部转移到废水中，因而产生的沉钒废水氨氮浓度较高。
二、降低含钒残渣中可溶钒的工艺1.随着焙烧温度的提高，弃渣含钒量降低；当温度提高℃时，弃渣含钒量可降最低；当温度提高时，弃渣含钒量开始上升。
从含钒尾渣中浸取钒新工艺研究
从含钒尾渣中浸取钒新工艺研究钒是生产合金钢和超合金的主要元素,是重要的战略物资,有着广泛的应用,和很好的市场前景。
我国是钒资源大国,含钒矿石的种类繁多,提钒工艺也日新月异。
随着国际国内市场五氧化二钒价格的暴涨,各地纷纷上马提钒项目。
但在提钒过程中,不仅钒回收率低,而且造成了严重的环境污染和资源浪费。
随着矿山资源的不断开采,尾矿渣的排放量和存放量日益剧增,由于矿物资源是不可再生资源,在资源需求量大,而矿产资源又日益贫乏的今天,实行对尾矿渣的综合利用、进行有价元素的回收势在必行。
含钒尾渣是转炉炼钢钒渣经过数次提取后的尾渣,是一种难处理的含钒矿物。
尾渣中含钒仍很高,从资源利用和环境保护两方面来看,回收其中的钒意义重大。
本论文在全面综述国内外尾渣研究的基础上,针对其矿物的特点,提出了从含钒尾渣浸出钒的新工艺,并进行了相关理论研究。
本实验以攀钢含钒尾渣为原料,参考攀钢转炉提钒工艺,结合钒渣、钢渣和石煤等提钒的相关研究,从尾渣中钒的价态及其溶解性着手,结合硫酸的浸出热力学、压力浸出和R1性质,分析实验方案的可行性。
对攀钢含钒尾渣分别采用直接加压酸浸与常压组合浸出的工艺研究,提出了常压无污染不焙烧高回收率浸出钒的工艺流程。
首先通过矿物的化学分析、X射线物相分析及粒度分析,检测尾渣中钒的含量及形态等；其次分别在实验条件下进行加压和常压探索实验,从各方面对钒浸出率进行对比,验证浸出理论的正确性；通过影响钒浸出率的几个影响因素对加压和常压浸出进行了条件实验,并对常压浸出进行了正交及两段对比验证实验；然后对浸出渣和液进行了分析研究；最后得到含钒尾渣浸出钒的最佳浸出条件及工艺流程。
实验研究结果表明：1.为了使含钒尾渣中的钒得到浸出,必须破坏矿物结构,使钒释放出来,然后通过氧化剂将低价钒氧化到可溶的高价钒。
对比实验表明：纯硫酸浸出的浸出率比较低,而在压力场下和常压组合浸出,都能破坏尾渣的矿物结构,浸出率大大提高。
2.对酸浸提钒工艺的各影响因素如酸浓度、氧化剂用量、酸浸温度、酸浸时间、氧化剂种类等进行了考察和优化,得到了各参数的最佳工作点。
钒渣焙烧—浸出过程的实验研究
钒渣焙烧—浸出过程的实验研究钒渣作为重要提钒的原料,其提钒工艺水平不仅代表一个企业的技术实力,更体现出一个国家钒冶金技术在世界上的整体水平。
在钒渣提钒过程中最重要的是焙烧和浸出技术。
因此,有效控制焙烧过程中钒渣相转化行为以及浸出过程中钒渣浸出行为对于提钒工艺技术的改进具有重要的现实意义。
本文以某钢厂钒渣为原料,借助XRD、激光粒度仪、荧光光谱等分析手段,系统研究了添加剂种类、焙烧温度、焙烧时间、原料粒度、以及浸出剂、浸出温度、浸出时间和液固比等工艺参数对钒渣浸出行为的影响。
在本实验条件下,得到如下结论:（1）采用复合钠化焙烧.复合氨浸工艺技术,钒渣一次焙烧浸出率可以达到93.1%,且钒渣中杂质元素浸出率可以控制在较低的范围内;（2）在单一焙烧工艺条件下,随着碳酸钠配入量的增加和焙烧时间的延长,钒浸出率呈逐渐升高的趋势;随着焙烧温度的升高和钒渣粒度的减小,钒浸出率呈先升高后降低的趋势。
当碳酸钠配入量为20%,原料粒度为125μm,焙烧温度为860℃和焙烧时间为45min时,钒浸出率最大,其值为91.0%;（3）在复合焙烧工艺条件下,随着硫酸钠替代碳酸钠量的增加、焙烧温度的升高和原料粒度的减小,钒浸出率呈先升高后降低的趋势;随着焙烧时间的延长,钒浸出率呈逐渐升高的趋势。
当Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>:Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>为C,原料粒度为125μm,焙烧温度为880℃和焙烧时间为30min时,钒的浸出率达到最大,其值为92.1%;（4）在氨浸条件下,与单一钠化焙烧工艺相比,复合钠化焙烧由于焙烧温度升高,使焙烧时间由45min降至30min,从而缩短提钒周期,并且钒浸出率由91.0%提高到92.1%,同时对钒渣中杂质元素的浸出也有显著抑制作用;（5）对比四种浸出工艺对钒浸出率的作用,湿磨-复合氨浸工艺钒浸出率最高,其次是湿磨-氨浸和湿磨水浸工艺,单一水浸工艺最差;同时四种浸出工艺对钒渣中杂质元素浸出率影响较小;氨浸工艺不仅可以使浸出温度由70℃降低到50℃,且浸出时间也由30min缩短至20min。
_钒渣提取五氧化二钒的研究
48 适宜。
无机盐工业
第 42卷第 4期
图 4 pH 对 V2 O5回收率的影响
2. 4 沉淀时水浴温度对 V2 O5回收率的影响 固定条件: 添加剂为 17. 6 g 碳酸钠 + 4. 8 g氯
化钠; 焙烧 温度 为 850 ; 滴 入盐 酸, 调 节 pH 为 2. 2。沉 淀 时 水 浴 温 度 分 别 为 70, 75, 80, 85, 90, 95 。实验结果如图 5所示。由 图 5 可以看出, 水 浴温度低于 85 时, V 2 O5 的回收率较低。随温度 的升高, V2 O5 的回收率逐渐增大, 在 85 以上时, V 2O 5的回收率均在 80% 以上, 在 95 时最佳, 回收 率达到了 85. 4% 。因此, 沉淀时水浴温度不能低于 85 , 最佳温度在 95 。
图 1 N a2 CO3 对 V2 O5 回收率的影响
图 2 N aC l对 V 2O5 回收率的影响
V2 O5回收率逐渐增大, 当氯化钠中钠离子数占添加 剂钠离子数的 20% 时 ( 17. 6 g碳酸钠 + 4. 8 g 氯化 钠 ), V2O5回收率最高, 为 78. 3% 。继续增加氯化钠 的含量, V 2 O5回收率明显下降, 且下降速度较快。 2. 2 焙烧温度对 V2 O5回收率的影响
关键词: 五氧化二钒; 钒渣; 焙烧 中图分类号: TQ135. 11 文献标识码: A 文章编号: 1006- 4990( 2010) 04- 0046- 03
Study on extrac ting vanad ium pen toxide in vanad ium slag
Q iu Shix ing, L iu X iansong, Zhou Dan, Gao H uam in, W ang P engpeng, Jia Daon ing, H u F eng
从钒渣中提取钒的工艺研究进展
第42卷第5期(总第191期)2023年10月湿法冶金H y d r o m e t a l l u r g y ofC h i n a V o l .42N o .5(S u m.191)O c t .2023从钒渣中提取钒的工艺研究进展李佳双1,2,3,李金贵1,吴昊天1,雷伟岩2,李锋锋1,3,沈 毅1,2,3(1.华北理工大学材料科学与工程学院,河北唐山 063210;2.华北理工大学矿业工程学院,河北唐山 063210;3.河北省无机非金属材料重点实验室,河北唐山 063210)摘要:钒渣是钒钛磁铁矿转炉炼钢过程的副产品,是钒的重要二次资源㊂目前,从钒渣中提钒以钠化焙烧 水浸和钙化焙烧 酸浸工艺为主;此外,还有很多新型提钒工艺,包括低温钠焙烧法㊁空白焙烧法㊁复合焙烧法㊁亚熔盐焙烧法㊁微波焙烧法㊁无焙烧加压酸浸法㊁微生物法㊁机械活化酸浸法㊁电场强化酸浸法等㊂综述了从钒渣中提钒工艺的研究进展,总结了各工艺的优缺点,指出了清洁高效㊁低成本可循环是未来钒渣提钒工艺的发展方向㊂关键词:钒渣;钒;钠化焙烧;钙化焙烧;浸出;提取;研究进展中图分类号:T F 841.3;T F 803.2 文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2023)05-0437-06D O I :10.13355/j .c n k i .s f y j.2023.05.001收稿日期:2023-02-15基金项目:国家自然科学基金资助项目(51772099,51572069)㊂第一作者简介:李佳双(1990 ),女,博士研究生,实验师,主要研究方向为固体废弃物资源化和新型矿物材料㊂通信作者简介:沈毅(1966 ),男,博士,教授,主要研究方向为新型矿物材料及固废资源化利用㊂E -m a i l :s h e n yi l z t @163.c o m ㊂引用格式:李佳双,李金贵,吴昊天,等.从钒渣中提取钒的工艺研究进展[J ].湿法冶金,2023,42(5):437-442.钒通常赋存于钒钛磁铁矿㊁闪锌矿或黑色页岩中,与钛㊁铬㊁钨等共存[1],其中,钒钛磁铁矿资源储量巨大且分布相对集中[2]㊂以钒钛磁铁矿为原料进行转炉炼钢时,会生成副产品含钒炉渣,含钒炉渣是钒㊁钛㊁铁和其他硅酸盐的混合物,是重要的二次资源[3-4],可用作冶炼金属钒和钒合金㊂钒渣主要物相为含钒铁尖晶石,被辉沸石包裹,用常规方法难以破坏,因此,从钒渣提钒的关键步骤是焙烧[5-7]㊂目前,钠化焙烧 水浸和钙化焙烧 酸浸工艺在工业上应用较为广泛㊂近些年,研究人员在焙烧 浸出工艺基础上提出了多种钒渣提钒工艺㊂本文简要介绍了钒渣的成分及物相组成,分析总结了钒渣提钒工艺研究现状,展望了未来钒渣提钒工艺的发展方向㊂1 钒渣的组成及物相分析钒渣的成分有氧化亚铁㊁五氧化二钒㊁二氧化钛㊁二氧化硅㊁二氧化锰㊁氧化镁,以及少量其他元素的氧化物㊂国内外主要钢厂的钒渣化学组成见表1[8]㊂可以看出:相较国外钢厂,国内钢厂钒渣中五氧化二钒含量较低,攀钢钒渣的五氧化二钒含量高于承钢㊂表1 国内外主要钢厂的钒渣化学组成%企业名称ðF eV 2O 5S i O 2C a O PM g O M n O 2T i O 2C r 2O 3海威尔德公司26~322516334 5新西兰钢铁厂25.5418~2220~221.0~1.50.02~0.05下塔吉尔公司26~3215~2217~181.2~1.50.03~0.049~207.02~4承钢32~3610~1216~180.7~0.80.03~0.071.102.646.96~8攀钢32~4016~1815~171.5~2.50.07~0.123~58~108~141~1.5 注:表示不包含相应成分㊂Copyright ©博看网. All Rights Reserved.湿法冶金2023年10月钒渣中含有钒尖晶石相㊁金属铁相㊁钛铁矿相和硅酸盐相,主要以钒尖晶石为主,其中钒质量分数为20%㊂在偏光显微镜下,钒尖晶石被橄榄石与玻璃质包围㊂钒渣颗粒度越细,钒尖晶石裸露面积越大,越有利于钒的提取㊂2钒渣提钒主要工艺从钒渣中提取钒的工艺流程包括焙烧㊁浸出㊁净化㊁沉淀㊁煅烧㊂其中,焙烧是整个工艺链中最关键的环节,将不溶于水的钒氧化物转化为可溶性钒酸盐㊂从钒渣中提取钒的主要工艺为钠化焙烧 水浸工艺和钙化焙烧 酸浸工艺[9-10]㊂2.1钠化焙烧 水浸工艺钠化焙烧 水浸工艺是通过添加钠盐到磨细的钒渣中,经焙烧生成水溶性五价钒的钠盐,然后通过水浸得含钒浸出液,再经过沉淀 焙烧 碱溶 除杂 二次沉钒得偏钒酸铵,最后焙烧制得高纯V2O5产品㊂该工艺较为成熟,但会产生有害气体和高钠盐废水,严重污染环境,且对原钒渣中钙㊁镁含量和炉料烧结要求严格,使资源利用受到限制㊂S a d y k h o v[11]以N a2O为添加剂,通过焙烧 浸出工艺提取钒渣中的钒,结果表明:水溶性钒酸盐的生成受添加剂加入量㊁焙烧温度和渣中S i O2含量的影响;反应生成的硅酸盐或铝硅酸盐会阻碍钒酸钠的生成;渣中S i O2㊁A l2O3和T i O2的存在会导致水溶性钒酸盐含量降低㊂邵胜琦等[12]以N a2O2为添加剂,采用钠化焙烧 水浸工艺从钒渣中提钒,结果表明:在n(N a2O2)ʒn(V2O5)= 3ʒ1㊁焙烧温度850ħ㊁压块压力5M P a㊁焙烧时间2.5h㊁浸出温度80ħ条件下,钒浸出率可达95.57%㊂李尉[13]研究了采用N a2C O3焙烧 水浸工艺从高钒渣中提钒,结果表明:在焙烧过程中,碳酸钠和五氧化二钒生成水溶性钒酸钠的反应可自发进行,温度越高越利于反应进行;在焙烧温度850ħ㊁焙烧时间60m i n㊁N a2C O3加入量20%㊁物料粒度200目条件下,钒浸出率可达85%㊂钠化焙烧 水浸工艺的钒浸出率较高,一般可达90%左右;但生产过程中易产生腐蚀性气体(如H C l㊁C l2㊁S O2和S O3)和高钠盐废水,对环境造成污染,且对钒渣中钙㊁镁含量和炉料烧结要求严格[14],使资源利用受到限制㊂2.2钙化焙烧 酸浸工艺与钠化焙烧工艺相比,钙化焙烧无有害气体及有毒尾矿排放,在能源㊁环境和矿产资源利用效率等方面具有明显优势[15],是一种清洁提钒新工艺㊂钙化焙烧 酸浸工艺是将适量的钙添加剂加入到钒渣中进行高温焙烧,使钒渣中的低价钒(V(Ⅲ))转化为易溶于酸性溶液的钒酸钙,之后再进行酸浸,浸出液经除杂 沉淀 煅烧,得V2O5产品㊂焙烧过程加入的钙盐不同,体系发生的反应也有所不同㊂范坤等[16]研究了采用不同钙化剂(C a S O4㊁C a C O3㊁C a O)钙化焙烧 酸浸高钒渣,结果表明:以C a S O4进行钙化焙烧,在温度1450K 条件下,钒浸出率可达93.53%㊂马家骏等[17]研究了分别以C a O和C a C O3为钙化剂,采用钙化焙烧 铵盐浸出工艺从钒渣中提取钒,结果表明:以C a O为钙化剂时,钒浸出效果更好;以1m o l/L 碳酸氢铵溶液为浸出添加剂,在钒渣粒度45~ 75μm㊁n(C a O)/n(V2O5)=1.2/1㊁焙烧温度920ħ㊁焙烧时间45m i n㊁浸出温度60ħ㊁浸出时间60m i n条件下,钒浸出率可达82%㊂李新生[18]研究了采用钙化焙烧 碳酸钠浸出钒渣,结果表明:钒渣中V2O3和C a C O3配比和温度不同,生成的产物也不同,在最优试验条件下,钒浸出率可达90%以上㊂近几十年来,基于钙化焙烧过程已有很多研究,包括焙烧添加剂的影响㊁焙烧参数㊁浸出参数和钒回收率等,但钙化焙烧的钒回收率一般低于钠盐焙烧㊂3钒渣提钒新工艺3.1低温钠焙烧法低温钠焙烧法是指焙烧温度低于常规钠化焙烧温度的一种焙烧方法㊂D e n g R.R.等[19]研究了用低温钠焙烧 氧化浸出钒渣,结果表明:钒浸出率随焙烧温度升高而提高,尤其是在500~ 650ħ之间,随温度升高,钒逐渐与碳酸钠氧化形成水溶性钒酸钠,钒浸出率迅速提高;但温度超过650ħ后,钒浸出率趋于平稳,可能是由于钒相与硅相烧结降低氧的扩散,导致钒浸出率无明显变化㊂可见在650ħ的较低温度下焙烧效果较好㊂在钒渣中分别加入M n O2㊁C a O㊁M g C O3和A l2(C O3)3的单一或复合焙烧添加剂进行焙烧水㊃834㊃Copyright©博看网. All Rights Reserved.第42卷第5期李佳双,等:从钒渣中提取钒的工艺研究进展浸[20-22]提钒㊂结果表明:添加M n O2时,适宜条件下,钒浸出率达83.23%,这是因为尖晶石在550ħ时开始分解,加入M n O2可大大促进低价钒向高价钒的定向氧化,从而提高钒浸出率;添加N a2S2O8㊁M n O2和H2O2时,相同条件下, N a2S2O8的作用最为明显,钒浸出率达87.74%,这是因为加入N a2S2O8可氧化低温焙烧后剩余的低价钒,从而提高钒浸出率㊂低于500ħ时,钒尖晶石中的钒不能与钠盐结合生成高价钒酸盐,导致钒浸出率很低㊂在低温钠化焙烧时,添加适量添加剂可有效提高钒浸出率至83%以上㊂该法可确保有效提取钒,同时减少能耗㊂3.2空白焙烧法空白焙烧又称无盐焙烧,即焙烧过程中不添加添加剂㊂李兰杰等[23]研究了采用空白焙烧 水热碱浸法浸出钒渣中的钒,结果表明,钒浸出率可达95%,但该法工艺流程较长㊂李京[24]研究了用空白焙烧 碳酸钠浸出法浸出钒渣,钒浸出率约88%㊂这2种方法能大幅减少固废产生,但工艺成本较高㊂付自碧[25]研究了采用空白焙烧 碳酸化浸出 除硅 铵盐沉钒法提钒,结果表明:钒渣在温度860~900ħ下空白焙烧后,再在碳酸氢钠质量浓度158g/L㊁浸出温度95ħ㊁浸出时间120m i n 条件下浸出,钒浸出率为90.49%~92.12%㊂该法具有工艺成本低㊁固废少等特点,可为低成本清洁提钒提供一种新途径㊂李猛[26]研究了用无盐焙烧 温和铵浸法提钒,结果表明:没有钠盐存在时,不会生成高毒性六价铬;以碳酸氢铵作浸出剂,钒浸出率可达93%,杂质浸出率很低;钒铁尖晶石分解转化先于四价钒酸盐的生成,四价钒酸盐的生成先于五价钒酸盐的生成㊂该法无须添加焙烧剂,没有废气和有毒化合物产生,对环境友好㊂此外,李猛[26]采用低温铵化 高温浸出法优化了无盐焙烧 铵浸工艺流程,结果表明,钒产品纯度较高,有望成为空白焙烧的研究新方向㊂空白焙烧法无有害气体和高毒性六价铬生成,不产生废水,尾渣易于综合利用,可实现焙烧提钒技术的绿色升级,且原料成本较低,钒回收率也高于钙化焙烧;但该工艺成本高㊁流程长,严重限制了其发展及工业应用范围㊂低温铵化 高温浸出法较无盐焙烧 铵浸法工艺流程短,钒产品纯度更高,有望成为空白焙烧的研究新方向㊂3.3复合焙烧法X i a n g J.Y.等[27]研究了采用C a O/M g O复合焙烧 酸浸工艺提高转炉钒渣的钒回收率,结果表明:用M g O完全取代C a O时,钒浸出率由88%降至81%,而C a O/M g O复合焙烧可改善单独用M g O的焙烧效果;M g O/(C a O+M g O)物质的量比为0.5/1时,钒浸出率可达94%㊂肖霜[28]研究了用M n O2-C a O复合焙烧酸浸提取转炉钒渣中的钒,结果表明,在最优条件下,钒浸出率达91.62%,复合焙烧的钒浸出率高于单一的钙化焙烧或锰化焙烧㊂相较单一添加剂,复合焙烧能与钒渣反应得更充分,有利于低价钒转化成高价钒酸盐,从而提升钒浸出率㊂3.4亚熔盐焙烧法亚熔盐法液相氧化提钒法也称液压氧化法,亚熔盐法的特点包括蒸气压低㊁沸点高㊁流动性好㊁活度系数高㊁反应活性高㊁分离功能可调等[29-30]㊂高明磊等[31]对比研究了钒渣在钾㊁钠2种体系的亚熔盐介质中的浸出效果,结果表明:钒形成可溶性钒酸盐是通过分解钒的固溶相实现的,钾系亚熔盐体系的钒浸出率明显高于钠系亚熔盐体系;与传统工艺相比,亚熔盐体系反应温度由850ħ降至220~240ħ,反应时间由4~6h降至1~2h,在显著降低能耗㊁提高效率的同时,钠系的一次钒转化率可达85%,钾系可达97%㊂与传统焙烧技术相比,亚熔盐熔烧法的钒回收率更高,反应介质可实现内循环,原材料消耗小,可基本实现钒的高效清洁提取;但该工艺需在高碱度设备中进行,成本较高[32-33],目前尚处于半工业试验阶段㊂3.5无焙烧加压浸出法因常压酸浸不能破坏钒渣中的含钒尖晶石结构,钒元素无法从尖晶石的晶格结构中释放,导致钒无法得到髙效浸出㊂因此,有研究人员提出了采用无焙烧加压酸浸工艺提钒㊂张国权[34]研究了无焙烧加压酸浸工艺的热力学及动力学,并优化了工艺条件㊂结果表明:加压能破坏转炉钒渣中的含钒尖晶石结构,促进钒的浸出;在压力1M P a㊁浸出温度140ħ㊁浸出时间60m i n㊁初始酸质量浓度250g/L㊁液固体积质量比10m L/1g㊁搅拌速度㊃934㊃Copyright©博看网. All Rights Reserved.湿法冶金2023年10月400r/m i n条件下,钒浸出率可达96.88%㊂无焙烧加压浸出法因无焙烧工艺,可节约原料,降低成本,且加压酸浸转炉钒渣技术能使钒浸出到溶液中,从而有效提高钒浸出率;但加压浸出对设备和反应条件要求较高,尚未得到广泛工业应用㊂3.6微波焙烧法微波能是一种清洁能源,可快速㊁选择性加热,具有非热效应,在强化磨矿㊁强化浸出㊁碳热还原㊁熔盐合成及干燥等冶金工序中常以微波进行辅助㊂在微波场中,原料中不同相分子具有不同正负性,在微波场中会发生高频振动,通过微波焙烧可改变钒渣的尖晶石结构,使钒渣更易反应[35-36]㊂谭博等[37]研究了微波场下的钒渣氯化动力学,结果表明:在微波加热至800ħ保温30m i n㊁(N a C l-K C l)/A l C l3熔盐质量比1.66/1㊁A l C l3与钒渣质量比1.5/1条件下,钒提取率为82.67%;微波辅助加热可使反应时间从6h缩至30m i n㊂姜涛等[38]提出了一种微波钙化钒渣提钒法,以C a(O H)2为钙源添加剂,在添加剂中C a O与钒渣中V2O5质量比0.85/1㊁微波功率2k W条件下,加热至850ħ焙烧1h后在适宜条件下浸出,钒浸出率可达97.4%㊂3.7机械活化法机械活化是在机械力作用下使矿物产生晶格畸变和局部破坏,并形成各种缺陷,导致其内能增大,反应活性增强,从而改变矿物反应条件㊂机械活化后的钒渣物相能充分解离且表面有多孔结构,高能球磨对钒渣引起的活化作用使钒渣处于不稳定态,有利于钒的浸出㊂黄青云等[39]研究了采用机械活化预处理 钙化焙烧 酸浸工艺提钒,可在一定程度上解决转炉钒渣钙化焙烧酸浸工艺钒转浸率低的问题㊂结果表明:机械活化后的钒渣处于不稳定态,更易发生化学反应;延长机械活化时间㊁缩短浸出时间可将钒浸出率提高10%左右;机械活化也可在一定程度上降低钙化焙烧温度㊂向俊一[40]探讨了机械活化法对钒浸出率的影响㊂结果表明:机械活化对提钒效果影响显著,延长活化时间可降低钙化焙烧温度,提高钒浸出率,缩短浸出时间㊂机械活化80m i n可将钙化焙烧温度降低100ħ左右,相比未活化钒渣,浸出20m i n即可将钒浸出率由75%提高至90%㊂3.8微生物法微生物浸出法是以微生物及其代谢产物作浸取剂浸出钒的绿色工艺㊂M i r a z i m i等[41]研究了采用自养菌㊁异养菌和真菌3种微生物分别浸出原钒和焙烧后钒渣㊂结果表明:在一定条件下,钒渣受到自养菌和异养菌侵蚀,钒浸出率可达90%以上;在特定条件下,采用真菌浸出钒渣,钒浸出率为92%㊂微生物浸出法对钒渣的浸出效果较好,且绿色环保,是生物与矿冶交叉学科应用的新方向㊂3.9电场强化浸出法在电场强化浸出过程中,浸出时间较短,与传统工艺相比,大大减少环境污染㊂李艳[42]研究了用电场分别强化直接酸浸和电钒渣碱浸预处理 酸浸钒渣㊂结果表明:直接酸浸的钒浸出率为67.18%,加入硫酸锰电场强化后可提高至79.64%,这是因为物相被电场强化破坏,使钒浸出率提高;采用N a O H㊁C a F2对钒渣预处理后再酸浸,钒浸出率可达87.12%,高于直接酸浸,这是因为碱浸可破坏硅酸盐相,使包裹在钒尖晶石相外的硅酸盐相裸露出来,破坏后可进一步提高钒浸出率㊂电场强化浸出法流程简单,但酸耗较大,且硫酸锰价格昂贵,钒回收率也偏低,还要求特制的反应装备,目前尚无法实现工业化应用㊂4结论与展望钒渣是钒钛磁铁矿转炉炼钢过程的副产品,是钒的重要二次资源㊂从钒渣中提钒以钠化焙烧 水浸和钙化焙烧 酸浸工艺为主,但这2种传统方法能耗大,污染重㊂近些年,相继开发了多种钒渣提钒新型工艺㊂其中,低温钠焙烧法能有效提钒,同时减少能耗;无盐焙烧法无有害气体和废水产生,原料成本较低,钒回收率高于钙化焙烧法,但工艺成本高㊁流程长;相比于单一盐焙烧法,钙镁复合焙烧法㊁钙锰低温分段焙烧法钒浸出率较高;亚熔盐提钒法中钒提取效率高,污染少,但成本较大;加压酸浸转炉钒渣技术能使钒元素较好地浸出到溶液中;微波焙烧法可改变钒渣的尖晶石结构,促进钒的转化;经机械活化后的钒渣,其中物相能更好解离,使反应更加充分;微生物法是一种绿色高效的浸出钒方式;电场强化浸出工艺㊃044㊃Copyright©博看网. All Rights Reserved.第42卷第5期李佳双,等:从钒渣中提取钒的工艺研究进展流程简单,环境污染少㊂相较于传统工艺,新型工艺更加环保,钒提取效果更好㊂但由于不同企业产生的钒渣组成不同,需要根据实际情况选择适宜的提钒工艺㊂为了综合利用钒渣资源,获得良好的经济㊁环保和社会效益,开发高效低耗㊁绿色环保的工艺将是今后钒渣提钒的发展方向㊂参考文献:[1] Q I NZ F,Z H A N G G Q,X I O N G Y J,e ta l.R e c o v e r y o fv a n a d i u mf r o ml e a c hs o l u t i o n so fv a n a d i u ms l a g u s i n g s o l-v e n t e x t r a c t i o nw i t hN235[J].H y d r o m e t a l l u r g y,2020,192.D O I:10.1016/j.h y d r o m e t.2020.105259.[2] Z H A N G G Q,HU T,L I A O W J,e t a l.A ne n e r g y-e f f i c i e n tp r o c e s s o f l e a c h i n g v a n a d i u m f r o m r o a s t e d t a b l e t o fa m m o n i u m s u l f a t e,v a n a d i u m s l a g a n ds i l i c a[J].E n v i r o nC h e m E n g,2021,9(4).D O I:10.1016/j.j e c e.2021.105332.[3] W E NJ,J I A N G T,Z H E N G X L,e t a l.E f f i c i e n t s e p a r a t i o no f c h r o m i u ma n dv a n a d i u mb y c a l c i f i c a t i o nr o a s t i n g-s o d i u mc a r b o n a t e l e a c h i n g f r o m h i g hc h r o m i u mv a n ad i u ms l a g a n dV2O5p r e p a r a t i o n[J].P u r i f T e c h n o l,2020,230.D O I:10.1016/j.s e p p u r.2019.115881.[4] L IH Y,WA N GC J,Y U A NY H,e t a l.M a g n e s i a t i o n r o a s t-i n g-a c i dl e a c h i n g:a z e r o-d i s c h a r g e m e t h o df o r v a n a d i u me x t r a c t i o nf r o mv a n a d i u ms l a g[J].JC l e a nP r o d,2020,260.D O I:10.1016/j.j c l e p r o.2020.121091.[5] S O N GCG,Z H A N G H L,D O N G Y M,e t a l.I n v e s t i g a t i o no nt h ef a b r i c a t i o no f l i g h t w e i g h ta g g r e g a t ew i t ha c i d-l e a c-h i n g t a i l i n g so fv a n a d i u m-b e a r i n g s t o n ec o a lm i n e r a l sa n dr e dm u d[J].C h i nJC h e m E n g,2021,32(4):353-359. 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含钒钢渣提钒研究背景、意义、目的与方法研究
含钒钢渣提钒研究背景、意义、目的与方法研究1钒化合物性质及其应用 (1)2钒资源在我国的分布情况 (2)3 提钒工艺的发展 (3)4现行含钒钢渣提钒方法简述 (3)4.1 酸浸-碱溶法 (3)4.2 钠化焙烧提钒法 (4)4.3 钙化焙烧提钒法 (4)4.4 溶剂萃取法 (4)4.5 离子交换提钒法 (5)5研究目的和意义 (5)5.1 目的 (5)5.2 意义 (6)1钒化合物性质及其应用如果说钢是虎，那么钒就是翼，钢含钒犹如虎添翼。
只需在钢中加入百分之几的钒，就能使钢的弹性、强度大增，抗磨损和抗爆裂性极好，既耐高温又抗奇寒，难怪在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门，到处可见到钒的踪迹。
此外，钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一，有“化学面包”之称。
主要用于制造高速切削钢及其他合金钢和催化剂。
把钒掺进钢里，可以制成钒钢。
钒钢比普通钢结构更紧密，韧性、弹性与机械强度更高。
钒钢制的穿甲弹，能够射穿40厘米厚的钢板。
但是，在钢铁工业上，并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢，而是直接采用含钒的铁矿炼成钒钢。
钒的盐类的颜色真是五光十色，有绿的、红的、黑的、黄的，绿的碧如翡翠，黑的犹如浓墨。
如二价钒盐常呈紫色；三价钒盐呈绿色，四价钒盐呈浅蓝色，四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色，而五氧化二钒则是红色的。
这些色彩缤纷的钒的化合物，被制成鲜艳的颜料：把它们加到玻璃中，制成彩色玻璃，也可以用来制造各种墨水。
五氧化二钒的半导体性质的发现和其在光学工业中作为抗静电涂层的应用，为它的研究开辟了新纪元。
近年来，对作为功能材料的五氧化二钒的研究已经受到了广泛的重视，它的溶胶—凝胶制备技术也取得了鼓舞人心的进步。
具有层状结构的五氧化二钒凝胶膜显示出有趣的电子、离子和电化学性质，此外，五氧化二钒还具有光电导性质。
根据这些性质开展的应用研究也取得了长足的进步，例如，五氧化二钒可作为普通离子吸收基质材料、湿敏传感器、微电池、电致变色材料， 智能窗、热辐射检测材料或光学记忆材料等。
钒渣两步“焙烧工艺”实验室研究
中 图分 类 号
文献标识码
ＥＸＰＥＲＩ ＥＮＴＡＬ Ｓ Ｍ ＴＵＤＹ ｏＮ ＶＡＮＡＤＩ ＵＭ ＬＡＧ Ｓ ＢＹ
ＴＷ ｏ． ＴＥＰ “ Ｓ ＲｏＡＳ ＮＧ ＴＩ ＰＲｏ ＣＥＳ ＂ Ｓ
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含量 。实验 考 察 了钒 渣 粒 度 、 烧 温 度 、 烧 时 间 、 渣 中 金 属 铁含 量 及 外 配 Ｖ０ 对 钒渣 氧化 效 果 的影 响 ； 究 了碱 焙 焙 钒 研
比 、 化 时 间 与温 度 对 氧 化Hale Waihona Puke 料钠 化 效 果 的影 响 。 钠
关键 词 钒渣 两 步法 Ｔ ６ ６３ Ｆ４ ． 焙烧 熟料 钒含量 转 化 率 Ｂ 文章 编 号 １ ０ ． ９ ３ ２ １ ）３０ ２ ．６ ０ １１ ４ （ ０ ２ ０ －０ ００
２１ ０ ２年 第 ３期 总 第 ２ ４期 ２
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提高钒渣一次渣焙烧转化率工艺研究
提高钒渣一次渣焙烧转化率工艺研究卢明亮1，2，王岭1，田文祥2(1．河北联合大学化学工程学院，河北唐山063009；2．河北钢铁集团承钢公司钒制品厂，河北承德067002)摘要：承钢钒制品厂新建回转窑比原回转窑大，原有的焙烧经验和热工制度不能满足该回转窑生产的需要。
生产初期，新建回转窑的一次渣转化率仅为76．91%，比原回转窑低3%。
通过调整氧化气氛、苏打比、入窑温度、焙烧时间及焙烧温度等参数，熟料出窑后急冷，一次渣转化率可达83%。
关键词：钒渣；一次渣；焙烧转化率；工艺；研究1 前言V2O5生产主要以提钒炼钢钒渣为原料，生产工艺有钙化焙烧和氧化钠化焙烧2种。
承钢钒制品厂以钒渣为原料，采用氧化钠化焙烧工艺生产V2O5。
该工艺包括钒渣破碎、除铁、球磨、混配料、焙烧、浸出、除杂、沉淀、熔化分解、废水处理等工序，焙烧钒渣大多应用回转窑和多堂炉2种设备，承钢钒制品厂使用回转窑焙烧钒渣。
一次渣焙烧转化率(以下简称“转化率”)是钒产品生产中最重要的技术指标，决定着稀有钒资源的转化率、回收率和钒产品的生产成本。
承钢钒制品厂新建回转窑比原回转窑的直径和长度均有增大。
随着新建设备的投产，原有的焙烧经验和热工制度不能满足实际生产需要，原回转窑采用一次渣与盐碱混合焙烧，年平均转化率为79．5%。
考虑环保要求，新建回转窑取消了氯化钠，单独采用纯碱与一次渣进行焙烧。
由于下料量增加，回转窑的长度和内径增大，生产初期平均转化率仅为76．91%，比原回转窑降低2%～3%。
2 影响回转窑焙烧转化率的因素影响回转窑焙烧转化率的因素有：钒渣质量及物相结构、焙烧工艺、焙烧设备。
2．1 钒渣结构从承钢钒渣(表1)的化学成分看，该渣属于硅、钙偏高的低品位渣。
可根据钒渣中钒尖晶石颗粒大小，调节精渣粒度及附加剂配比提高转化率。
由表1可知，承钢的钒渣钒含量低，钙、硅、铁含量高。
在焙烧过程中，钒渣中的SiO2与附加剂中的Na2O生成低熔点玻璃质，炉料过早出现液相，炉料发粘、结块，大窑结圈，阻碍了钒的氧化和可溶性钒酸盐的生成。
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钒氮合金除尘灰焙烧钒渣提钒的试验研究
王英;游本银;常智;袁祥;韦善;汪超;彭何军
【期刊名称】《铁合金》
【年(卷),期】2022(53)2
【摘要】介绍了钒氮合金除尘灰的化学成分比较复杂,除钠之外,还含有较多的钾、硫和碳等元素,文章针对除尘灰含有较高钠钾资源的特点,开发了以除尘灰作为钠盐用于焙烧钒渣提钒的处理工艺。
研究结果表明:在除尘灰加入量为钒渣质量20%、770℃温度条件下焙烧2.5 h,钒渣中90.2%的钒可被提取。
该技术提供了钒氮合金除尘灰的资源化利用新途径。
【总页数】3页(P25-27)
【作者】王英;游本银;常智;袁祥;韦善;汪超;彭何军
【作者单位】攀钢集团钒钛资源股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TF646.5;X751
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