钒渣钙化焙烧—酸浸提钒试验研究

针对钒渣钙化焙烧-酸浸提钒工艺在工业试验过程中暴露出来的问题,以攀钢钒渣为原料,对影响提钒效果的关键工艺参数进行了研究。主要考察了混合料CaO/V2O5、熟料粒度、熟料金属铁、酸浸浆料终点pH值对钒转浸率的影响,焙烧气氛氧化性对最佳焙烧温度、浸出液P浓度对沉钒效果的影响。研究结果表明,在混合料CaO/V2O50.54~0.70、熟料粒度为-0.096 mm、熟料金属铁≤2%和浆料终点pH≤4.1时可获得较好的钒转浸率;当焙烧进气氧含量为15%(相应尾气氧含量~12.5%)时,最佳焙烧温度为850~870℃,相应的钒转浸率为88.29%~88.66%;酸性浸出液TV 32 g/L左右时,P浓度应控制在0.06 g/L以下。     

钒渣富氧钙化焙烧试验研究

针对钒渣钙化焙烧温度过高导致物料烧结、回转窑结圈的问题,采用提高焙烧气氛氧含量的方法,强化焙烧动力学条件,降低焙烧温度,并进行了富氧钙化焙烧实验室试验和工业试验研究。研究结果表明:在控制尾气氧含量12%～14%的情况下,焙烧温度从富氧前的920～940℃降低到富氧后的870～885℃,降低了约50℃;工业试验过程中,物料绝大部分为粉料,回转窑运行正常,焙烧获得的钒转浸率为89.58%。采用钒渣富氧钙化焙烧技术,解决了焙烧设备不能正常运行的问题,实现了钒渣不配尾渣直接焙烧。     

攀钢转炉钒渣钠化焙烧实验室研究

在实验室条件下,研究了转炉钒渣在焙烧过程中的碱比、返渣比、焙烧温度、焙烧时间等对钒转浸率的影响。试验结果表明,控制碱比为3.4,返渣比为2∶3,焙烧温度820℃,焙烧时间120 min,可以使钒转浸率达到90%,残渣中的TV含量达到0.6%左右,浸出液澄清透明。     

钒渣钠化球团化焙烧技术研究

采用精粉钒渣与碳酸钠混合造球焙烧的方法,在焙烧过程中不仅避免了钒渣焙烧过程中物料的粘结现象,而且无提钒残渣加入,可大幅度提高焙烧炉的效率,提高生产效率,减小能耗,减少粉尘对现场环境的污染。其最佳工艺参数为:钒渣钠化球团的最佳粒径为5 mm,碳酸钠与精粉钒渣最佳比例为26%,最佳焙烧温度为800℃,最佳焙烧时间为60 min,熟料中钒的转浸率达到94%以上。通过模拟工业多膛炉温度程序焙烧钒渣钠化球团熟料,按照液体中钒收率计算,转浸率达到95%;按照残渣中钒收率计算,转浸率达到92%,均高于传统提钒工艺的钒转浸率。     

高钙低品位钒渣提钒试验研究

介绍了以高钙低品位钒渣为原料采用钠化焙烧水浸工艺制取V2O5的试验。通过单独焙烧、与普通钒渣混合焙烧提钒的试验方法,掌握了高钙低品位钒渣制取V2O5的工艺技术与相应参数。试验结果表明,采用混合焙烧方法优于单独焙烧。混合焙烧的最佳条件为:恒温时间2.5 h,碱配比100∶15,渣配比50∶30∶20;温度800℃,在该条件下,转浸率可达85%以上,浸出液经过除磷、沉钒和煅烧,制得的V2O5成品满足YB/T 5304-2011标准要求。     

采用钙化焙烧—铵盐浸出工艺从钒渣中浸出钒

研究了采用钙化焙烧—铵盐浸出工艺从钒渣中提取钒。分别以氧化钙和碳酸钙为钙化剂对钒渣进行焙烧,考察了不同焙烧条件和浸出条件对钒渣中钒、硅、磷浸出的影响。结果表明:以碳酸钙为钙化剂,对钒渣在n(CaO)/n(V_2O_5)=1.2/1、钒渣粒度45～75μm、焙烧温度920℃条件下焙烧45 min,然后在60℃下用1 mol/L碳酸氢铵溶液浸出60 min,钒浸出率可达82%,硅浸出率低于9%,磷不被浸出,钒渣杂质脱除效果较好。     

从钒渣钙化焙烧硫酸浸出液中除磷试验研究

研究了用除磷剂X从钒渣钙化焙烧硫酸浸出液中除磷,考察了除磷剂X用量、酸浸液pH、反应温度及反应时间对磷去除率和钒损失率的影响。试验结果表明:在除磷剂X用量为10g、酸浸液pH=2.25、反应温度为60℃、反应时间为25min最佳条件下,钒渣钙化焙烧硫酸浸出液中磷去除率稳定在68%~70%,满足后续沉钒工艺要求,钒损失率为2.2%左右;用除磷剂X去除钒渣钙化焙烧硫酸浸出液中的磷是可行的。     

混磨工艺对钒渣钠化焙烧效果的影响研究

采用一种全方位球磨机对钒渣和碳酸钠进行强化研磨、混合,分析了混磨后的混合料粒度分布、粉末形貌和混匀度,并与粉体直接搅拌混合得到的混合料进行了对比,研究了不同碱配比的混合料在搅拌混合和强化混磨两种工艺下的焙烧转浸率差异,考察了混磨时间和焙烧温度对混合料焙烧转浸率的影响。结果表明:在相同的碱配比下,混磨工艺能显著提高混合料的焙烧转浸率,碱配比为22%时,混磨后的混合料焙烧转浸率可达92.67%,而搅拌混合在碱配比26%时焙烧转浸率仅92.34%;在相同的焙烧转浸率要求下,混磨可以降低碳酸钠用量;混磨时间在20 min以后,混合料的焙烧转浸率变化不大;适宜的高温焙烧温度为770～790℃。混磨工艺对于提升钒渣钠浸提钒转化率、降低钠盐用量具有一定的实用性。     

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。     

高硅高钙低品位钒渣提取五氧化二钒的研究

以碳酸钠为添加剂,采用氧化焙烧-水浸工艺从高硅高钙低品位钒渣中提取五氧化二钒.考察了碳酸钠加入量、焙烧温度、焙烧时间、浸出温度、浸出时间、浸出液固比等对钒浸出率的影响.结果表明:氧化焙烧过程对钒的提取影响显著,而水浸过程影响较小.通过氧化焙烧使钒转化为可溶性的钒酸钠与不溶性的钒酸钙.在水浸过程中,钒酸钠溶于水;而钒酸钙与磷酸钠或硅酸钠反应转化为可溶性的钒酸钠,可同时除去浸出液中的杂质硅和磷.通过实验获得了优化工艺参数:碳酸钠加入量为18％,焙烧温度为700℃,焙烧时间为2.5h;浸出温度为90℃,浸出时间为30 min和液固比为5∶1 ml·g-1.在此优化条件下,钒浸出率可达到89.5％以上,浸出液中主要杂质为Si,P和Cr.产物五氧化二钒的纯度大于99％.     

亚熔盐法钒渣高效清洁提钒技术

针对目前钒渣焙烧提钒工艺钒资源利用率低、铬无法同步提取、"三废"环境污染严重等问题,基于亚熔盐非常规介质优异的物理化学性能,通过反应分离耦合工艺设计,提出了亚熔盐法高效清洁提钒新技术。亚熔盐新技术可将钒渣分解温度由传统工艺的850℃降至200～400℃,钒一次转化率可达95%以上,铬回收率提高到80%以上,可望突破传统钒渣提钒方法的资源环境制约。     

熔融钒渣直接提钒新工艺

现行钒渣焙烧工艺中的钒渣高温物理热被浪费,对"熔融钒渣直接氧化钠化提钒"新工艺的可行性进行分析,并进行实验室模拟试验。结果表明,新工艺条件下,试验过程中熔融钒渣流动性良好,焙烧后钒渣水浸率为50%～80%,焙烧后钒渣中的钒主要以偏钒酸钠的形式存在。新工艺是合理可行的,具有工业生产价值。     

钒钛磁铁矿精矿钾盐焙烧及酸浸提钒研究

以某钒钛磁铁矿精矿为原料,通过焙烧添加剂的选型试验确定了K_2SO_4为最优添加剂,焙烧与浸出过程中最佳工艺条件为:K_2SO_4添加剂用量4%、焙烧温度900℃、焙烧时间1h、浸出温度95℃、浸出时间1.5h、硫酸体积浓度15%、液固比3(mL/g),该条件下钒浸出率为75.54%,较相同条件下空白焙烧钒浸出率提高了约30个百分点。XRD和SEM分析表明,K_2SO_4对含钒矿物结构破坏明显,同时促进可溶的钒酸钾生成,大幅提高钒的浸出率。     

含钒铁精矿钠化焙烧及离子交换法提钒工艺研究

以白马钒钛磁铁精矿为原料,在实验室进行了钠化焙烧和离子交换工艺研究。重点研究了钠化剂种类、配比、焙烧温度、冷却制度等对钒钛磁铁精矿焙烧转浸率的影响,并进行了8轮焙烧熟料浸出和离子交换水循环试验。研究结果表明,以3%～4%Na2CO3为添加剂,在焙烧温度1 150℃、焙烧时间30 min的条件下进行焙烧,钒转浸率可达85%～90%;在水循环过程中,溶液中的磷出现富集现象,当富集到一定程度时进行除磷处理,可实现水的循环利用。     

钠化焙烧钛渣的酸浸动力学研究

研究了钠化焙烧—酸浸工艺制备高钛渣过程中酸浸动力学、酸浸溶出规律和溶出反应的控制步骤,探讨了反应温度、盐酸浓度、搅拌速度对钛转化率的影响。结果表明,在下述最优工艺条件下,钛转化率达93%,TiO2品位达98.68%:搅拌速度400r/min、液固比10∶1、酸浓度20%、110℃酸浸90min。钛渣焙烧产物酸浸过程受固体产物层的内扩散控制,钛渣酸浸过程符合收缩未反应核模型,表观活化能为11.37kJ/mol,浸出钛渣动力学方程为1+2(1-x)-3(1-x)~(2/3)=0.244exp[-11370/(RT)]t。     

钒渣浸出液中络合除铁的研究

针对现有钒提取技术存在的焙烧过程能耗高,回收率低的问题,提出采用钛白废酸无焙烧加压浸出钒渣提钒的新技术,对该技术中浸出液中钒铁萃取分离过程进行研究,结果表明:在p H=-0.86的条件下,萃取剂N235体积分数25%,有机相与水相体积比(VO/VA)=5∶1,萃取震荡时间为10 min,添加氯化钠使氯离子浓度达到140 g/L的条件下,单级铁萃取率为34.15%,钒萃取率低于2%,铁钒分离系数达42.54,可实现高铁浸出液中铁钒有效分离。     

Optimization Study of Calcium Leaching From Steelmaking Slag

 Abstract： In order to study calcium leaching behavior for the steelmaking slag, factors that influence the leaching yield have been optimized. The results show that granularity of the slag, liquid to solid ratio (in short for L/S), temperature and reaction time have a significant effect on the leaching yield. The optimal conditions for leaching are determined as follows: 1) the granularity at 75 μm, L/S at 100, temperature at 60 ℃; 2) the granularity at 75 μm, L/S at 50, temperature at 40 ℃. Finally, the optimal leaching yield under these conditions is about 15%.