钒渣焙烧过程中物相的矿物学特征探讨

为了探讨钒渣焙烧过程中物相的矿物学特征,试验采用偏光显微镜、扫描电镜及能谱仪对不同温度下钒渣钙化焙烧过程中产生的6组钙盐进行分析。偏光显微镜下初步鉴定结果表明,焙烧过的6组钒渣中主要含有钒尖晶石、氧化铁、钒酸钙、铁板钛矿等主要物相;扫描电镜图像表明:随着温度的升高,主要含钒物相钒尖晶石逐渐分解为氧化铁、铁板钛矿和钒酸钙;而通过能谱的成分分析表明:低价钒和铁的含量在减少,而高价钒和铁的含量在增加。因此通过考察钒渣焙烧过程中形貌和晶型的变化规律,可得出钒酸钙含量最高的焙烧温度,这可以作为浸出钒酸钙工艺中钒转浸率高低的一个重要指标,为其工艺流程参数的制定提供理论依据。     

钒渣焙烧过程钒元素价态变化特征探讨

综合利用光电子能谱及矿物分析仪,研究了钒渣及无盐焙烧阶段不同温度节点下的钒渣熟料的矿物组成及钒元素价态组成。结果表明：钒尖晶石、铁橄榄石和钙铁辉石含量随焙烧温度升高而下降,氧化铁、铁板钛矿、钒酸锰等矿物含量随焙烧温度升高而增加;随焙烧温度升高,钒渣逐步由以V³⁺氧化为V⁴⁺为主的边缘氧化向V³⁺氧化为V⁴⁺与V⁴⁺氧化为V⁵⁺共存的内部氧化过渡;钒尖晶石中钒的价态为V³⁺,氧化态钒尖晶石中钒的价态为V⁴⁺;钒渣及熟料矿物分析结果与钒元素价态分析结果之间一致性较好。     

钒渣空白焙烧清洁提钒工艺探讨

针对现有钒渣提钒工艺成本高、固废量大的问题,提出钒渣空白焙烧—碳酸化浸出制备氧化钒新工艺,重点研究了空白焙烧、碳酸化浸出工艺条件。结果表明,钒渣在860～900℃空白焙烧后,钒主要以Mn_2V_2O_7、Mg_2V_2O_7形式存在;熟料在碳酸氢钠浓度158 g/L、浸出温度95℃、浸出时间120 min等条件下浸出,钒转浸率为90.49%～92.12%;浸出液经偏铝酸钠除硅、碳酸氢铵沉钒制备的五氧化二钒产品符合质量标准YB/T 5304—2017的要求。设计的工艺路线可实现钠、氨介质的循环利用,具有工艺成本低、固废少等特点。     

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。     

钒渣空白焙烧高效清洁提钒技术

针对现有钒渣焙烧提钒工艺中存在焙烧温度高、炉窑结圈、转浸率低、产生大量氨氮废水等问题,研究了钒渣空白焙烧过程钒尖晶石相的氧化过程及机理,得出结论：钒铁尖晶石相在600℃以后即可完全氧化分解,钒渣经过750℃以上的温度一次焙烧后钒转化率＞95％.通过钒渣NaOH水热碱浸实验,在180℃碱浸2h条件下可以使钒浸出率达到95％以上.在空白焙烧-水热碱浸过程中,无有害气体及废水排放,属于高效清洁提钒生产技术.     

钒渣物相结构及钙化焙烧相变对钒转化率的影响因素探讨

运用马弗炉焙烧钒渣得到不同温度阶段的熟料,采用偏光显微镜、扫描电子显微镜、电子探针以及能谱仪等对钒渣物相结构、形貌以及焙烧过程中物相组成变化规律等进行详细分析。通过偏光显微镜观察得出钒渣主要由钒尖晶石、金属铁、硅酸盐及钛铁矿等物相组成;通过能谱成分分析得出钒尖晶石为主要含钒物相;通过扫描电镜和电子探针观察钒渣焙烧过程形貌变化,得出钒尖晶石最终氧化分解形成铁板钛矿、氧化铁以及钒酸钙相,认为钒渣物相结构(钒尖晶石晶粒大小、硅酸盐粘结相分布和分散金属铁量的多少)、熟料中钒的存在形式、钒酸钙相的生成含量以及高熔点硅酸盐的形成等都可能会影响钒的转化率高低。     

钒渣钙化焙烧试验研究

通过对焙烧温度、焙烧时间及钙钒比的正交试验和单因素试验,掌握了钒渣钙化焙烧最优参数组合。分析了钒渣钙化焙烧过程中钒、铁及碳酸钙的变化情况,同时针对冷却制度对钒渣焙烧效果的影响进行了讨论。试验表明,适合工业生产的控制方案为:焙烧温度890～920℃、焙烧时间1.5～2.5 h,内配钙钒比(CaO/V2O5)0.5～0.7,冷却时间40～60 min、冷却结束温度400～600℃,在此条件下进行焙烧,钒渣的转浸率为87.27%。     

改善钒渣焙烧回转窑温度场的研究

应用高效换热器及特长火焰燃烧器使焙烧钒渣的回转窑温度场得到改善，高温带长度大于２０ｍ，高温带温度控制在７２０－８００℃，满足了钒渣焙烧的工艺要求。     

硼钙石强化转炉钒渣氧化焙烧的研究

转炉钒渣含有TiO2、Al2O3和硅酸盐,物料焙烧过程容易形成包裹钒铁尖晶石相,不利于低价钒的氧化转化,降低熟料钒化合物的浸出率。试验通过采用硼钙石作为添加剂,改善转炉钒渣钙法焙烧性能。结果表明,硼钙石可有效破坏含钒尖晶石相外层的硅酸盐,强化转炉钒渣钙法焙烧物相转化,从而降低焙烧过程温度,节约能耗。     

钛渣酸解过程中物相变化特征探讨

明确物相变化是剖析钛渣酸解机理和改进酸解工艺的关键点之一.综合应用化学分析、X射线衍射(XRD)分析、矿物解离分析以及扫描电镜形貌分析对某74钛渣酸解过程中主要物相的含量、形貌变化以及Ti、Si两种元素的含量及赋存变化进行了研究.结果表明:钛渣主要由黑钛石和辉石组成,酸解过程中黑钛石含量逐渐减小,辉石含量逐渐增加;反应...     

钒渣回转窑一次焙烧—水浸提钒试验研究

本文对钒渣结构及在氧化-钠化焙烧时的相变特点进行了分析,通过试验找出了影响钒转化的规律,提出了工业生产时钒渣在回转窑中焙烧的改进措施及条件,介绍了试验结果并指明一次焙烧-水浸提钒的重要意义。     

回转窑不同温度场钒渣物相演变规律探讨

通过对实验室模拟现场回转窑的6组不同温度点下焙烧渣样品进行钒尖晶石形貌变化、物相含量变化、钒元素的赋存规律及不同温度点下物相转变机理的研究。钒尖晶石形貌变化结果表明,整个焙烧过程中钒尖晶石形貌变化经历了致密光滑块状-氧化铁的镶边结构-钒尖晶石完全直接为隐晶质物质-小颗粒物质重新组合并且长大5个过程;矿物自动解理分析仪(MLA)物相含量分析数据显示焙烧过程中石灰石、铁橄榄石、钒尖晶石和白云石在逐渐减少,普通辉石相是逐渐增加,而氧化铁固溶体、部分氧化钒尖晶石、钒酸钙固溶体和铁板钛矿固溶体的变化趋势是先增加后减少;钒元素的赋存形式规律为绝大多数钒元素赋存于氧化物中,占到总量的85%左右,其次赋存于硅酸盐中,占到钒总含量的14%左右,还有极少部分分布于碳酸盐等矿物中;整个焙烧过程物相变化机理主要分为铁元素向外扩散-氧元素向内扩散-氧化物的化合过程-化合物雏形晶体的长大4个反应过程。     

钒氮合金除尘灰焙烧钒渣提钒的试验研究

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。     

提钒弃渣回用对钒渣焙烧的影响

以钒渣和弃渣为原料,碳酸钠和氯化钠为钠化剂,进行焙烧试验。不仅降低钒资源的损失,而且能减轻环境污染。通过硫酸亚铁铵滴定法,考察了焙烧温度、保温时间、碱比、碱盐比对不同钒含量样品钒浸出率的影响。结果表明:钒渣中适量的弃渣加入能促进钒转化率的提高;弃渣掺杂量16.376%时,最佳煅烧温度为800℃,保温时间为60 min,碱比1.5,碱盐比3.5,钒浸出率98.43%。     

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。     

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。     

钙化提钒焙浸工艺中含钒物相结构及其演变规律研究

钙化焙烧和酸浸工艺中物相转变差异会对总钒转化率产生比较大的影响。通过对钒渣、熟料和残渣中含钒物相微观结构、形貌以及钒元素走向进行分析,结果表明:钙化焙烧过程中钒尖晶石由初始光滑致密的多边形逐渐氧化成多孔状态,直至最后生成凹凸不平的"圆粒状"氧化铁和"短柱状"铁板钛矿,钒元素也由最初富集在钒尖晶石中逐渐向钒酸钙、氧化铁、铁板钛矿和硅酸盐中转移;酸浸过程中最明显的变化为由熟料中凹凸不平的含钒氧化物(氧化铁、铁板钛矿和钒酸钙)逐渐开始变为"镂空状"的铁板钛矿相,大部分钒元素已被硫酸浸出,残留的钒元素主要赋存在氧化铁、铁板钛矿和硅酸钙中。