含钒页岩提钒尾渣资源化利用研究进展

综述了含钒页岩提钒尾渣资源化利用的最新研究成果，重点介绍了提钒尾渣在建筑材料、制备功能材料和有价组分回收3个方面研究与运用情况，分析探讨了提钒尾渣在资源化利用中的优势与不足，并对页岩提钒尾渣资源化利用的发展现状、行业难点进行了总结与展望。     

粗四氯化钛有机物精制除钒尾渣提钒技术

从四氯化钛有机物精制除钒尾渣中提钒并制备V2O5产品,研究了精制除钒尾渣焙烧温度、浸出剂加入量、液固比、浸出温度、浸出时间对尾渣中钒转化和溶出率的影响。结果表明,焙烧温度大于600℃时,可高效脱除精制除钒尾渣中的碳和氯(?0.1%),且低价钒被氧化为高价,钒主要以V2O5形式存在。对焙烧后的尾渣以Na2CO3水溶液为浸出剂,液固比6 mL/g及80℃下浸出60 min,钒浸出率为85.5%,浸出液仅含少量Si, Al, Ti杂质,以NH4+:V=2.5:1(摩尔比)直接加铵盐沉钒,得到NH4VO3,经干燥、煅烧制得V2O5产品,可满足99级粉钒指标要求,全流程钒收率为75%。     

转炉钒渣提钒技术研究现状及展望

如何低成本绿色高效回收转炉冶炼钒渣中的钒资源是保证我国钒产业可持续发展的重要举措。本文在分析转炉钒渣成分及物相特征的基础上,系统总结了国内外主要钒制品生产企业提钒工艺研究现状,以钠化焙烧-水浸、钙化焙烧-酸浸等现行工艺和微波焙烧、超重力选择性分离、微生物冶金等新型工艺为例,阐述了不同工艺提钒过程的原理、优点及存在的问题。文章指出：随着全球碳中和目标的推进,未来转炉钒渣提钒新工艺的开发应更加注重解决现行技术存在的资源环境问题,如含盐废水产生量大、含铵芒硝难处理、提钒尾渣钠高难利用等问题;同时,提钒新技术的开发也应加大基础热力学数据库和有价金属微观迁移动力学模型的建立,充分结合微波、超重力、超声波等非常规冶金技术的优点,实现污染的源头削减,兼顾提钒废液和尾渣中其他有价金属的循环高值利用,促进转炉钒渣提钒新工艺朝着绿色化、低成本、短流程、高收率的方向发展。     

提钒尾渣处理技术浅谈

提钒尾渣产量巨大,如果不妥善处置会造成严重的环境影响。近年来,处理提钒尾渣方面的研究从未间断。本文对提钒尾渣的综合利用方法进行探讨,包括提钒尾渣生产含钒生铁,利用电解法再次提取有效金属等。其中,重点研究电解法,分析其可行性、实施方法以及优缺点,并分析此方法的环境收益。综合考虑各方法,得出结论。     

页岩提钒尾渣基地聚合物一体化制备研究

以页岩提钒尾渣为主要原料,采用与碱激发剂混合焙烧的方式提高其反应活性,然后加入偏高岭土校正硅铝比后制备成只需直接加水即可得到地聚合物的粉体胶凝材料,免去碱溶液激发过程,实现尾渣基地聚合物的一体化制备.采用正交实验考察碱激发剂用量、焙烧温度以及焙烧时间对地聚合物强度的影响.探究了偏高岭土掺量以及液固比对地聚合物强度的影响.结果表明,在碱激发剂用量为25％,焙烧温度550℃,焙烧时间1 h的条件下,得到的尾渣活性最高.在偏高岭土掺量为30％,液固比为0.35时制得的地聚合物产品抗压强度最高,达到40.41 MPa.尾渣经过与碱激发剂混合焙烧处理后,低活性石英消失,生成了多种可溶性硅铝酸盐,尾渣反应活性大幅提升.粉体胶凝材料加水后,活化尾渣及偏高岭土中的活性硅铝溶出而后发生聚合反应,形成无定形结构的地聚合物胶凝体,从而使最终产品具有较高的力学强度.     

钒化工流程高效提取钒元素

进行了强碱浸出钒渣焙烧熟料实验及钒化工固体废料(脱硅渣、钒酸铁泥、二次渣)混料低碱量焙烧实验,以提高现有钒渣钠化焙烧工艺钒浸出率.结果表明,钒相被赤铁矿相(Fe_2O_3)、板钛矿相(Fe_2TiO_5)及锥辉石相[NaFe(SiO_3)_2]包裹,强碱浸出钒渣钠化焙烧熟料工艺中NaOH浓度为10 g/L时,钒浸出率高达83.15%,过滤效率提高12%;二次渣配脱硅渣后加NaOH或Na_2CO_3焙烧均可高效浸出钒,尾渣含钒仅为0.57%;混渣采用混碱(Na_2CO_3和NaOH复合添加剂)焙烧提钒,钒酸铁泥配加量在8%以下时,二次渣配钒酸铁泥加Na_2CO_3焙烧可高效浸出钒,尾渣含钒仅为0.68%.     

从石煤提钒尾渣中回收镓和钒的研究

采用酸浸出、石灰沉淀、碱转化、溶剂萃取工艺从石煤提钒尾渣中回收镓和钒获得较好效果。     

石煤提钒尾渣制备地聚合物的试验研究

石煤提钒尾渣的主要化学成分为SiO2和Al2O3,主要矿物为石英、钙长石、钠长石、斜长石等硅酸盐、铝硅酸盐矿物,属于硅酸盐类尾矿.在研究石煤提钒尾渣的特性基础上,以石煤提钒尾渣为主要原料,偏高岭土为辅助原料,以NaOH为碱激发剂,制备了石煤提钒尾渣地聚合物.考察了硅铝基质原料的配比,碱激发剂掺量,成型水固比以及成型压力对材料抗压强度的影响.试验结果表明:最佳基质原料配比尾渣/偏高岭土为7∶3,碱激发剂最佳掺量为13％,成型水固比为0.16,成型压力为15 MPa时,试样28 d抗压强度可以达到17.4 MPa.XRD和SEM分析表明:石煤提钒尾渣地聚合物的主要产物为无定型硅铝凝胶,还有少量的类沸石矿物(CaAl2 Si2 O8·4H2O)以及钙沸石CaAl2Si3O10· 3H2O.     

提钒尾渣高效脱碱及配矿炼铁工艺

通过单因素实验研究了常压、恒温水浴条件下提钒尾渣脱碱规律,确定了脱碱提钒尾渣配矿烧结工艺参数及路线.结果表明,碱性体系中引入CaO,提钒尾渣中的方钠石、钙霞石等铝硅酸钠相不再是稳定固相,Ca2+会替换2个Na+生成更稳定的钙石榴石相,使钠离子进入溶液溶出.在NaOH添加量为提钒尾渣质量的20%及CaO过量系数为2的条件下,提钒尾渣中的Na2O含量减少至0.9%;脱碱后尾渣替代低钒高品位铁精矿粉用于配矿炼铁,配加量约为20kg/t,配加前后对烧结工艺参数没有影响,且由于承钢钒钛矿SiO2品位低,配加尾渣后成品烧结矿指标明显改善,其机烧矿转鼓指数提高0.6%.     

利用提钒尾渣制备烧结广场砖实验研究

以提钒尾渣为主要原料,采用半干法成型方法制备烧结广场砖,通过添加广西白泥、硅铁灰、粉煤灰和A12O3粉可以优化提钒尾渣烧结广场砖的物理指标,提高烧结广场砖的性能.通过条件试验较系统研究了广西白泥配入量、粉煤灰、硅铁灰和A12O3粉配入量对烧结广场砖常温耐压强度和吸水率的影响.条件试验表明:广西白泥配入量为20%左右较适宜、硅铁灰配入量控制在5%以内较适宜、粉煤灰配入量控制在6%以内较适宜、Al2O3粉添加量控制在8%以内较适宜.制得提钒尾渣广场砖的常温耐压强度达到28 MPa以上,吸水率可以降低到10%左右.     

提钒尾渣远红外涂料性能研究

研究了利用提钒尾渣经过热处理和改性,作为远红外涂料的填料,替代钴系列黑色颜料,通过配比设计,配制出远红外涂料,经过性能检测和节能试验表明该涂料性能优异、节能效果显著,适用于中高温工业窑炉.     

石煤提钒钒渣制备微晶玻璃研究进展

介绍了石煤提钒工艺及其钒渣的物理化学特性,分析了各种提钒钒渣制备铝硅酸盐微晶玻璃的可行性.提出了在利用提钒钒渣制备微晶玻璃时,应首先考虑提钒钒渣中的化学成分,充分利用钒渣中的有价成分,特别注意钒渣放射性核素对微晶玻璃的影响,以及钒渣中重金属的稳定化处理.     

页岩提钒尾渣基地聚合物的制备及其性能

为将页岩提钒尾渣资源化,利用页岩提钒尾渣作为主要原料,偏高岭土为铝质辅料制备地聚合物。考察了成型方式、硅铝原料配比、碱激发剂种类、碱激发剂用量和成型压力对地聚合物试样抗压强度的影响。结果表明,地聚合物制备最佳条件为:原料的质量配比(尾渣/偏高岭土)为11:9,NaOH碱激发剂质量分数为10%,水固比为0.18,成型压力为20 MPa,试样14 d抗压强度可达58.25 MPa。通过XRD、FTIR、TG-DSC、SEM和孔径分析对地聚合物试样进行检测表征,分析表明,地聚合反应的主要产物为无定形硅铝凝胶和少量钠沸石,无定形硅铝凝胶可以改善试样的孔结构,增强试样微观结构致密度,宏观表现为试样抗压强度增大。     

攀枝花铁精矿熔化渣水法提钒的研究

利用湿法提钒采用食盐代替部分纯碱从熔化渣(攀枝花铁精矿竖炉还原熔化分离的钒钛渣)中提钒。取得了阶段性效果。实验结果表明：转浸率中达到83．73％-88．99％。操作条件是：氯化钠：碳酸钠：熔化渣=10：15：100。焙烧温度在700℃恒温1h。950℃恒温2h。浸取温度为80℃左右．浸取时间为1h。     

含钒高钙钢渣碳酸化浸取提钒数学模型的研究

一、前言钒钛磁铁矿是我国极丰富的钒资源。从钒钛磁铁矿提钒的方法可概分为两类。一类是先对矿石或精矿进行钠盐焙烧,然后进行水浸,浸取渣再用于炼铁。另一类则是先用矿石或精矿炼铁,再从炼钢炉渣中回收钒。但是用传统的先钠盐焙烧然后水浸的方法从高钙含钒炉渣中提钒,其回收率极低。因此在国内发展了一个碳酸化浸出的方法。钢渣首先在1100℃下加     

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...     

钒铬还原渣富氧焙烧-碱浸提钒工艺研究

利用富氧焙烧-碱浸提钒工艺分离回收钒铬还原渣中的钒、铬。探讨了焙烧与浸出条件对钒、铬浸出率的影响。结果表明:在富氧气氛下,适当提高焙烧温度和延长焙烧时间有利于低价钒的氧化,从而提高钒的浸出率;选用Na OH作为浸出介质,有利于钒的浸出,且铬的浸出很少;适当提高碱液浓度和延长浸出时间效果更佳;浸出温度对钒、铬的浸出影响较小。钒铬还原渣在880℃下富氧焙烧2 h后经3 mol/L Na OH溶液在液固比为4∶1,温度为70℃下浸出1 h,钒的浸出率达92.36%,铬的浸出率小于6%。含钒碱浸液经酸性铵盐沉钒方式回收其中的钒,铬渣可另作他用。     

焙烧制度对钒渣浸出行为的影响作用

针对钒渣提钒工艺进行研究,探讨焙烧制度对钒渣浸出行为的影响作用。结果表明:在本试验条件下,随着焙烧温度的升高,钒渣中钒铁尖晶石相逐渐消失,并出现了钒酸钠、硅酸钠和铬酸钠等物相;随着焙烧温度的升高,钒渣中钒的浸出率呈先增大后减小的趋势,当焙烧温度为860…℃时,钒浸出率的最大值为91.0…%;而随着焙烧温度的升高和时间的延长,钒渣中Si、P和Cr元素的浸出率逐渐增大;在本试验条件下,合理的焙烧制度为温度840~860…℃,焙烧时间30~60…min。     

钒渣提取五氧化二钒的研究

研究了从玉钢钒渣中提取五氧化二钒工艺。采用X荧光光谱分析和化学滴定法,系统地研究了添加剂用量、焙烧温度、沉钒温度和pH等因素对玉钢钒渣中五氧化二钒回收率的影响,并制定了合理的提钒流程参数。通过实验发现,在最佳流程参数条件下(添加剂与钒渣质量比为22:100,焙烧温度为850℃保温2h,沉钒时水浴温度为95℃,沉钒pH为2.2),五氧化二钒的回收率达到了85.4%,且五氧化二钒的纯度大于99%。     

钠化焙烧转炉钒渣粉体分形生长的演化行为

转炉钒渣焙烧提钒技术效率低,过程涉及化学反应、传递及相变过程,蕴含物相分形生长的动力学行为。对钒渣分形变化规律的研究有助于促进钒的定向转化,进而对工业提钒具有指导意义。根据金相电镜图,使用"周长-面积法"对不同焙烧条件下钒渣粉体分形维数进行计算,得到分形维数变化与物相转化的规律。结果表明,焙烧前硅相、钒相紧密包裹,分形维数数值为1.60～2.00;加入碳酸钠焙烧后尖晶石破坏,钒相逐渐分离,使分形维数小于1.20;随着钠盐加入量的增加,物相分形维数逐渐下降;二次焙烧后,稳定的钒酸钠生成,体系趋于稳定,使得分形维数进一步下降为1.10～1.20。