从含钒尾渣中浸取钒新工艺研究
从含钒钢渣中富集钒的方法与流程
从含钒钢渣中富集钒的方法与流程钒是一种重要的金属元素，被广泛应用于钢铁、航空航天、化工等领域。
然而，由于钒资源的稀缺性，从矿石中提取钒成本较高。
因此，富集含钒钢渣中的钒成为一种重要的手段，可以有效地回收和利用这一价值元素。
本文将介绍从含钒钢渣中富集钒的方法与流程。
一、酸法浸取富集钒酸法浸取是一种常用的从含钒钢渣中富集钒的方法。
具体流程如下：1. 粉碎：将含钒钢渣进行粉碎，以增加其比表面积，便于后续的浸取操作。
2. 酸浸：将粉碎后的钢渣与稀硫酸或盐酸进行浸取。
浸取条件包括浸取时间、浸取温度、酸液浓度等，需根据具体情况进行优化。
3. 分离固液：将浸取后的固液混合物进行固液分离，通常采用离心或过滤等方法，将固体渣滓和酸液分离。
4. 钒溶液处理：将得到的含钒酸液进行进一步处理，包括除杂、浓缩等步骤。
除杂可采用萃取、溶剂萃取等方法，去除杂质离子，提高钒的纯度。
5. 钒的回收：经过处理后的含钒酸液，可以通过还原、电解等方式回收纯钒。
二、矩阵冶金法富集钒矩阵冶金法是另一种常用的从含钒钢渣中富集钒的方法。
具体流程如下：1. 热处理：将含钒钢渣进行热处理，使其中的钒转化为易溶性的钒化合物。
热处理温度和时间需要根据钢渣的组成和性质进行调控。
2. 酸浸：将经过热处理的钢渣与酸性溶液进行浸取。
浸取酸液的浓度和温度需要根据钢渣的特性进行优化。
3. 分离固液：将浸取后的固液混合物进行分离，得到固体渣滓和酸液。
4. 钒溶液处理：对得到的含钒酸液进行杂质去除和钒的富集。
杂质去除可以采用萃取、溶剂萃取等方法。
5. 钒的回收：经过处理后的含钒酸液，可以通过还原、电解等方式回收纯钒。
三、其他方法与流程除了酸法浸取和矩阵冶金法，还有一些其他方法可以用于富集含钒钢渣中的钒，如氧化焙烧法、浸出熔融法等。
这些方法具体流程与条件有所不同，但核心思想都是通过化学反应实现钒的富集与回收。
在实际应用中，根据含钒钢渣的成分和性质选择合适的方法进行钒的富集。
含钒尾渣综合利用研究
42资源再生 2010/9T技术echnology含钒尾渣综合利用研究□文/解 晶攀钢钒资源综合利用科技有限公司Analysis on Comprehensive Utilization of Yanadium Tailings摘 要：攀宏钒制品厂生产过程中产生的尾渣，含有较高的钒、铬、铁等金属元素，历年来全部用于对外销 售，市场供大于求的矛盾日益突出，经常出现尾渣堵库现象，严重威胁正常生产。
为此，公司针对 性的提出了含钒尾渣返厂循环利用和市场销售相结合的“两条腿走路”方针，同时回收尾渣中的钒、 铬、铁等金属元素，通过加工增值，实现经济效益最大化。
一、含钒尾渣综合利用的研究背景1. 含钒尾渣综合利用迫在眉睫攀宏含钒尾渣中的钒、铬、铁等金属元素含量较高，没有对其进行开发利用，历年来全部用于对外销售（见表1）。
2008年7月之前，处于产销持平状态，基本能够维持攀宏钒制品厂的正常生产，自该厂扩能改造之后，尾渣产生量随着钒产品的增加而不断增加，供大于求的矛盾日益突出，销售工作一直处于被动局面，销售价格由扩能改造前的500~600元/吨不断下滑到目前的300元/吨左右，不仅如此，情况严重时销售量下降，造成尾渣堵库，严重威胁工厂的正常生产。
另外，当攀钢集团西昌钒钛公司建成投产以后，含钒尾渣的资源量将大幅度增加，对于攀西地区的有限销售市场，尾渣供大于求的矛盾将更加突出，销售工作将更加困难，保攀宏钒制品厂正常生产的难度也将进一步加大。
2. 含钒尾渣综合利用意义重大随着经济和社会的发展，环境污染和资源短缺已成为全世界日益关注的问题。
今年，攀钢钒公司将资源综合利用列为公司未来五年发展规划的重点之一，科技公司对资源的再生利用也予以了高度重视。
2010年1月经公司批准，科技公司开展了含钒尾渣综合利用的专项研究课题，通过自主研发来开辟保攀宏钒制品厂正常生产及供大于求矛盾的新途径、新方式和新方法。
二、含钒尾渣综合利用的研究方案在公司内部挖掘二次资源、固体废弃物料以及调用部份高铁料矿粉，将挖潜资源、矿粉、尾渣三种物料，按设计比例配料，均匀混合后，返炼铁厂配烧结矿。
提钒尾渣的综合利用研究
， ，
定 的 资 源 有效 利 用 但 因 焙烧 量 大 设备 投
、
，
资 大 能 耗 较 高 经 济 效 益 并 不 理 想 没 有 实 现 含钒
、
钒 尾 渣进 入 高 炉 后
，
，
如果 能 够 壳 全 消 耗 掉 提钒 尾
，
渣 替 代 部 分钒 猹 和 钒 渣 以
、
，
定 的 比 例 混 合 再 次进
［
提钒 尾 渣 代 替 粉 矿进 行 高 炉 冶 炼 使 得 入 炉 的 碱 负
，
行 氧 化 钠 化 焙 烧 浸 取 李 秀 敏 等 进行 的 含 钒 中 间
１
１
荷增 大 人 炉 的铁 品 位 降 低 焦 比 上 升
，
过 氧化 钠 化 焙 烧 浸 出 后 的 废 弃 物 虽 然 经 过 提 钒
、
，
在 要 浸 出 这 部 分 钒 必 须 破 坏 尖 晶 石 结构 使 尖 晶
石 结 构 中 的 钒 得 以 释 放 再进 行 氧 化 和转 化 邓 志
，
工艺
，
提 钒 尾 渣 中 的 钒含 量仍 可 高 达 ％ 质 量 分
，
尾 渣 的 彻 底 解 决 渣 将减 少 含 钒尾 渣 库 的 建 设 减 少 环 境 污 染 实 现
。
，
尾渣 中 钒 铁 的 有 效 利 用
、
。
３
提钒 尾 渣浸取 提钒
－
４４
－
北 方 钒 钛 ２ ０
５
１
６
年第
４
期
提钒尾渣常压酸浸提钒
也 说 明 ， 常 压条 件 下 Ｈ 在 可 进 入 矿 物 晶 格 中 ，
入 Ｈ ， 一 定 时 问 后 加 人 氧 化 剂 Ｋ Ｏ 。 恒 温 浸 Ｆ在 Ｍｎ
出反应 至一定 时间 后迅 速 打 开瓶 塞 ， 浆 用真 空 抽 矿 滤过滤 ， 固液分 离 ， 出渣 洗 涤数 次 ， 浸 出渣 进 行 浸 取 钒 浸 出率 计算 。 钒 的浸 出 率 （／ 计 算 公 式 为 ：［ ７） １一ｍ ｙ ／ （ ） ｍ ］×１０ ， 中 为 钒 的浸 出率 ， 为 浸 出 ０％ 式 ｍ。 物 料质量 ， 为浸 出渣质 量 ， 为物 料 中钒 Ｖ含 量 ， ｍ 为浸 出渣 中 Ｖ含 量 。
Ｆ ． １ ３ ３ ２ ． ６ 但大 于 Ｆ ． ５ ３ ３ ９ ２ ， ０ ０ （ ，）＝ ９ ４ ， Ｏ Ｏ （ ， ）＝ ． ８ 说 明 Ｃ因素 （ 氧化 剂 Ｋ Ｏ Ｍｎ 用量 ） 浸 出率 的影 响是 对 高度 显 著 影 响 。Ｆ ＝８ ８ ． ４小 于 Ｆ ． ５（ ， ）＝ ０Ｏ ３ ３ ９ ２ ， 大 于 Ｆ ．０（ ， ）＝５ ３ ， 明 Ｄ因 素 （ ． ８但 ０１ ３３ ．９ 说 液
见 表 ３ 。 表 ２ 正 交 试 验 结 果
Ｔａ ｅ ２ Ｒｅ ｕｔ ｆｏ ｔ ｏ ｏ ａ ｘ ｅ ｉ ｎ ｂｌ ｓ ｌｓｏ ｒｈ ｇ ｎ ｌｅ ｐ ｒｍｅ ｔ
常压浸 出所需 的仪器设 备包括 Ｄ Ｋ ４电子恒 Ｚ Ｗ－
温 水 浴 锅 、 口圆 底 烧 瓶 、 回 流 冷 凝 管 ， 密 增 力 五 双 精
原 料 取 自攀 枝 花 钢铁 公 司 的 钒渣 提 钒 尾渣 ， 为
浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景
浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景钒是一种稀有、柔软而黏稠的过渡金属，它的矿物形态一般与其它金属的矿物混合在一起，一般被用于材料工程中作为合金成分，把钒掺进钢里制成钒钢，可使钒钢结构比普通钢更紧密、更有韧性、弹性，机械强度更高。
目前全球钒渣、氧化钒、钒铁的主要产地是南非、中国、俄罗斯、美国、澳大利亚、新西兰和日本等七国。
南非、俄罗斯和中国一直是三个最大的产钒国，除美国和日本从石油残渣和电厂飞灰中提取钒外，其他各国都是从矿石冶炼过程中提取钒[1]。
中国钒工业的崛起主要得益于攀枝花钒钛磁铁矿的开发利用，目前国内各工厂钒的提取工艺基本相同，均是采用钒渣钠法焙烧、多钒酸铵沉淀焙烧法生产V2O5。
具体工艺为钒钛磁铁矿原矿经选矿得到的含钒铁精矿送入烧结、炼铁工序，得到含钒铁水经提钒转炉生产钒渣（含V2O5平均15%）。
钒渣经过添加氯化钠或碳酸钠进行钠法焙烧、水浸取、多钒酸铵沉钒等过程获得多钒酸铵，最后经反射炉熔化得到片状V2O5[2]。
本文在此介绍一种钢渣提钒新生产工艺——湿法提钒工艺，并从生产工艺、资源能源利用、经济技术指标、污染物排放等方面与传统钠法焙烧工艺进行比较，分析探讨湿法提钒工艺的发展前景。
1、湿法提钒工艺概况湿法提钒工艺是以含钒钢渣为原料，而不是传统钠法焙烧生产工艺使用的经提钒转炉生产的标准钒渣，该含钒钢渣是钒钛磁铁矿经过炼钢转炉生产钢水后废弃的钢渣，该钢渣中V2O5平均含量仅为4%。
该钢渣的成分见下：湿法提钒工艺是将钢渣直接酸浸—净化—沉钒—熔化制得片状五氧化二钒，不同于传统钠法工艺需要焙烧，为了区别传统工艺，本文将该新工艺称为湿法提钒工艺。
具体工艺流程叙述如下：①含钒钢渣预处理含钒钢渣经原料预处理，磨细达到所需粒径并除去所夹带的铁后，送入酸浸工段。
②酸浸酸浸工段是该生产工艺的核心。
含钒钢渣在蒸汽保温的条件下，用一定浓度的硫酸溶液（添加助浸剂）进行两段逆流酸浸浸取，使钢渣中的钒（也包括其他杂质）融入酸浸液中。
从含钒脱硅渣中回收钒的工艺研究
从含钒脱硅渣中回收钒的工艺研究含钒脱硅渣是钒液净化除硅得到的高钒含量的钠铝脱硅渣，干基中含单质钒9.68%。
对脱硅渣进行了水浸，酸浸，碱浸实验，通过对比实验，该脱硅渣碱浸的钒浸出率高。
通过碱浸实验研究，考察了碱渣比、浸出温度、浸出液固比等对钒浸出率的影响，确定最佳浸出工艺条件为：NaOH：脱硅渣比值为1，浸出温度90℃，液固比2：1，浸出时间2h，钒浸出率可达94.89%。
标签：钒、脱硅渣、碱浸1前言钒是一种重要的有色金属，钒及其合金被广泛地用于冶金、化工等新技术领域[1-4]。
世界上70%以上的钒来源于钒钛磁铁矿，钠化焙烧提钒是目前国内外主流提钒工艺[5-6]，该传统工艺由于技术、流程欠缺，资源浪费与环境问题较突出，尤以钒化工（多种）固废问题最为严重，我国仅提钒尾渣每年产出量就达近百万吨，因缺乏有效利用技术，钒化工固废除存在环境隐患之外，还普遍存在着有价元素利用率低，末端治理经济性差，无法全部消纳等问题[7]。
对于钒化工固废资源，由于其产生途径存在较大差异，即便同一类的含钒废弃资源也可能在物理性质、化学组成及结构等方面存在诸多不同。
钒化工固废循环利用技术是钒钛磁铁矿综合利用流程的核心技术之一，长期以来，为解决钒化工固废大量堆存及环境污染难题，国内外开展过大量研究工作，已有研究主要集中在以下方面：（1）提钒尾渣再次钠化焙烧提钒：该方法虽提高了钒的利用率，但固体废物只增未减；（2）湿法工艺：“铬泥、钒泥”采用湿法工艺处理，主要是通过酸浸提钒，该工艺也只是提高了钒的利用率，但浸后渣仍无法处理，且过程又产生大量的废水需二次处理。
因此，对钒化工固废资源的提钒研究需要有更强的针对性，才能达到工艺最优化的目的。
本文针对钒化工固废资源的特点，先进行了对比性实验，然后进行了碱浸单因素實验研究。
2实验2.1实验设备和实验原料。
实验用设备为机械搅拌不锈钢衬镍反应釜，容积1L，80 ran1，大连自动控制设备厂生产；CKW-III温度控制仪，控制温度精度为±1℃，北京市朝阳自动化仪表厂生产。
钒渣提取新技术(钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池)
钒渣提取新技术（钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池）原创邹建新崔旭梅教授等随着攀钢提钒炼钢厂为代表的钒渣提取技术不断得以提升，及时根据铁水条件变化调整供氧强度、吹炼时间、冷却强度等工艺参数，提高铁水中的钒氧化率，尽可能降低残钒含量。
另外，通过优化复吹提钒、出渣炉次添加无烟煤等技术措施，克服铁水成分波动对钒渣生产的影响；开展煤氧枪烧结补炉、提钒炉口防粘、4210镗孔机打炉口等技术研究，改善提钒转炉维护质量。
转炉提钒生产的主要国家是俄罗斯和我国，已经使用静态模型对提钒过程进行控制的国家是俄罗斯，俄罗斯对提钒控制模型开展了深入的研究，现在取得了不错的效果。
不过正在使用的模型一般是根据复杂的物理化学规律开发的机理模型，这对工艺要求非常高，需要有非常稳定的工艺条件和生产流程，因此不适用于铁水成分、生产设备等变化波动大的情况。
也就是说，这种模型系统不能很好地适应复杂生产过程和现代化柔性生产的需要，模型移植困难，模型价格昂贵。
在我国对转炉提钒的研究与发展比较缓慢，主要为人工操作模式，操作和控制基本上依赖于现场操作人员的经验和感觉进行操作，自动化水平低，存在着钒渣质量和半钢质量不稳定的问题。
因此利用人工智能技术研制具有高性价比的转炉提钒模型，建立具有自适应、自学习能力的控制模型是未来提钒控制的发展趋势。
目前，对提钒这样的复杂冶金工业过程建模的研究，也是国内外的研究热点之一。
近年钒渣提取领域的代表性新技术如下：①中国恩菲工程技术有限公司发明了一种从原料钒渣制备精细钒渣的方法。
包括：将原料钒渣进行破碎，然后进行磁选铁得到铁渣和选铁后的钒渣，将钒渣进行一次球磨，然后进行一次选粉得到一次粗粉和作为精细钒渣的一次细粉，然后进行筛分得到筛上粉和筛下粉，将筛下粉进行二次球磨和二次选粉得到二次粗粉和作为精细钒渣的二次细粉。
利用该方法能够降低精细钒渣中铁含量。
②攀钢集团公开了一种高品位钒渣富氧钙化焙烧的方法，包括如下步骤：将高品位钒渣与钙化剂混合形成混合料，将混合料在氧气体积含量为12-21％的气氛下进行焙烧。
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. [6] T E N G AJ,X U E X X.An o v e l r o a s t i n gp r o c e s s t oe x t r a c tv a n a d i u ma n d c h r o m i u mf r o mh i g h c h r o m i u mv a n a d i u ms l a g u s i n g aN a O H-N a N O3b i n a r y s y s t e m[J].JH a z a r d M a t e r, 2019,379.D O I:10.1016/j.j h a z m a t.2019.120805. [7] D E N GR,X I A O H,X I EZ,e t a l.An o v e lm e t h o d f o r e x t r a c t i n gv a n a d i u mb y l o wt e m p e r a t u r e s o d i u mr o a s t i n g f r o mc o n v e r t e r v a n a d i u ms l a g[J].C h i nJC h e m E n g,2020,28(8):2208-2213.[8]王春梅,刘锦燕,史志新,等.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[J].冶金分析,2015,35(6): 26-30.[9]史志新,刘锦燕.钒渣焙烧过程中物相的矿物学特征探讨[J].冶金分析,2014,34(7):12-17.[10] G A O H Y,J I A N GT,Z H O U M,e t a l.E f f e c t o fm i c r o w a v ei r r a d i a t i o n a n d c o n v e n t i o n a l c a l c i f i c a t i o n r o a s t i n g w i t h c a l c i u mh y d r o x i d eo nt h ee x t r a c t i o n o fv a n a d i u m a n dc h r o m i u mf r o mh ig h-ch r o mi u mv a n a d i u ms l a g[J].I n t e r n a t i o n a l J o u r-n a l o fM i n e r a l P r o c e s s i n g,2020,145:1-12. [11]S A D Y K H O V G B.O x i d a t i o no f t i t a n i u m-v a n a d i u m s l a g sw i t h t h e p a r t i c i p a t i o no fN a2Oa n d i t s e f f e c t o n t h eb e h a v i o ro f v a n a d i u m[J].R u s s i a n M e t a l l u r g y(M e t a l l y),2008(6): 449-458.[12]邵胜琦,岳宏瑞,曹晓舟,等.钒渣与N a2O2焙烧提钒技术的探索[J].钢铁钒钛,2022,43(1):28-35. [13]李尉.高钒渣钠化焙烧反应行为研究[D].沈阳:东北大学,2014.[14] WA N GJ,Z H A N G P,WA N G S D,e ta l.E v a l u a t i o no fag r e e n-s u s t a i n a b l e i n d u s t r i a l i z e d c l e a n e r p r o d u c t i o n f o rF e V50a n dF e V80a l l o y s f r o mv a n a d i u ms l a g b y c a l c i f i c a t i o nr o a s t i n g-a m m o n i ao n-l i n ec y c l e[J].J C l e a n P r o d,2021, 320.D O I:10.1016/j.j c l e p r o.2021.128896. [15] F UZB,J I A N GL,L IM,e t a l.S i m u l t a n e o u s e x t r a c t i o no fv a n a d i u ma n d c h r o m i u mf r o mv a n a d i u mc h r o m i u ms l a g b ys o d i u mr o a s t i n g[J].I r o nS t e e lV a n a d i u m T i t a n i u m,2020, 41(4):1-6.[16]范坤,李曾超,李子申,等.不同钙化剂对高钒渣酸浸提钒的影响[J].重庆大学学报,2015,38(5):151-156. [17]马家骏,史培阳,刘承军,等.采用钙化焙烧 铵盐浸出工艺从钒渣中浸出钒[J].湿法冶金,2021,40(4):283-288.[18]李新生.高钙低品位钒渣焙烧 浸出反应过程机理研究[D].重庆:重庆大学,2011.[19] D E N G R R,X I A O H,X I EZ M,e t a l.An o v e lm e t h o d f o re x t r a c t i n g v a n a d i u m b y l o wt e m p e r a t u r es o d i u mr o a s t i n gf r o m c o n v e r t e r v a n a d i u m s l a g[J].C h i n e s e J o u r n a l o fC h e m i c a l E n g i n e e r i n g,2020,28:2208-2213.[20] L IM,L I UB,Z H E N GS,e t a l.Ac l e a n e r v a n a d i u me x t r a c-t i o n m e t h o df e a t u r i n g n o n-s a l tr o a s t i n g a n d a m m o n i u mb ic a r b o n a t e l e a c h i n g[J].JC l e a nP r o d,2017,149:206-217.[21] Z HA N G J,Z HA N G L.F a c t o r si n f l u e n c i n g c a l c i f i c a t i o nc a l c i n a t i o n o f v a n ad i u m s l a g a n d c a l c i n a t i o n o x i d a t i o nk i n e t i c s[J].J o u r n a l o fN o r t h e a s t e r nU n i v e r s i t y,2014,35: 831-835.[22] D E N G R,X I EZ,L I U Z,e t a l.E n h a n c e m e n to fv a n a d i u me x t r a c t i o na t l o wt e m p e r a t u r es o d i u mr o a s t i n g b y e l e c t r i cf i e l da n ds o d i u m p e r s u l f a t e[J].H y d r o m e t a l l u rg y,2019,189.D O I:10.1016/j.h y d r o m e t.2019.105110. [23]李兰杰,陈东辉,白瑞国,等.钒渣空白焙烧高效清洁提钒技术[J].河北冶金,2014(12):29-33.[24]李京.钢铁钒渣低钙化提钒实验研究[D].昆明:昆明理工大学,2014:63-65.[25]付自碧.钒渣空白焙烧清洁提钒工艺探讨[J].钢铁钒钛,2019,40(4):17-23.[26]李猛.钒渣无盐焙烧-温和铵浸清洁生产V2O5应用基础研究[D].沈阳:东北大学,2018.[27] X I A N GJY,W A N G X,P E IGS,e t a l.R e c o v e r y o f v a n a d i u mf r o mv a n a d i u ms l ag b y c o m p o s i t e r o a s t i n g w i t hC a O/M g Oa n d l e a c h i n g[J].T r a n s a c t i o n so fN o n f e r r o u sM e t a l s S o c i e t y o fC h i n a,2020,30(11):3114-3123.[28]肖霜.转炉钒渣-M n O2焙烧过程物相转化及钙锰复合焙烧㊃144㊃Copyright©博看网. All Rights Reserved.湿法冶金2023年10月酸浸工艺研究[D].重庆:重庆大学,2021.[29] WA N GZ H,Z H E N G,SL,WA N G S N,e ta l.R e s e a r c ha n d p r o s p e c to ne x t r a c t i o n o fv a n a d i u m f r o m v a n a d i u ms l a g b y l i q u i do x i d a t i o nt e c h n o l o g i e s[J].T r a n s a c t i o n so fN o n f e r r o u s M e t a l sS o c i e t y o fC h i n a,2014,24(5):1273-1288.[30]吕页清.亚熔盐法钒渣钒铬高效清洁生产工艺流程模拟与优化[D].天津:天津大学,2013.[31]高明磊,陈东辉,李兰杰,等.含钒钢渣亚熔盐法浸出提钒过程与机理[J].过程工程学报,2013,13(6):964-968.[32]潘自维,郑诗礼,王中行,等.亚熔盐法高铬钒渣钒铬高效同步提取工艺研究[J].钢铁钒钛,2014,35(2):1-8. [33]李兰杰,陈东辉,白瑞国,等.钒渣中钒铬提取技术研究进展[J].矿产综合利用,2013(2):7-11.[34]张国权.无焙烧加压浸出转炉钒渣提钒的基础研究[D].沈阳:东北大学,2017.[35] L I USY,L ISJ,WUS,e t a l.An o v e lm e t h o d f o rv a n a d i u ms l a g c o m-p r e h e n s i v e u t i l i z a t i o n t o s y n t h e s i z eZ n-M n f e r r i t ea n dF e-V-C r a l l o y[J].JH a z a r d M a t e r,2018,354:99-106.[36] Z HA N G G Q,Z H A N G T A,L Y U G Z,e ta l.E f f e c t so fm i c r o w a v e r o a s t i n g o n t h ek i n e t i c s o f e x t r a c t i n g v a n a d i u mf r o mv a n a d i u ms l a g[J].J OM,2016,68(2):577.[37]谭博,王丽君,闫柏军,等.微波场下的钒渣氯化动力学[J].工程科学学报,2020,42(9):1157-1164. [38]姜涛,高慧阳,薛向欣,等.一种微波钙化焙烧钒渣提钒的方法:C N106755960A[P].2017-05-31.[39]黄青云,向俊一,裴贵尚,等.机械活化强化钒渣钙化提钒工艺[J].中国有色金属学报,2020,30(4):858-865. [40]向俊一.转炉钒渣钙化提钒工艺优化及提钒尾渣综合利用基础研究[D].重庆:重庆大学,2018.[41] M I R A Z I M IS M J,A B B A S A L I P O U R Z,R A S H C H IF.V a n a d i u mr e m o v a l f r o m L Dc o n v e r t e r s l a g u s i n g b a c t e r i aa n df u n g i[J].J o u r n a lo f E n v i r o n m e n t a l M a n a g e m e n t,2015,153:144-151.[42]李艳.电场强化转炉钒渣浸取实验研究[D].重庆:重庆大学,2012.R e s e a r c hP r o g r e s s o nV a n a d i u mE x t r a c t i o nP r o c e s s f r o m V a n a d i u mS l a gL I J i a s h u a n g1,2,3,L I J i n g u i1,WU H a o t i a n1,L E IW e i y a n2,L IF e n g f e n g1,3,S H E N Y i1,2,3 (1.S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,N o r t h C h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,T a n g s h a n063210,C h i n a;2.S c h o o l o f M i n i n g E n g i n e e r i n g,N o r t hC h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,T a n g s h a n063210,C h i n a;3.H e b e i P r o v i n c i a lK e y L a b o r a t o r y o f I n o r g a n i cN o n m e t a l l i cM a t e r i a l s,T a n g s h a n063210,C h i n a)A b s t r a c t:V a n a d i u m s l a g i s a b y-p r o d u c t o f t h e c o n v e r t e r s t e e l m a k i n g p r o c e s s o f v a n a d i u m t i t a n o m a g n e t i t e,a n da n i m p o r t a n tv a n a d i u ms e c o n d a r y r e s o u r c e.C u r r e n t l y,t h e p r e d o m i n a n tm e t h o d s f o rv a n a d i u m e x t r a c t i o n f r o m v a n a d i u m s l a g a r e s o d i u m r o a s t i n g w a t e rl e a c h i n g a n d c a l c i f i e d r o a s t i n g a c i d l e a c h i n g.A d d i t i o n a l l y,t h e r ea r e m a n y n e w v a n a d i u m e x t r a c t i o n p r o c e s s e s,i n c l u d i n g l o w-t e m p e r a t u r es o d i u m r o a s t i n g,b l a n k r o a s t i n g,c o m p o s i t e r o a s t i n g,s u b-m o l t e n s a l t r o a s t i n g, m i c r o w a v er o a s t i n g,h i g h-p r e s s u r e a c i d l e a c h i n g w i t h o u tr o a s t i n g,m i c r o b i a ll e a c h i n g,m e c h a n i c a l a c t i v a t i o na c i d l e a c h i n g,e l e c t r i c f i e l de n h a n c e da c i d l e a c h i n g,e t c.T h e r e s e a r c h p r o g r e s so nv a n a d i u m e x t r a c t i o n t e c h n o l o g y i s r e v i e w e d,t h e a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s o f e a c h t e c h n o l o g y a r e s u m m a r i z e d.F u r t h e r m o r e,i ti s p o i n t e do u tt h a tc l e a n,e f f i c i e n t,a n dc o s t-e f f e c t i v er e c y c l i n g i st h e d i r e c t i o n f o r f u t u r e d e v e l o p m e n t o f v a n a d i u me x t r a c t i o n p r o c e s s e s f r o mv a n a d i u ms l a g.K e y w o r d s:v a n a d i u ms l a g;v a n a d i u m;s o d i u mr o a s t i n g;c a l c i f i e d r o a s t i n g;l e a c h i n g;e x t r a c t i o n;r e s e a r c h p r o g r e s s㊃244㊃Copyright©博看网. All Rights Reserved.。
电场强化转炉钒渣浸取实验研究
电场强化转炉钒渣浸取实验研究钒渣是指含钒铁水经过转炉等方法吹炼氧化成富含钒氧化物和铁氧化物的一种炉渣。
它是重要的提钒原料，由于钒主要是以低价形式赋存于尖晶石相中，所以破坏含钒物相并将其中不易溶于酸的低价钒氧化为易溶于酸的高价钒成为提钒的前提条件。
传统的方法大多是采用焙烧-浸出-沉钒工艺来提钒，但在焙烧过程中产生Cl2、HCl等有害气体，严重污染环境。
近年来，研究人员提出湿法提钒（主要是直接酸浸提钒），该方法有效避免了产生Cl2、HCl等废气引起的污染，但也存在一些不足（如设备腐蚀严重、酸耗较高和钒浸出率低等）。
所以，寻找新的低污染、高效率的提钒方法已成为全球钒冶炼工业中一个亟待解决的问题。
目前，外场（微波场、超声场、电磁场等）强化湿法浸取过程，己经被许多研究所证实。
同时，电氧化广泛应用于硫化铜矿、铅锌硫化矿、辉铋矿、硫化银矿、黄铁矿等方面的研究较多，但是电氧化应用在钒渣浸取中的研究还没有文献报道。
因此，本文以四川攀枝花钢铁有限公司的转炉钒渣为研究对象，针对钒渣物相复杂，钒在钒渣中赋存形式和价态复杂等特点，提出电场强化钒渣浸取实验研究。
本文主要研究了以下几方面：①电场强化钒渣酸浸实验。
即在电场作用下，研究了电流、温度、浓度、时间等对钒浸出率的影响。
结果表明，在硫酸质量分数40%，电流0.6A，电压2.8<sup>3</sup>.0V，电极间距20mm，矿浆液固比4:1，钒渣与MnSO<sub>4</sub>质量比5:1，85℃，浸取4h时，加入硫酸锰电场强化酸浸，钒浸出率达79.64%；直接酸浸，钒浸出率达67.18%。
其主要原因是，电场不仅强化物相的破坏，而且通过阳极氧化作用，将钒渣中不易溶于酸的低价钒氧化为易溶于酸的高价钒，从而提高钒的浸出率。
②电场强化钒渣碱浸预处理-酸浸实验。
即在电场作用下，研究了NaOH浓度、CaF<sub>2</sub>用量对钒渣预处理效果的影响。
钒钛磁铁矿提钒尾渣浸取钒
ｇ ａ ｕａ ｔ， ｒ ｎ ｅ ｔ ａｅ ． ｅｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｈ ｔｔｅｖ ｎ ｄｕ ｌａ ｈｎ ａｅｉｃｅ ｓｓｗｉ ｅｉｃｅ ｓ ｆｒａ ｅ ｔ ｒｎ ｌｒ ｗｅｅｉｖ ｓ ｇ ｔｄ Ｔｈ ｅｕｔ ｓ ｏ ｔａ ａ ａ ｉｍ ｅ ｃ ｉｇｒｔ ｎ ｒａｅ ｔ ｔ ｒａ ｅｏ ｅ ｇ ｎ ｉ ｙ ｉ ｓ ｈ ｈｈ ｎ
从高钙低钒渣中回收钒的研究
从高钙低钒渣中回收钒的研究钒是一种重要的工业材料,但可供有价提取的资源有限,钒的赋存状态多以复杂共生矿存在,且品位偏低,大多在1%以下。
钒的提取来源主要是从含钒钢渣、石煤、废催化剂和铝土矿等中回收。
本文以广西某工厂的沉钒渣为实验原料,针对沉钒渣中钙含量高而钒含量偏低的特点,提出了加入碱性添加剂焙烧、超声波辅助碳酸钠浸出的工艺,并在此基础提出了浸出液采用碳酸型季铵盐萃取分离钒和铝、碳酸钠配合氢氧化钠反萃、铵盐沉钒、煅烧后得到五氧化二钒的新工艺。
在沉钒渣焙烧-浸出工艺过程,首先考察了添加剂种类、添加剂添加量、焙烧温度、焙烧时间等因素对钒渣浸出的影响。
研究发现较为适宜的焙烧工艺参数为氢氧化钠添加量为钒渣质量的35%,焙烧温度为1223K,焙烧时间为1.5h。
在此基础上考察了焙烧渣浸出过程相关因素对钒浸出的影响,结果表明,焙烧渣的最佳浸出工艺条件为:浸出剂为2mol/L碳酸钠溶液,液固比为5:1 mL/g,浸出温度为60℃,180W超声波辐射60min,钒的浸出率达到90%以上。
为富集浸出液中钒和分离其中的铝,本研究确立了季铵盐萃取体系,考察了萃取剂浓度、改性剂浓度、相比、溶液的p H、萃取温度和振荡时间等因素对钒铝分离影响,实验结果表明,有机相配比为40%碳酸型A336+16%仲辛醇+44%磺化煤油的萃取体系能在料液（V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>=0.9g/L,Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>=4.3g/ L,pH=13.9）中萃取分离钒和铝,其最佳萃取工艺条件为:相比O/A为1/1,温度为25℃,振荡频率为220rpm,振荡时间为10min。
钒的单级萃取率达到80%以上,钒铝分离系数为37。
通过绘制萃取等温曲线,确立了当相比O/A为1/2,其他条件不变的情况下,经三级逆流萃取,即可让钒的萃取率达到99%以上。
从转炉钒渣中提取五氧化二钒的新工艺研究
从转炉钒渣中提取五氧化二钒的新工艺研究本文以承钢转炉钒渣为原料,采用硫酸铵熔融法—硫酸酸浸—萃取—反萃—沉钒法得到五氧化二钒,通过借助XRD、X射线荧光光谱仪、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)等分析手段,系统的研究在焙烧过程中硫酸铵和硫酸氢钾的加入量、焙烧温度、保温时间对转炉钒渣中钒等元素浸出率的影响；在浸出过程中液固比、硫酸浓度、浸出温度、浸出时间对转炉钒渣中钒元素浸出率的影响；在萃取过程中水相pH、有机相的配比、相比、萃取时间对浸出液中钒元素萃取率的影响；简单研究反萃过程、沉钒过程中所需的工艺条件。
(1)硫酸铵熔融法焙烧浸出转炉钒渣过程中的适宜工艺条件：转炉钒渣：硫酸铵：硫酸氢钾=1：8：0.67,焙烧温度为350℃,保温时间36min。
在此条件下,转炉钒渣中V、Fe和Ti的浸出率分别为69.0%、66.5%和30.5%。
(2)硫酸浸出焙烧产物过程中的适宜工艺条件：液固比为8：1,硫酸体积分数为12%,浸出温度95℃,浸出时间5h。
在此条件下,转炉钒渣中V的浸出率为97.0%。
(3)用P204萃取剂萃取过程中的适宜工艺条件：浸出液pH为3.25,有机相配比为15%磷酸二异辛基酯(P204)+5%磷酸三丁酯(TBP)+80%磺化煤油,有机相和水相比(Vo:Va)=1:1,萃取时间10min。
在此条件下,浸出液中钒的萃取率为96.5%。
(4)反萃过程中工艺条件：用1.5mol/L的稀硫酸反萃,萃取液：稀硫酸=1：1,反萃时间10min。
在此条件下,萃取液中V、Fe和Ti的反萃率分别为92.6%、4.6%和1.1%。
(5)沉钒过程中工艺条件：萃取液的pH为8.25,于85℃加热搅拌lh。
在此条件下,萃取液中钒的沉淀率为94.0%。
(6)制备V205实验条件：将沉钒产物洗涤、烘干,在550℃下于马弗炉煅烧2h,得到纯度为90%以上的V205产品。
钒渣焙烧-浸出过程的实验研究的开题报告
钒渣焙烧-浸出过程的实验研究的开题报告
一、研究背景和目的
钒是一种重要的工业金属，广泛应用于钢铁、化工、电子、航空等领域。
钒渣是从钢铁冶炼过程中所产生的废弃物，含有大量的有价金属元素，例如钒、钛、铁等。
因此，对钒渣进行资源化利用具有极高的经济价值。
而钒渣的综合利用主要是通过焙烧-浸出法进行。
本文旨在探讨钒渣焙烧-浸出过程的实验研究，研究焙烧和浸出条件对钒渣中有价金属元素回收率的影响，寻求优化钒渣加工流程的方案。
二、研究内容和方法
1. 焙烧实验：选取不同的焙烧温度和时间，对钒渣进行焙烧处理，利用化学分析方法分析产生的氧化物和其化学成分。
2. 浸出实验：选取不同的浸出剂和浸出时间，对焙烧后的样品进行浸出处理，分析钒渣中有价金属元素的浸出率。
3. 实验设备：采用恒温恒湿箱、程控电阻炉、烘箱、紫外分光光度计、电导仪、pH计等设备进行实验研究。
4. 分析方法：采用化学分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜等物理化学方法对样品进行分析。
三、预期结果和意义
通过焙烧和浸出实验，研究钒渣加工过程中的关键参数，并对其对有价金属元素回收率的影响进行分析，寻求最优的钒渣加工流程方案，进而实现钒渣的资源化利用并提高其经济价值。
同时，本研究对于改善钢铁冶炼过程中产生的废弃物的处理方式，减少环境污染也具有重要意义。
用钛白废酸从提钒尾渣中提钒试验研究
8
6.
0
收稿日期:
2023
08
08
20.
6
25.
2
基金项目:四川省高等学校重点实验室项目(
FQWLY2021
-Z
08);四川省高校重点实验室项目(
2023JXY01)。
第一作者简介:李军(
1986—),男,博士,副研究员,主要研究方向为钒钛资源综合利用。
1.
6
38.
8
· 30 ·
2024 年 2 月
高于 3% 高锰酸钾,说明双氧水的氧化效果更佳。
可以看出:在 优 化 条 件 下,
3 组 试 验 结 果 相 近,相
差不大,钒平 均 浸 出 率 为 53% 左 右,说 明 浸 出 结
果较稳定。
表 5 验证试验结果
试验编号
10
11
12
平均
/%
滤渣质量/g 滤渣中 w(
V2O5)
38.
7
1.
010
38.
n,粒 度
-200 目占 40% 左 右。 选 择 浸 出 温 度、钛 白 废 酸
浓度、浸 出 时 间、固 液 质 量 体 积 比 4 个 因 素,设 计
4 因素 3 水 平 (
L9 (
34 ))正 交 试 验。 正 交 试 验 因
素、水平及结果见表 4。
表 4 正交试验因素、水平及结果
试验编号
1
2
[
1]
文章编号:
1009
2617(
2024)
01
0029
05
酸浸出提钒尾渣 中 的 钒,考 察 了 各 工 艺 参 数 对 钒
浸出率的影响规律。
从废钒触媒中提钒新工艺的研究
从废钒触媒中提钒新工艺的研究在现代工业中，催化剂的使用越来越多，炼油工业、化工业、冶金工业都要用到各种催化剂。
废催化剂全世界年产约50～70万吨，其中含钒很高，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。
本文主要针对制酸废催化剂中钒的回收问题进行研究，同时对炼油废催化剂中的钒、钼回收展开了研究。
制酸废催化剂中钒含量约3％～5％，其它主要杂质为S和Fe。
本研究采用硫酸直接浸出—P204萃取—NaHCO<sub>3</sub>溶液反萃—NH<sub>4</sub>Cl沉钒—煅烧得到V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>产品的工序，回收的V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>纯度达到99％以上，符合甚至超过99粉钒的标准。
研究了pH值、硫酸浓度、液固比、时间等因素对钒浸出率的影响。
发现pH值为中性时，钒不被浸出，而液固比和浸出时间对浸出率的影响不大。
硫酸浓度对浸出率有很大的影响，但浓度高于50g/L后，浸出率变化不大甚至会降低。
根据各试验数据，确定最佳浸出条件：硫酸浓度50g/L，液固比1.5：1，浸出时间30分钟，常温搅拌浸出，钒浸出率最高可达95％以上。
通过调节pH值、P204浓度、皂化度等因素，考察萃取率的影响，得到萃取等温线。
同时研究了萃取剂的循环使用次数和对钒的最大饱和吸附量。
pH值对萃取率影响最大，在pH值1～2时，萃取率达到最高。
随着萃取剂浓度增加，萃取率也随之增加，体积浓度20％以后，萃取率的增加趋于平缓。
皂化的萃取剂比未皂化的萃取剂萃钒性能更优越。
P204可多次循环使用，对钒的萃取能力强。
萃取最佳条件：P204体积浓度20％，萃取平衡pH值1～2，萃取前皂化。
在最佳条件下，萃取含钒4.5g/L溶液的一次萃取率可达80％（O/A=1：1）。
提钒尾渣的综合利用研究
％ 此方
，
目
前 我 国 钢 铁行 业 年 产 含 钒 尾 渣 约
。
万
法 使 得尾 渣 中 的 钒 得 到 高 效 的 浸 取 但 是 生 产 中 使
用 大量 的 硫 酸 和 氢 氟 酸 腐 蚀 性 较 大 对 设 备 要 求
，
吨 并 呈逐 年 上 升趋 势
、 、
含钒 尾 渣 中 含 有 的 有 价 值
，
过 氧化 钠 化 焙 烧 浸 出 后 的 废 弃 物 虽 然 经 过 提 钒
、
，
在 要 浸 出 这 部 分 钒 必 须 破 坏 尖 晶 石 结构 使 尖 晶
石 结 构 中 的 钒 得 以 释 放 再进 行 氧 化 和转 化 邓 志
，
工艺
，
提 钒 尾 渣 中 的 钒含 量仍 可 高 达 ％ 质 量 分
，
尾 渣 的 彻 底 解 决 渣 将减 少 含 钒尾 渣 库 的 建 设 减 少 环 境 污 染 实 现
。
，
尾渣 中 钒 铁 的 有 效 利 用
、
。
３
提钒 尾 渣浸取 提钒
－
４４
－
北 方 钒 钛 ２ ０
５
１
６
年第
４
期
制 作 建 筑 黑 瓷 出 矿 渣 微 晶 玻 璃 另 有研 究 可 利 用 含 钒 尾 渣 制 备 保
提 钒 尾 渣 的 综 合利 用 研 究
解本 学
（
高
静
）
钒钛事业 部
摘
要 本 文 针 对 提 钒尾 渣 介 绍
：
了 几 种 处 理 提 钒 尾渣 的 方 法
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
含钒尾渣加压浸出和常压组合浸出的钒浸出率分别可达68%及85%以上。
其中,试剂用量和液固比对钒的浸出影响较大,而物料粒度、反应时间和温度及氧化剂种类对其影响较小。
3.通过正交实验和两段浸出的探索,含钒尾渣不适宜进行两段浸出。
最后得到含钒尾渣浸出的最佳工艺条件和工艺流程图。
最佳工艺条件为：含钒尾渣磨至粒度小于0.25mm(60目)的占95%,矿浆液固比5：1,初始H2SO4为150g·L-1,Rl浓度为30g·L-1,氧化剂KM04为3.33wt%(5g),浸出温度85℃,时间4h,搅拌速度500r/min。
与传统的钠化焙烧相比,采用纯湿法浸出钒,既解决了生产中的废气污染问题,又能综合利用资源,具有成本低、无污染、操作简单、设备投资少等优点,有良好的经济效益、环保效益和社会效益。