钒渣钙化焙烧机理的研究

钒渣钙化焙烧机理的研究

近年来,由于钒渣的钠化焙烧提钒技术所产生的废气废液对环境污染较为严重,钙化焙烧提钒技术已逐渐在实际生产中被采用,降低了提钒过程中对环境的污染,但是由于钒渣中的成分较为复杂,有时不能保证较好的提钒效果,所以要对钒渣的钙化焙烧机理进行细致研究。本文以攀钢钢铁厂的钒渣为原料,采用钙化焙烧酸浸工艺,通过借助X射线衍射仪、分析扫描电镜、金相显微镜等分析手段,分析研究了钒渣焙烧之前的微观组织形貌,以及焙烧温度、钙钒比等因素对焙烧后和浸出后的钒渣微观组织形貌的影响,得到如下结论：(1)钒渣主要由亮灰色,呈不规则块状的钒铁尖晶石相、暗灰色,块状的铁橄榄石相和深灰色的辉石相(基体硅酸盐相)组成；(2)钒铁尖晶石主要含有铁、钒、钛、锰、铬、镁等元素；铁橄榄石中主要含硅、铁、锰、镁；辉石中主要含有钙、铝、镁、铁；氧在这三个相区中均有分布,钒铁尖晶石边缘处铁和钛的含量高于中心处的含量,而钒元素的含量恰恰相反,中心处的含量高于边缘处的含量；(3)钒渣的钙化焙烧过程主要的物相变化包括：钒铁尖晶石的氧化分解、铁橄榄石相的氧化分解、含钒物相与CaO反应生成钒酸钙以及辉石相的分解反应,700～900℃的温度范围内,含钒物相V205等可以和CaO发生反应生成各种形式的钒酸钙；(4)钒渣中CaO含量较低时,在所形成的钒富集区中的铁元素、钛元素和锰元素含量相对较高,提高CaO 的含量可以使钒渣中的钒酸铁、钒酸锰等转化成为钒酸钙。

CaO含量过高,过量的CaO会与硅酸盐发生反应生成难溶的硅酸钙；(5)提高焙烧温度有利于钒酸钙的形成,但温度到达940℃时,辉石相会发生反应包裹在钒酸钙表面,影响含钒物相的氧化；(6)提高CaO的含量可以提高钒的浸出率,然而当钒渣中钙钒比达到0.8时,过量的CaO会与钒渣中的硅酸盐发生反应生成熔

点较高不易溶解的Ca2SiO4影响浸出效果；(7)提高钒渣的焙烧温度可以提高钒的浸出率,但温度过高会影响钒的浸出效果,达到940℃时,由于硅酸盐之间的反应钒元素不易被浸出；(8)提高焙烧时间可以提高钒的浸出率,当焙烧时间为4h 时,钒的浸出效果最好,焙烧时间过长会导致焙烧产物之间发生二次反应,影响钒的浸出效果。