科技成果——钢渣中钒铬的绿色高效提取技术
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四川冶金第27卷与含V2050.8~1.2%的石煤相比,含钒钢渣中的钒含量还是相当高的,将其作为二次资源回收其中的钒将会有很大的意义。
攀钢为回收这部分钢渣中的钒作了许多工作,例如将钢渣返回烧结。
但含钒钢渣作为烧结料返回高炉,在高炉铁水中进一步富集的同时,磷也被富集于铁水中。
转炉渣中CaO含量较高,如果直接用酸浸的方法提钒,酸的耗量过大,成本过高,因此开发新的方法从转炉渣中回收钒是非常有必要的。
为了研究从钢渣中提取钒的新方法,本工作对钒在钢渣中的分布、含量、冷却条件及含钒矿相的生长做了研究,尝试用碳热还原方法回收渣中的钒,将钒富集于碳饱和的生铁中。
2实验2.1含钒钢渣中钒的分布实验用攀钢转炉渣,成分如表1所示。
表1攀钢转炉渣成分盛坌旦垒璺塑!:壁塑叟曼!垒塑塑!含量(%)2.6553.315.257.668.542.040.35称取20g渣与一定量的v203和添加剂均匀混合,添加剂主要为si02和CaF2,目的是为了降低渣的碱度和粘度,1440℃条件下在钼坩埚内熔化,恒温1小时后以1或2℃/min的冷却速度降温,由可编程控温仪控温(ShimadenSR一53)。
渣样在1000℃时用氩气保护水淬。
淬冷渣用电子显微镜、化学分析、SEM、EDX和XRD分析钒在渣中的分布和存在形式。
2.2钢渣中含钒矿相的生长实验用马钢转炉渣,成分如表2所示。
表2马钢转炉渣平均成分盛坌兰垒曼塑!:壁坚受曼!垡坚塑!堕含量(%)5.7535.022.326.08.51.21.3称取20g渣与Si02均匀混合,将其碱度分别调为1.6和1.9,在1500℃条件下用氩气保护在钼坩埚内熔化,恒温2小时后分别以5、3、1℃/min的降温速度冷却至500℃,切断炉子电源,在炉中冷却至室温,用与2.1相同的方法分析,含钒相晶粒大小及体积分数通过图像软件分析确定。
2.3碳热还原钢渣将表3所示成分的渣研磨成粉末与石墨和Si02粉末均匀混合,取15g均匀混合渣装入石墨坩埚,放人密封石英玻璃管中,用感应圈加热。
怎样⾼效的从钒钛磁铁矿中提取钒钛?我国是钒钛⼤国我国是钒、钛资源⼤国,钒的储量居世界第三,钛储量居世界第⼀。
钒和钛在我国主要以伴⽣矿的形式存在于钒钛磁铁矿中,主要分布在四川攀西与河北承德地区,其中⼜以攀西钒钛磁铁矿资源最为丰富,资源量为6.18亿吨,约占全国的95%,占全球的35%。
其中,钛矿的储量占我国总量的90%以上。
钒被称为“现代⼯业的味精”,在钢铁、化⼯、航空航天等领域应⽤⼴泛。
其中85%应⽤于钢铁⼯业,在钢中加⼊钒,可以改善钢的耐磨性、强度、硬度、延展性等性能,加⼊0.1%的钒,可提⾼钢强度10%—20%,减轻结构重量15—25%,降低成本8—10%。
钛被称为“战略⾦属”,钛及其合⾦具有抗腐蚀、⾼强度、⾼温及低温强度性能好、⽆磁性、⼈体适应性好、形状记忆和超导等优异性能。
由于其轻型⾼强度的特点,在航空航天等领域得到⼴泛应⽤,近年来,应⽤逐步扩展到造船、⽯油化设备、海上平台、电⼒设备、医疗、⾼档消费品等民⽤⼯业领域。
钒钛烧结矿的物相组成主要有:钛⾚铁矿、钛磁铁矿、铁酸钙、钛榴⽯、钙钛矿、钛辉⽯、玻璃质等。
⽬前提取回收钒的处理⽅法有三种1、吹炼钒渣法:此法是在转炉或其他炉内吹炼⽣铁⽔,得到含V2O512—16%的钒渣和半钢,吹炼的要求是“脱钒保碳”。
此法是从钒钛磁铁矿中⽣产钒的主要⽅法,较从矿⽯中直接提钒更经济。
⽬前世界上钒产量的66%是使⽤这种⽅法⽣产的。
2、含钒钢渣法:此法是将含钒铁⽔直接吹炼成钢。
钒作为⼀种杂质进⼊炉渣,钢渣作为提钒的原材料。
但这种钢渣中氧化钙含量⾼达45~60%,使提钒困难。
这种⽅法不仅省去吹炼炉渣设备,节省投资,⽽且回收了吹炼钒渣时损失的⽣铁,是新⼀代的提钒⽅法。
3、钠化渣法:此法是把碳酸钠直接加⼊含钒铁⽔,使铁⽔中的钒⽣成钒酸钠,同时脱除铁⽔中的硫和磷。
该种渣可不经焙烧直接⽔浸,提取五氧化⼆钒。
所获得的半钢含硫、磷很低,可⽤⽆渣或少渣法炼钢。
⽬前提取回收钛的技术⼤致可分为三种1、是传统的酸浸流程,为了降低处理成本,使⽤废酸或低浓度酸解技术,废酸液可循环使⽤,也可以作为钢铁⼚内部循环⽔的处理剂使⽤。
钒铬渣提钒铬的工艺流程钒铬渣是钢铁冶炼工艺中产生的一种工业废渣,其中含有大量的钒和铬等有用金属元素。
近年来,随着钒和铬的市场价值的不断上涨,对于钒铬渣提钒、提铬的重要性也日益突出。
本文将介绍钒铬渣提钒铬的工艺流程及其原理。
一、钒铬渣的性质及成分分析钒铬渣是一种酸性渣,其主要成分是氧化铁、氧化铬、氧化钙和氧化镁等,当中还含有较多的钝化钒和半钝化铬。
二、钒铬渣提钒的工艺流程1. 钒铬渣预处理将原始的钒铬渣进行清理、筛分、磁选等预处理工序,去除其中的杂质,提高矿石的纯度。
2. 酸浸将预处理后的钒铬渣先进行酸浸处理,用酸(主要为硫酸)将其中的氧化铁和氧化钙等酸溶性物质溶解出来,形成含有钒和铬的酸性溶液。
3. 氧化还原将酸浸后的溶液进行氧化还原处理,将其中的钝化钒和半钝化铬还原成易于溶解的形态,使其更容易被后续的提取和分离工艺所利用。
4. 萃取分离将还原后的钒铬酸性溶液进行萃取,采用有机溶剂萃取法,将其中的钒和铬分离出来。
采用的有机溶剂一般为二(2-乙基己基)磷酸取代苯酚。
5. 共沉淀将萃取分离后的两种金属元素分开,共沉淀分离法是一种有效的方法。
将被分离出的金属元素缓慢加入至另一种金属元素的溶液中,并加入沉淀剂,使其沉淀下来。
然后再将沉淀集中,进行过滤、干燥等处理,得到纯净的金属元素。
6. 中和将提取后的金属元素和废酸进行中和处理,使其达到环保排放的水平。
三、钒铬渣提铬的工艺流程除了可以采用钒铬渣提钒的方式,钒铬渣也可以通过提铬的方式进行价值化利用。
1. 氧化焙烧将钒铬渣进行氧化焙烧,使其中的铬氧化成无水铬酸盐,并转化为更易于提取的离子型铬,在氧化焙烧过程中将其中的铬与其他物质分离开来。
2. 机械磨碎将氧化焙烧后的钒铬渣进行机械磨碎处理,使其变成细小的颗粒,方便下一步的溶解和提取。
3. 热水浸出将机械磨碎后的钒铬渣进行热水浸出(或者采用含酸性的盐酸)的方式进行铬的提取,将溶液进行过滤和浓缩。
4. 沉淀将浓缩后的铬盐溶液进行沉淀,通过加入沉淀剂,将其中的铬离子沉淀下来,达到分离的目的。
钒化工流程高效提取钒元素摘要:钒是重要的战略资源,具有优异的强度、延展性、耐热性,能显著改善钢的性能,是生产高强度钢不可缺少的重要元素,广泛用于钢铁、化工、航空航天、军工、电子技术、原子能等重要领域,被称为现代工业的味精.随着资源、能源及环境压力逐步增大,钒的应用已渗透到科学技术的各个领域,包括催化剂、电池、储氢材料、发光材料、颜料。
本文分析了钒钛高效清洁利用的优势。
阐述了钒钛资源高效清洁利用的工艺流程,详述了大高炉冶炼钒钛磁铁矿技术、转炉提钒专有技术、含钒微合金钢生产技术、钒产品生产新技术等钒钛资源高效清洁利用技术。
关键词:钒;钛;化工钒被广泛应用在钢铁、化工、航空航天和军事工业等领域,90%以上的钒用于钢铁工业,主要应用在优特钢、低合金钢以及部分普碳钢产品。
近年来,一些钢铁工业逐渐形成规模的国家,钒消费量在明显上升,开始在世界钒消费领域中占有重要地位,成为推动世界钒消费增长的主要动力。
特别是中国钢铁产能的快速增长,使中国成为世界上钒的主要消费国之一。
全球钒资源开发利用的特点是以开发钒钛磁铁矿为主,其它资源为辅,从钒钛磁铁矿中生产的钒占总量的85%,储量达到470多亿t。
钒工业的“摇篮”是我国钒钛冶炼技术的发祥地,拥有自主开发的一整套综合利用钒钛磁铁矿的专有工艺技术,以综合提取钒钛磁铁矿中的钒、钛和冶炼、轧制含钒钛低合金钢材在国内著称。
一、钒钛的优势某地区是最大的钒钛工业基地,是国内最早应用转炉提钒的生产厂家,经过几十年的发展,目前已具备900万t钢、36万t钒渣和3万t钒产品的年生产能力,拥有迄今为止世界上最大、最先进的全系列钒铁冶炼车间、世界最大的自蔓延氮化钒铁生产基地、世界最大的钒钛磁铁矿冶炼高炉,是世界上最大的钒产品加工企业之一,拥有200多项国家专利和几十项新技术,其中多项技术处于世界先进水平,钒加工和含钒钛钢生产等钒钛资源高效清洁利用技术处于领先水平。
二、钒钛资源高效清洁利用技术现状1、钒钛资源高效清洁利用工艺流程。
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。
溶液中钒铬分离方法的研究进展摘要:钒和铬是现阶段我国工业生产和发展中比较重要的战略资源,而这两者本身的性质存在很大的相似性,在钒钛磁铁矿中这两者一般都是出于一种共生关系,在对钒钛磁铁矿进行高炉冶炼、转炉提钒等环节之后就能够得出相应的含铬钒渣。
一般来说,在对一些低铬型钒渣也就是其中的铬含量相对较低的钒渣,需要不断对其提取及分离工艺进行分析和研究。
关键词:溶液;钒铬分离;方法1导言含钒铬原料经焙烧等方法处理后,后续一般需经湿法浸取、溶液钒铬分离后制备钒铬产品。
如现行钒渣提钒的主要工业生产方法为钒渣钠化焙烧,其流程为将钒渣钠化焙烧的熟料水浸,经除杂后进行铵盐沉钒,获得偏钒酸铵或多钒酸铵产品,再进一步转化成其他钒产品。
现行主要铬盐生产方法为铬铁矿钠化焙烧(按添加与不添加钙质填料,又分为有钙焙烧和无钙焙烧),焙烧熟料经水浸,加硫酸中和除杂后,再进一步酸化制得重铬酸钠产品,最后转化为其他铬盐产品。
在湿法浸取过程中,钒、铬会一同进入溶液,溶液中钒铬分离对于获得合格的钒、铬产品极为重要。
目前,溶液中钒铬分离常用方法有化学沉淀、溶剂萃取、离子交换、结晶分离、吸附分离等,其中化学沉淀和溶剂萃取已实现了工业化应用,其他方法尚处于研究或中试阶段。
2研究现状钒和铬皆是重要的战略资源,广泛应用于航空、航天、冶金、材料、电镀、制革、印染、颜料、木材防腐和超导体等领域。
钒和铬物理化学性质相似,在许多矿物中常伴生共存,如钒钛磁铁矿、铬铁矿。
攀西地区有丰富的钒钛磁铁矿资源,钒、钛资源分别占全国储量的50%和90%以上,占世界储量的18%和35%以上,是中国第二大铁矿区,被称为“富甲天下的聚宝盆”。
其中,某矿储量36亿吨,是攀西四大矿区中最大的一个。
某原矿中Cr2O3品位为0.25%,为其他矿区的8~10倍,是最大的铬资源矿床。
钒钛磁铁矿在高炉冶炼提钒的过程中,钒和铬一起被氧化进入到钒渣中,某矿冶炼得到钒渣中铬含量较高,被称为高铬型钒渣,该钒渣含8%~12%的V2O5和10%~20%的Cr2O3。
钒钛磁铁矿中钒钛高效回收与高值利用技术-概述说明以及解释1.引言1.1 概述钒钛磁铁矿是一种重要的矿石资源,广泛存在于世界各地。
它的主要成分是氧化钒和氧化钛,其中包含了丰富的钒、钛等金属元素。
由于其中的钒和钛具有很高的价值,在工业生产中有着广泛的应用前景。
然而,目前钒钛磁铁矿的回收与利用技术仍然面临着一些挑战。
钒钛高效回收与高值利用技术的发展对于提高钒钛磁铁矿的资源利用率、降低生产成本以及促进可持续发展具有重要意义。
本文将从钒钛磁铁矿的特点与应用出发,介绍钒钛磁铁矿的组成和物理性质,以及其在钢铁、镁合金、化工等领域的广泛应用。
在此基础上,将重点探讨钒钛高效回收技术。
通过介绍不同的回收方法和技术,如化学法、物理法和生物法等,以及其优缺点和适用范围,来提高钒钛磁铁矿的回收效率和产出纯度。
同时,还将分析钒钛磁铁矿高值利用技术的前景,包括钒钛合金、催化剂、电池材料等方面的应用潜力,并展望未来的发展方向。
通过本文的研究,我们可以深入了解钒钛磁铁矿的特点和应用,了解不同的高效回收技术,为实现钒钛磁铁矿的资源化和高值利用提供科学依据和技术支持。
对于相关行业的发展和经济发展具有重要意义。
希望本文的研究成果对于推动钒钛磁铁矿资源的可持续利用有所贡献,并为后续研究提供参考。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写:文章结构:本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
1. 引言:引言部分主要概述了本文的研究背景和意义,并介绍了钒钛磁铁矿的重要性和应用前景。
通过对钒钛磁铁矿的特点和存在的问题进行分析,引出了需要进行高效回收与高值利用的技术研究的必要性。
2. 正文:2.1 钒钛磁铁矿的特点与应用:在本节中,将详细介绍钒钛磁铁矿的化学组成、物理性质以及广泛应用的领域。
通过对钒钛磁铁矿的特性分析,可以更好地理解其在工业生产中的重要性和现有困难,从而为后续的高效回收与高值利用技术探索奠定基础。
2.2 钒钛高效回收技术:本节将重点介绍目前已有的钒钛高效回收技术,并对其进行评估和比较。
含钒钢渣提钒研究背景、意义、目的与方法研究1钒化合物性质及其应用 (1)2钒资源在我国的分布情况 (2)3 提钒工艺的发展 (3)4现行含钒钢渣提钒方法简述 (3)4.1 酸浸-碱溶法 (3)4.2 钠化焙烧提钒法 (4)4.3 钙化焙烧提钒法 (4)4.4 溶剂萃取法 (4)4.5 离子交换提钒法 (5)5研究目的和意义 (5)5.1 目的 (5)5.2 意义 (6)1钒化合物性质及其应用如果说钢是虎,那么钒就是翼,钢含钒犹如虎添翼。
只需在钢中加入百分之几的钒,就能使钢的弹性、强度大增,抗磨损和抗爆裂性极好,既耐高温又抗奇寒,难怪在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门,到处可见到钒的踪迹。
此外,钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一,有“化学面包”之称。
主要用于制造高速切削钢及其他合金钢和催化剂。
把钒掺进钢里,可以制成钒钢。
钒钢比普通钢结构更紧密,韧性、弹性与机械强度更高。
钒钢制的穿甲弹,能够射穿40厘米厚的钢板。
但是,在钢铁工业上,并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢,而是直接采用含钒的铁矿炼成钒钢。
钒的盐类的颜色真是五光十色,有绿的、红的、黑的、黄的,绿的碧如翡翠,黑的犹如浓墨。
如二价钒盐常呈紫色;三价钒盐呈绿色,四价钒盐呈浅蓝色,四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色,而五氧化二钒则是红色的。
这些色彩缤纷的钒的化合物,被制成鲜艳的颜料:把它们加到玻璃中,制成彩色玻璃,也可以用来制造各种墨水。
五氧化二钒的半导体性质的发现和其在光学工业中作为抗静电涂层的应用,为它的研究开辟了新纪元。
近年来,对作为功能材料的五氧化二钒的研究已经受到了广泛的重视,它的溶胶—凝胶制备技术也取得了鼓舞人心的进步。
具有层状结构的五氧化二钒凝胶膜显示出有趣的电子、离子和电化学性质,此外,五氧化二钒还具有光电导性质。
根据这些性质开展的应用研究也取得了长足的进步,例如,五氧化二钒可作为普通离子吸收基质材料、湿敏传感器、微电池、电致变色材料, 智能窗、热辐射检测材料或光学记忆材料等。
钒铬溶液中钒铬提取及分离工艺研究进展摘要:钒、铬广泛用于特钢冶炼、化工、国防工业、超导体及储氢合金等领域。
本文论述了从钒铬溶液中分离钒铬方法的技术原理和工艺流程。
关键词:钒铬溶液;钒;铬;分离近年来,随着对钒、铬资源需求量的增大,有效回收二次资源中的钒、铬越来越受重视。
目前,从钒铬溶液中分离提取钒、铬的工艺存在一定的弊端,或能耗高、污染重,或工艺复杂、产品纯度不高等,因此需要进一步研究。
一、钒、铬概述钒元素符号V,银白色金属,在元素周期表中属VB族,原子序数23,原子量50.9414,体心立方晶体,常见化合价为+5、+4、+3、+2。
钒的熔点很高,常与铌、钽、钨、钼并称为难熔金属。
有延展性,质坚硬,无磁性。
具有耐盐酸和硫酸的本领,并在耐气、耐盐、耐水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好。
于空气中不被氧化,可溶于氢氟酸、硝酸和王水。
铬化学符号Cr,单质为钢灰色金属。
元素名来自于希腊文,原意为“颜色”,因铬的化合物都有颜色。
在元素周期表中属ⅥB族,铬的原子序数24,原子量51.9961,体心立方晶体,常见化合价为+2、+3和+6。
氧化数为6,5,4,3,2,1,−1,−2,−4,是硬度最大的金属。
二、钒铬溶液中钒铬分离工艺1、萃取法。
萃取法分离钒铬的基本原理是利用钒、铬在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同,使钒、铬从一种溶剂转移到另外一种溶剂中,然后用水(或其他极性大的溶剂)将在有机溶剂中的钒或铬反萃到水中,从而实现钒铬的分离。
经过反复多次萃取,可将大部分的钒和铬分离。
钒的原子较小,其价电子结构中五个电子皆可参加成键而具有多价性,为萃取应用提供了方便。
1)伯胺萃取。
伯胺萃取分离钒铬工艺简单,萃取剂可循环使用,基本无二次污染。
但钒铬产品中杂质含量较高,伯胺萃钒后黏度增加,且萃取剂循环使用多次后会出现萃取中间层、反萃时易乳化,设备操作较复杂,生产成本较高。
2)D2EHPA萃取。
二(2-乙基己基)磷酸(简称D2EHPA),它是一种萃钒工业中常用的酸性磷型萃取剂,化学稳定性好、价格低廉、萃钒效率高。
从含钒、铬废水中分离回收钒、铬的研究齐学诗锦州铁合金(集团)股份有限公司摘要:于含钒的废水中加入高铁盐(FeCl3)溶液,在pH为5-6的条件下,形成FeVO4沉淀与铬分离并回收钒。
然后,在pH为2-3的条件下,加入含有S2O32-的海波废液,待Cr(Ⅵ)还原后,调至pH为8-9,使Cr(OH)3沉淀回收铬。
关键词:钒铬分离回收前言:锦州铁合金(集团)股份有限公司采用硫酸—硫酸铵法沉淀多钒酸铵生产V2O5,每生产一吨V2O5,沉淀酸性废水发生量约为50m3。
其化学组份如表一所示:表一废水化学组份组份名称 V5+ Cr6+ Na+ Cl— SO42— pH含量(mg/l) 243.76 231.68 11720 24500 22800 2~3注:上表为230个水样的平均值目前对含钒铬废水的治理工艺[1][2],只进行铬的回收。
资料[3]提出一种还原中和法处理工艺,最后从钒铬共沉淀中回收钒、铬。
但工艺过程较复杂。
研究工作是于含钒、铬废水中首先加入FeCl3.6H2O溶液,在pH5-6条件下形成FeVO4沉淀,与滤液中的Cr(Ⅵ)分离。
FeVO4沉淀经过滤、浓缩、甩干后回收钒。
然后可以掺入高品位V2O5中用于钒铁冶炼。
第二步,再于分离钒的含铬溶液中,在pH2-3的条件下,加入含有S2O32-、OH-的海波废液,使Cr(Ⅵ)还原为Cr3+。
然后调至pH8-9生成Cr(OH)3沉淀,最后用于金属铬冶炼。
本研究工作对废水中钒、铬采用快速沉淀分离及回收技术,工艺简单,技术路线合理易于操作。
1、技术原理1.1回收钒的技术原理依据反应方程式:Na3VO4+FeCl3=FeVO4↓+3NaCl(pH5-6条件)2Na3VO4+Fe2(SO2)3= 2FeVO4↓+3Na2SO4(pH5-6条件)FeCl3与V5+的理论反应量为FeCl3/V5+=3.18Fe2(SO2)3与V5+的理论反应量为Fe2(SO2)3/V5+=3.90本研究工作确定高铁盐加入量为理论量的1.5倍。
“富钒料绿色提钒新技术”项目获陕西有色金属集团科学技术
奖励一等奖
在“十四五”的开局之际,陕西有色金属集团公布了2020年度科学技术奖获奖情况,“富钒料绿色提钒新技术”荣获2020年度陕西有色金属集团科学技术一等奖。
该项目是在对国内外钒钛矿资源综合利用充分调研的基础上,深入研究了煤基竖炉直接还原-电炉熔分工艺的冶金原理,开创性地提出了“煤基竖炉直接还原-电炉熔分”工艺路线处理钒钛矿,实现了高效提钒。
该项目先后经小试研究、中试试验和连续性工业试验,效果显著。
主要优势如下:1)钒回收率高达93%以上,较常规工艺提钒回收率高出35%以上;
2)一次熔炼铁水纯度高,达到了高纯铁的指标要求;
3)与传统高炉-转炉长流程工艺相比,新工艺流程短、占地少、能耗低、污染小,且省去了烧结、焦化等工艺;
4)该技术工艺先进,效果显著,解决了钒钛矿铁、钒资源高效分离利用问题,可成功实现复合矿有价资源的高质化、绿色化高效提取。
项目通过了中国有色金属工业协会组织的科技成果鉴定,院士专家组一致认为该技术达到了国际领先水平,将对钢铁、有色行业的发展产生深远影响。
活性炭强化钒渣中钒、铬提取技术发表时间:2019-03-12T10:24:22.770Z 来源:《基层建设》2018年第36期作者:韩忠卫李建功[导读] 摘要:钒渣是钒钛磁铁矿经选矿−高炉冶炼−转炉吹钒产生的富钒渣,是提钒的主要原料。
河钢承钢钒钛事业部河北省承德市 067000摘要:钒渣是钒钛磁铁矿经选矿−高炉冶炼−转炉吹钒产生的富钒渣,是提钒的主要原料。
由于钒、铬性质相似,在钒渣冶炼过程中,钒渣中通常伴生有铬元素。
铬尖晶石化学性质较钒尖晶石的更稳定,需要经1150℃以上的高温氧化焙烧才能生成水溶性的六价铬盐。
而高温焙烧会导致大量含硅物相融化,造成结窑,影响焙烧操作,所以,利用传统焙烧方法,难以实现钒渣中钒、铬的高效同步提取,制约了我国钒钛磁铁矿共伴生资源的综合利用。
关键词:钒渣;亚熔盐法;活性炭;钒;铬;提取;活化能钒渣在NaOH低温亚熔盐体系中铬无法溶出问题,提出添加活性炭增加介质氧含量强化铬氧化溶出方法,并考察活性炭种类、活性炭添加量、活性炭粒度、温度对钒、铬溶出率的影响。
结果表明,在NaOH亚熔盐体系中添加活性炭可有效促进钒和铬的溶出,活性炭种类和温度是最重要的影响因素;在反应温度215℃、碱与矿质量比6:1、通氧量1L/min、搅拌速度900r/min、椰壳活性炭添加量10%的条件下,反应进行600min后钒、铬溶出率分别达到97%和90%。
一、钒渣提钒技术背景我国约60%的钒化合物以钒渣为原料生产。
通过对钒渣进行SEM分析可知,钒渣中的V、Cr、Ti、Fe、Mn以尖晶石相((Mn,Fe)(V,Cr)2O4)存,而Si以铁橄榄石相(Fe2SiO4)及石英相(SiO2)相存在。
且钒渣颗粒结合比较致密,尖晶石相和橄榄石相共生在一起,难以通过物理方法实现矿物解离。
目前,钒渣提钒主要有两种方法,一种是酸浸-碱中和-净化-铵沉工艺,另一种是焙烧-浸出-净化-沉钒工艺。
科技成果——钢渣中钒铬的绿色高效提取技术
技术开发单位北京科技大学
技术领域钢铁冶金
成果简介
全球88%的钒从钒渣中提取,其余则从其它矿物中提取(如石煤,废催化剂)。
粗钒渣中V2O3和Cr2O3含量一般分别为12-18wt%和5-8wt%左右。
目前攀钢和承钢从钒渣提取钒的方法是将钒渣粉料与Na2CO3、NaCl、Na2SO4钠盐混合后置于多膛炉或回转窑中在800℃左右空气气氛中氧化焙烧,然后水浸处理。
钒渣中不溶于水的三价钒和三价铬经上述钠盐氧化焙烧分别转化为水溶性的五价和四价钒和六价铬,再经水浸处理就能被提取至浸取液中。
目前工业上钒的两次焙烧提取率为80%,铬的提取率为5%。
大量未被提取的铬和钒留在水浸渣中。
水浸渣中未提取的铬和钒有可能在堆放过程中在自然界微生物催化氧化和土壤元素锰等催化氧化作用下被氧化成水溶性的五价钒和六价铬,随雨水浸出,流入周围环境中。
因而传统水浸钒渣是一种极危险的有毒固体,不能在自然环境中长期存放。
现在国家已明确指出,对于攀枝花另一大型含钒红格矿区(一种铬含量较高的钒钛磁铁矿区),开采企业如不能拿出解决水浸渣中高铬和高钒难题,就严禁开采。
传统钒渣提钒过程由于加入了NaCl和Na2SO4,这些钠盐焙烧过程产生大量有毒气体,如氯气、氯化氢、二氧化硫、三氧化硫等,严重污染周围环境。
如果能将钒渣中钒和铬全部提取出来,这样就可一劳永逸解决水
浸钒渣的污染问题。
本课题组提出了一个环保的专利方法,通过新型三相焙烧反应取代传统的两相焙烧反应提取钒渣中钒和铬,结果使得钒的提取率由原来的80%提高到98%以上,铬的提取率由原来的5%提高到60-98%。
此外,此方法还可使不锈钢渣中98%的铬被提取出来。
此外,在三相焙烧反应基础上引入了新的焙烧方法,使得焙烧后的水浸渣(含30-40wt%Fe2O3)能作为含铁原料入高炉炼铁。
应用情况
目前已对从钒渣原料造块和焙烧开始到后续五氧化二钒和三氧化二铬产品制备的整个流程做了较详尽的实验室研究。
市场前景
在我国,钒和铬是稀缺的资源,一吨五氧化二钒约44万,一吨钒铁约66万,而且它们在市场上是难以买到的国家管控的战略物质。
目前攀钢和承钢的水浸渣中含有大量未被提取的钒和铬。
这些水浸渣量十分巨大,一般采取露天堆放的方式加以处理,这样做在环保上是极其危险的。
如果能将水浸渣中钒和铬用本项目专利技术加以充分提取,这样就可做到变害为宝,生产出五氧化二钒和三氧化二铬等高附加值产品。
并且提取后的残渣中三氧化二铁含量高达40wt%左右,特别适合作为铁原料入高炉冶炼。
整个流程是绿色环保的。
由于攀钢和承钢水浸渣量十分巨大,它们自身无法顾及,因此这个项目特别适合中小企业运作。
本项目专利方法也适用于攀钢和承钢等拥有钒渣的大型企业,从钒渣中绿色高效提取钒和铬。
另外,此项目也适于太钢等拥有不锈钢渣的企业从不锈钢渣中高
效提取其中的铬。
成果亮点
1、具有自主知识产权,研究成果已授权发明专利1项:一种快速、简单测量固体孔隙率的方法,已申请相关发明专利1项:一种提取固体中钒和铬的方法;
2、技术先进性:所有钒渣或水浸渣中钒提取率接近99%。
钒渣和不锈钢渣中铬提取率最高可达98%。
提取后的残渣可作为高含铁原料入高炉炼铁。
合作方式技术许可。