釩渣銨浸提釩新工藝應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、釩是一種重要的稀有金屬，具有非常良好的特性和廣泛的應(yīng)用性。我國(guó)釩資源儲(chǔ)量豐富，已成為世界釩制品的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。由釩鈦磁鐵礦通過(guò)“高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐提釩”工藝制得的釩渣，是生產(chǎn)五氧化二釩等下游釩制品的主要原料，針對(duì)國(guó)內(nèi)釩渣鈉化焙燒法五氧化二釩生產(chǎn)工藝存在的生產(chǎn)流程長(zhǎng)、廢水處理量大、低附加值硫酸鈉副產(chǎn)品產(chǎn)排量大、提釩尾渣存在環(huán)境污染隱患等問(wèn)題，本文采用釩渣銨浸提釩法短流程清潔制備五氧化二釩，并以高鉻釩渣為原料，對(duì)釩的浸出過(guò)程進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，

2、優(yōu)化了釩渣高溫選擇性氧化與銨浸提釩的工藝條件，研究了釩渣銨浸提釩的宏觀動(dòng)力學(xué)，建立了碳酸氫銨-偏釩酸銨-水三元體系相圖以?xún)?yōu)化和指導(dǎo)偏釩酸銨的冷卻結(jié)晶工藝。本文主要取得了以下創(chuàng)新性進(jìn)展:
　　1)研究了高溫焙燒的氧化過(guò)程，探究了該過(guò)程中溫度、時(shí)間和料層厚度對(duì)釩渣物相變化及其對(duì)后續(xù)釩浸出過(guò)程的影響。結(jié)果表明:釩渣中的釩主要是和鐵等金屬締合共同存在于尖晶石和釩鐵化合物中，當(dāng)釩渣預(yù)氧化溫度為900℃、預(yù)氧化時(shí)間為1h，料層厚度小于4mm時(shí)

3、，釩渣中低價(jià)釩的氧化率最高。
　　2)以碳酸氫銨為浸出劑，對(duì)釩渣中釩的浸出過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)得到了最佳工藝條件:反應(yīng)液固比為5，反應(yīng)溫度150℃，碳酸氫銨濃度為500g/L，攪拌速率為400 r/min、顆粒粒度為-300目，浸出反應(yīng)時(shí)間為3h，在該最佳工藝條件下，釩的浸出率可達(dá)93.39％。
　　3)系統(tǒng)的研究了釩渣銨浸提釩過(guò)程的宏觀動(dòng)力學(xué)。研究結(jié)果表明:釩渣銨浸提釩過(guò)程遵循未反應(yīng)收縮核的模型，浸出過(guò)程主要受內(nèi)

4、擴(kuò)散控制（固體產(chǎn)物層擴(kuò)散控制）。釩的浸出率隨著反應(yīng)液固比的增大、攪拌速率的加快、反應(yīng)溫度的升高、碳酸氫銨濃度的增大和顆粒粒度的減小而提高。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析，建立了反應(yīng)的宏觀動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算了反應(yīng)的表觀活化能和指前因子，從而獲得到了宏觀動(dòng)力學(xué)方程，為釩渣浸取提供了一定的指導(dǎo)意義。
　　4)測(cè)定了偏釩酸銨-碳酸氫銨-水三元相圖。相圖分析結(jié)果表明:隨著溫度升高，偏釩酸銨結(jié)晶區(qū)域擴(kuò)大，因此在冷卻結(jié)晶制備偏釩酸銨晶體的過(guò)程中需要適