高氯高铁型四氯化钛除钒尾渣焙烧提钒工艺研究

针对氯化法生产钛白粉工艺中除钒固体废弃物难以有效再利用的问题,研究了除钒尾渣钠化焙烧-水浸脱氯提钒工艺中Na_(2)CO_(3)添加量、焙烧时间及温度对钒浸出率的影响,实现高氯高铁型四氯化钛除钒尾渣资源的二次利用。结果表明,采用液固比10 mL/g的水洗工艺,可大幅降低尾渣中NaCl对沉钒率的影响;水洗后的除钒尾渣在Na_(2)CO_(3)添加量20%、焙烧时间2 h、焙烧温度850℃条件下焙烧后水浸,钒浸出率达88.19%;按NH_(4)^(+)与V物质的量比2.5∶1向浸出液中加入(NH_(4))_(2)SO_(4),可得到NH_(4)VO_(3),经干燥、焙烧可得到粉状V_(2)O_(5)产品,其品位超过99.7%,全流程钒元素回收率81.38%。

四氯化钛除钒尾渣钠化焙烧动力学研究

基于非等温热重分析研究Na_(2)CO_(3)添加量和升温速率对含钒尾渣氧化的影响规律,采用Kissinger-AkahiraSunose(KAS)法计算了含钒尾渣氧化过程活化能和指前因子,并通过Coats-Redfem法推断机理函数并建立不同阶段所适用的动力学方程。结果表明:含钒尾渣完全氧化的温度为700℃,随Na_(2)CO_(3)添加量增加,表观活化能逐渐降低,氧化速率提高;当Na_(2)CO_(3)添加量超过20%后,钒渣在氧化焙烧过程中出现玻璃相,产生烧结现象,表观活化能开始逐渐增大,氧化速率降低。钠化焙烧过程分为四个阶段,其动力学方程分别为:第一阶段二维扩散dα/dT=exp(−72.03/RT)4(1−α)^(1/2)[1−(1−α)^(1/2)]20.022/β,第二阶段三维扩散dα/dT=exp(−23.7/RT)^(3/2)(1−α)^(4/3)[(1−α)^(−1/3)−1]^(−1)0.014/β,第三阶段化学反应dα/dT=exp(−27.91/RT)(1−α)^(2)0.06/β,第四阶段形核与长大dα/dT=exp(−12.09/RT)2(1−α)[−ln(1−α)]^(1/2)0.14/β。