微波干燥APV技术研究

对微波干燥不同水分含量的APV(多钒酸铵)工艺条件及相关参数进行了研究,得到了满足干燥后水分含量的APV物料。试验表明:微波干燥APV工艺在技术上是完全可行的,对于不同含水量的APV,经过微波干燥,其水分含量均可降至3%以下,满足钒生产工艺对APV水分含量的要求;在微波加热干燥过程中,无粉尘产生,对环境无影响且钒的回收率高,属绿色环保技术;微波干燥设备的操作性好,微波功率、温度、时间等参数易于控制。

弱酸性铵盐沉钒工艺条件研究

本文研究了淅川钒矿钠化焙烧物料水浸液弱酸性铵盐沉钒的工艺条件，结果表明，多钒酸铵沉钒的最佳工艺条件为：沉钒ｐＨ值为６．０，ＮＨ＿４Ｃｌ加入量３０ｇ／Ｌ，搅拌时间９小时。在该工艺条件下，若浸出液中Ｖ＿２Ｏ＿５含量大于６．５ｇ／Ｌ，多钒酸铵沉钒率≥９７％。

提高酸性铵盐沉钒效果的研究

以江西某地含钒石煤经焙烧-水浸-离子交换所得的富钒液为对象,研究了加酸加铵方式、添加晶种以及产品洗涤方式对酸性铵盐沉钒制备多聚钒酸铵(APV)的影响。结果表明:冷态下采用2次加酸1次加铵、加铵pH值为5左右的方式沉钒有助于提高沉钒效果,V2O5纯度可达99%以上;低浓度含钒溶液沉钒时,按其生成APV质量的1/200加入晶种破坏溶液过饱和度,可将沉钒时间缩短25%;得到的沉淀物经液固比为40∶1的自来水洗涤,能将APV中Na+,K+含量降至0.24%,且钒损失率仅为0.2%。

从熟化石煤水浸液中溶剂萃取——沉淀钒

针对石煤熟化水浸浸出液除杂后的溶液钒含量低、杂质含量高、不能直接沉钒的特点,研究了采用溶剂萃取—沉淀—煅烧工艺回收钒。萃取采用6级逆流萃取,4级逆流反萃取,以50%P204+10%TBP+40%磺化煤油为有机溶剂,水相初始pH=1.5,Vo∶Va=1∶1,萃取时间5min,用1.5mol/L H2SO4溶液反萃取,反萃取液用NaClO3氧化钒至五价,用氨水调pH沉淀多钒酸铵,多钒酸铵煅烧后得到98.5%的五氧化二钒。

微波辐射多钒酸铵制备V2O5的研究

实验研究了多钒酸铵(APV)的微波加热和分解过程,探索了微波功率、APV质量及其水分质量分数等对APV转化成V2O5效率的影响。结果表明,APV是可吸收微波的物质,但其水分、质量及微波功率等因素对平均加热速度有较大影响。采用微波加热法可完成APV的脱水和脱氨过程。

高浓度钒液沉钒工艺研究

研究了采用酸性铵盐沉钒方法，从含钒３０ｇ／Ｌ左右的高浓度钒液中沉淀多钒酸铵的工艺条件及对五氧化二钒质量的影响。实验室试验和扩大试验结果表明，钒沉淀率大于９９％，五氧化二钒产品质量达到国家标准。

电阻炉燃烧-红外吸收法测定多钒酸铵中硫

应用电阻炉加热的红外碳硫仪,测定了富含结晶水的多钒酸铵中硫。利用样品分解残留物(V2O5)的助熔作用,直接测定样品中硫,结果发现,称样量为200mg,燃烧温度为1 370℃时,多钒酸铵分解产生的大量H2O和NH3未对硫的测定产生影响。研究表明,采用在V2O5中加入系列硫标准溶液建立校准曲线,结果可靠。用本方法测定了硫质量分数在0.08%～0.40%的样品,测定结果与硫酸钡重量法结果相吻合,相对标准偏差为0.50%～1.4%(n=8)。

利用制钒废水中回收的含钒铬渣制备多钒酸铵的工艺研究

研究了以钒制品厂含钒废水中回收的含钒铬废渣为原料制备多钒酸铵的工艺。该工艺是将从含钒铬废渣中得到的含钒溶液进行净化除杂、浓缩、沉钒,制得多钒酸铵。其中,钒回收率可以达到95.77%,沉钒条件:pH=1.8-2.2,温度95℃,加铵系数为4。

提高酸性铵盐沉钒质量的探讨

针对酸性铵盐沉钒生产过程,优化了工艺参数和控制手段,为生产高品位的V2O3提供优质的原料。主要讨论了含钒浸出液浓度、铵盐加入量、沉钒温度、反应时间、pH值、搅拌条件及板框压滤过程中洗涤条件等因素对酸性铵盐沉钒法制备的多聚钒酸铵(APV)质量的影响。结果表明:含钒浸出液钒浓度为25～35 g/L,采用两次加酸工艺,沉淀终点温度95℃,沉淀反应时间约35 min,APV滤饼洗涤时间20 min,洗涤水温度在75℃左右,压榨吹风时间80 min,风压≥0.5 MPa,滤饼厚度≤25 mm等工艺条件下,可降低沉淀产物多聚钒酸铵的杂质含量,从而提高产品质量。

酸性铵盐沉钒条件实验研究

以温度、时间、搅拌强度为变量,以沉淀率、抽滤后滤饼含水量、烘干后多钒酸铵(APV)中杂质含量等作为评价指标,对酸性铵盐沉钒条件进行了研究. 结果表明:以含钒30 g/L左右的溶液为原料,加硫酸铵后用硫酸调节pH至2.2左右,沸水浴(95oC)中沉淀120 min左右,桨式搅拌转速300 r/min,可获得99%以上的沉淀率,抽滤滤饼含水量20%以下,烘干后APV含Na 0.70%～1.08%, S 0.78%～1.20%.

酸性铵盐沉钒废水循环利用途径探讨

根据酸性铵盐沉钒废水的特性,提出其在沉淀设备冲淋、尾渣洗涤和熟料浸出三个方面进行循环利用的途径,并开展相关试验。结果表明:APV在pH值为2.5～3.5的水溶液中溶解的V浓度低于0.15 g/L,利用酸性铵盐沉钒废水作沉淀设备冲淋水能有效解决APV返溶问题,从而减少钒损失。当洗涤温度大于90℃,液固比超过2.5,洗涤时间达到45 min以上,洗涤次数超过3次时,使用酸性铵盐沉钒废水洗涤尾渣的效果优于生产水。用沉钒废水浸出焙烧熟料是完全可行的,其浸出液具有除磷优势。

多钒酸铵生产工艺改造研究

多钒酸铵作为制备氧化钒产品的原料,对氧化钒的品质起着至关重要的作用。某厂多钒酸铵产品的生产品位在88%左右,为提高多钒酸铵的品位,该厂对多钒酸铵工艺生产过程进行一系列改造,并最终制得品位89%以上、杂质氧化钾和氧化钠质量分数小于0.30%的高纯多钒酸铵。

多钒酸铵生产三氧化二钒的工艺研究

以多钒酸铵(APV)为原料,在密闭电阻炉中,利用多钒酸铵自身分解产生的初生氢和外加碳质还原剂相结合的方式还原生产三氧化二钒。实验结果表明:在1 000℃下,配入不超过3%的焦粉,在电阻炉内还原3h可获得V含量≥66%、C含量≤0.05%的高纯度三氧化二钒,并可实现工业化生产。

从DBE残渣中回收五氧化二钒

针对DBE残渣的特点，采用强碱焙烧、湿磨浸出、酸性沉钒以及多钒酸铵热解的工艺路线回收五氧化二钒，产品达到了化工级质量标准要求。最佳操作条件为，焙烧温度：450～500℃，焙烧时间：2．5～3．0h，L／S=5：1，浸出温度：80-90℃，浸出时间：3．0～3．5h，钒的浸出率达到97.4％以上，加铵系数：0．4^0．8，钒沉淀率在97．0％以上，钒酸铵分解温度：450～600℃。

响应曲面法优化多钒酸铵水洗工艺研究

硫和钠是多钒酸铵中最有害的两种元素。采用中心复合设计的响应曲面法,对水洗多钒酸铵参数进行研究。以液固比(2~4)、洗涤温度(45℃~80℃)、搅拌速度(300~450 r/min)和洗涤时间(8~16 min)为参数,分别建立了钠和硫去除率的二次方程模型。在分析了各因子显著性和交互作用后,得到影响钠和硫去除率的因素为洗涤温度和液固比。在洗涤温度和液固比分别为49℃和2.73的优化条件下,钠和硫去除率的均值分别88.07%和80.28%。该研究为再化浆水洗多钒酸铵工艺提供了指导。

三步法熔化和反射炉熔化对比

在水法提钒生产过程中,熔化是生产成品五氧化二钒的工序,主要目的是将多钒酸铵中的水、氨脱除后,进行氧化熔化,经过冷却制片产生片状五氧化二钒;目前国内熔化生产主要为反射炉,生产中存在热效率低、钒损失大等缺点,内江市兴威钒业有限公司从2019年建设三步法熔化炉并投入运行,通过一年的生产,钒收得率相比反射炉提高了4个点,本文主要对三步法熔化和反射炉熔化进行对比,从而总结经验。

钙化提钒过程中元素迁移转化行为的研究

试验结合XRD、XPS、SEM-EDS和ICP-OES等分析手段,研究了不同pH值条件下酸性铵盐沉钒产物的物相组成及形貌,并分析了沉钒pH值等于2.20时V、Fe和Mn三种元素的迁移转化行为。结果表明,沉钒pH值显著影响产物的组成和形貌,较低pH值沉钒滤饼为无定形结构,随着pH值的升高,晶型逐渐确定。V在提钒尾渣中以CaV2O6形式存在,在滤饼中以多聚钒酸根形式存在,终产品中则以V2O5的形式存在;Fe在尾渣中的主要存在形式为Fe2O3和Fe2TiO5,在沉钒滤饼和终产品中含量较少;Mn在尾渣中以MnSO4形式存在,沉钒过程中主要进入到上清液中,滤饼中则以MnV2O6·4H2O形式存在,终产品中有0.210%。

一步法石煤提钒反萃液酸性铵盐沉钒试验研究

以一步法石煤提钒反萃液为研究对象,研究了最佳的沉钒初始条件以及沉钒时间、温度、p H、搅拌强度等对沉钒率和产物多聚钒酸铵（APV）质量的影响。为了解决酸性铵盐沉钒过程废水中NH＋4过量的问题,需要使NH＋4浓度尽可能的低,根据反萃液钒浓度、反萃液初始p H值和氨水用量三者之间的平衡关系,通过计算验证,确定沉钒的最佳初始条件是：反萃剂为8%H2SO4,反萃液钒浓度为19.91 g·L-1,反萃液初始p H=-0.18。酸性铵盐沉钒条件研究结果表明：沉钒p H值不同,沉淀产物APV的晶体类型也会存在差异,在p H=1.7~2.1和2.2~5.0的条件下,APV主要成分分别为NH4V3O8·0.5H2O和（NH4）2V6O16·1.5H2O;沉钒温度在20~50℃时,沉淀产物主要是Na V3O8·x H2O,多聚钒酸铵的沉淀反应并没有发生,温度〉50℃之后,沉钒产物才逐渐向NH4V3O8·0.5H2O转化;在最佳沉钒工艺：时间1 h、温度70~100℃、p H=1.9~2.0、搅拌强度400 r·min-1的条件下,沉钒率〉99%,APV纯度〉98%。

杂质离子对沉淀多钒酸铵的影响

采用酸性铵盐法沉钒,研究了沉钒液中的杂质离子Cr、P、Si、Cl-、SO42-对钒沉淀的影响。结果表明:Cr浓度的增大能够显著降低钒的沉淀率,对低浓度的钒溶液影响更显著;Si对沉钒率影响较小,P对钒的沉淀率有较大影响,当P浓度大于0.1 g/L时,沉钒率在75%以下;Cl-在低浓度条件下对沉钒率影响不大,但当NaCl浓度大于100 g/L时,沉钒率低于20%;SO42-对沉钒率影响不显著。

多钒酸铵返溶的动力学研究

多钒酸铵返溶是工业上生产高纯五氧化二钒的重要步骤。采用p H标定法测量多钒酸铵的返溶率,在氢氧化钠浓度为0.5 mol/L,液固比为20∶1的现行生产工艺条件下对多钒酸铵返溶的动力学进行了研究。结果表明:多钒酸铵的返溶率随温度和搅拌速度的增大而增大;多钒酸铵返溶的动力学模型为液膜非稳态扩散模型,受液膜非稳态扩散控制,表观活化能为6.15 k J/mol;适当增大搅拌速度、升高返溶温度都能提高多钒酸铵返溶的扩散速率。