用富钒液制取V_(2)O_(5)的研究进展

评述了用富钒液制取五氧化二钒的研究进展,并从效率、环保等方面对沉钒工艺进行了分析。首先,对常规沉钒方法在沉钒时带来的影响和其特点进行了表述。其中,铵盐沉钒是目前工业上常用的沉钒手段;酸性铵盐沉钒流程较短且沉钒率高,弱碱性铵盐沉钒可以在常温下作业,耗酸量小。其次,列举了两种新型沉钒方法:梯级阳离子置换法和三氯氰胺沉钒法。指出这两种沉钒新工艺弥补了常规沉钒工艺在沉钒时的缺点,但离工业运用还有一段路要走。最后,针对这两种新型沉钒方法,指出今后可从沉钒机理和杂质对沉钒影响等方面进行深入研究,以便从高浓度钒液中清洁高效制取高纯五氧化二钒。

浅析钒液电池电能储蓄技术最新进展

主要介绍了钒液电池电能储蓄技术最新进展,对钒液电池电能技术新型结构、电池单循环回路、新型电极材料以及新型电池隔膜材料进行研究,使钒液电池更好应用于可再生清洁能源蓄电储能过程中。

V_2O_5生产中浸出钒液变黑问题探讨

在用钒渣生产V_2O_5过程中,钒渣经回转窑焙烧后的熟料经水浸得到钒酸钠溶液,正常条件下应为淡黄色(pH>7),但有时浸出的钒液变黑。这对溶液澄清度的判断及下步沉钒带来许多困难,也影响到V_2O_5产品的质量。这种溶液变黑的现象,我厂在1987年以前的生产中十分突出,直接影响了V_2O_5的正常生产。

沉钒液泡沫的消除

针对酸性铝盐沉钒工艺沉淀酸性铵盐过程中沉钒液内涌起泡沫影响正常操作等问题，考察了钒渣碱地、浸出液ｐＨ值、表面张力和沉钒上层液等影响因素，并提出了相应的改进措施．

带式过滤机在钒渣提钒制备高浓度钒液中的实践

介绍了针对带式过滤机在攀枝花钒厂水浸提钒中的应用和制备高浓度钒液的需要,对过滤机运行物料量、料浆回过滤机位置、洗布水水源、滤饼洗涤强度进行了改进。结果表明:1台过滤机运行2座焙烧炉的物料、所有浆料进入过滤机第一段、滤液作为洗布水、滤饼洗涤8次,浸出钒液的钒浓度约45 g/L、残渣水溶性钒含量约0.19%、滤布使用寿命为约2月,满足了生产要求。

絮凝助凝剂在钒液净化系统的应用研究

一种使用间歇式钒液净化技术代替连续净化操作中,研究净化过程根据氧化钠化法焙烧钒渣浸出液杂质的特性及其影响沉钒过程的机理,研究钒液净化方式,优选高分子絮凝剂应用到钒液净化过程中以加速钒液中赋存的胶体和悬浊物质的沉降速度,形成高效净化技术,解决制约生产顺行瓶颈问题,实现钒产品提质进档。

钒液净化除杂研究

目前,氧化钠化焙烧工艺中钒液主要采取氯化钙净化除杂,但是所得钒酸铵品位较低,直接影响产品质量。研究分析原因后对钒液净化除杂方法进行改进,使用酸性条件铝盐除杂、絮凝剂沉降的方法,即在原液50-80℃范围,使用硫酸调节p H值至5-8,加入铝盐除杂剂,反应结束后加入絮凝剂进行辅助沉降,此方法操作简单,对原液的酸度和杂质含量要求不高,反应和静置时间比较短,同时避免了氯离子的引入,环境友好。

钠化钒液水解沉钒的研究

钒的水解沉淀与钒液的性质、杂质含量、浓度、温度及酸度有关,通过对高浓度钠化钒液除硅、水解沉钒、除钠试验研究,得到了纯度大于99.5%的五氧化二钒,达到了化工应用的要求,高浓度钠化钒液水解制备五氧化二钒的工艺是可行的。通过高浓度钠化钒液除硅研究得到了最佳工艺参数:硫酸铝与钒液中硅化学反应摩尔比为1.0、温度为95℃、p H值10.0、反应时间为60 min;通过水解沉钒得知,较佳钒浓度为50 g/L、p H值为2.5、温度为90℃,钒收率大于99%。

石煤提钒富液直接制备高纯V_2O_5

针对从石煤提钒富液制备高纯V2O5的传统工艺存在的弊端,提出了一种在原有冶金级钒生产工艺基础上直接制备高纯V2O5的新方法,其工艺过程是:调整富钒液的硫酸浓度—用氯酸钠溶液将体系氧化至电位大于1 000 mV—过滤得红色滤饼(红饼)—用硫酸溶液溶解红饼—在控制终点pH的情况下加氨水沉钒—过滤、干燥、焙烧得高纯V2O5—氧化后滤液按原有沉钒工艺制备冶金级钒。以陕西五洲矿业股份有限公司石煤提钒富液为对象进行的实验室试验表明,制备高纯钒的关键工艺参数为富钒液起始硫酸浓度1.5 mol/L、红饼溶解硫酸溶液浓度1.5 mol/L、加氨沉钒终点pH=0.8。根据实验室试验结果在五洲矿业公司进行工业试验,制得的高纯钒和冶金级钒分别达99.7级和98级。

石煤钒矿碱法提钒浸出液净化过程中回收白炭黑的工艺研究

对石煤钒矿碱法提钒浸出液的净化过程进行研究,通过控制中和剂的浓度、滴加速度、溶液的pH值、反应温度、时间、搅拌速度,净化渣含SiO2达到96.96%,符合白炭黑成分的要求,净化过程V2O5收率稳定在99%以上。

高浓度钠化钒液制备多钒酸铵的研究

为解决高浓度钠化钒液采用酸性铵盐工艺沉淀多钒酸铵困难的问题,以高浓度钠化钒液为研究对象,采用滴加法沉钒工艺进行酸性铵盐沉钒。试验结果表明:采用滴加沉钒工艺,控制反应p H为2.30、反应温度T为90℃、加铵系数K为1.0、A晶种加入量为10%时,沉钒率达到99%以上,多钒酸铵中TV含量为50.51%,Na2O为0.089%,S为0.074%,煅烧后,五氧化二钒产品质量符合YB/T5304—2011要求。此沉钒新方法可实现产能提高、能耗降低、废水处理量减少与生产成本大幅降低等效益。

钒页岩资源全产业链利用研究现状及发展

由于钒页岩组分的复杂多变性特点,在分选预处理方面仍存在效率低、适应性差等问题;在高纯钒提取及深加工方面,降耗、增效、减少金属损失率等仍有较大上升空间。本文以产业链视角,系统综述钒页岩资源分选预处理、钒提取主体工艺(包括:高温氧化、湿法浸出、单金属分离等)、高端钒材链接适配等方面开展的研究工作,重点介绍了钒页岩资源利用最新技术进展,并展望了今后技术发展方向。通过源头高效提取、过程精细控制和高端钒材制造的全产业链技术研发,推动钒页岩利用产业化集成建设,支撑钒页岩资源绿色可持续发展。

高浓度钒液沉钒工艺研究进展

高浓度钒液沉钒是影响钒渣钠化球团化焙烧工艺产业化的关键性问题。为了解决这一难题,归纳了曾经产业化应用的水解沉钒工艺和目前大规模产业化应用的酸性铵盐沉钒工艺在高浓度钒液上的研究进展,着重介绍了高浓度钒液三聚氰胺沉钒工艺研究进展。最后针对这些工艺发展现状及存在的优缺点,认为水解沉钒和酸性铵盐沉钒工艺不适合高浓度钒液,指出高浓度钒液沉钒机理、杂质元素对沉钒影响规律及调控机制应是高浓度钒液沉钒今后的研究方向,三聚氰胺沉钒工艺可能是高浓度钒液沉钒的一条新路径。

石煤直接酸浸提钒富液铵盐沉钒工艺研究

陕西五洲矿业股份有限公司原采用直接酸浸—萃取—反萃取—氨水沉钒工艺处理含钒石煤,存在氨水沉钒率低(95%左右)、沉钒母液氨氮含量和沉钒滤饼烧失率高、液氨价格高且运输困难、最终V2O5产品质量不稳定等问题。为解决这些问题,首先通过实验室试验考察了用铵盐取代氨水从五洲矿业反萃取富钒液中沉钒的可能性,结果表明,所使用的3种铵盐均可取得比氨水好的沉钒效果,其中尤以碳酸氢铵的沉钒效果为最佳(沉钒率和最终V2O5产品的纯度均为最高,同时母液的氨氮含量和滤饼的烧失率均为最低),而碳酸氢铵的合适用量是使加铵系数为2。根据实验室试验结果,进一步在五洲矿业钒选冶厂沉钒车间进行了用碳酸氢铵代替氨水的工业试验,结果显示,沉钒率可达到近99%,最终V2O5产品的纯度可稳定在98%以上,从而验证了用碳酸氢铵代替氨水的有效性。按照工业试验结果进行测算,采用碳酸氢铵作为沉钒剂,可使五洲矿业年经济效益提高300万元。

高浓度钒液的酸性铵盐沉钒

目前,钒渣经钠化焙烧-水浸后用于提钒的钒液浓度不高,会产生大量的含V^5+,Cr^6+,NH^4+,SO4^2-,Na^+等有毒废液,使得后处理成本增加,加大了环境污染的风险。以普通钒液为研究对象,通过提高钒液中钒的浓度来研究高浓度钒液酸性铵盐沉钒的可行性,同时考察了加铵系数K,一次加酸pH1,沉钒温度T,和二次加酸pH2对高浓度钒液中钒的回收率及产品品位的影响,采用X射线荧光分析(XRF)和原子发射光谱仪(ICP)分析了提钒前后钒液中钒浓度、产品品位以及产品中杂质的含量。研究结果表明:高浓度钒液制备五氧化二钒是可行的,当钒液浓度为60 g/L,加铵系数K为2,一次加酸pH1为5.0,沉钒温度T为90℃,二次加酸pH2为2.0,钒的回收率最高,可达99.83%,经处理后的产品五氧化二钒的纯度为99.99%,符合V2O599级标准(YB/T5304-2011)。为工业化低污染、高效处理钒液提供了研究基础。

一种高杂质含钒溶液的沉钒研究

本文对一种高杂质钒酸钠溶液沉钒进行了深入研究,通过对钒酸钠中各项杂质的检测,分析杂质对钒酸钠沉淀过程的影响,设计不同的实验方案,验证了各项元素杂质对沉钒过程及钒酸铵质量的影响,开发了此种钒液生产模型,实现了工业化的正常生产。

Cyanex272从沉钒尾液中萃取提钒的研究

以沉钒尾液为研究对象,采用Cyanex272为萃取剂,分别考察了萃取与反萃取条件对萃取提钒过程的影响。研究结果表明:在初始pH=2.25、萃取剂体系为20%Cyanex272+80%磺化煤油、相比A/O=1∶1、萃取时间5 min条件下进行三级逆流萃取,在反萃剂硫酸浓度0.75 mol/L、相比O/A=4∶1、反萃时间5 min的反萃条件下,经三级逆流反萃后,最终钒回收率可达99.3%,锰、镁、钙去除率分别为98.8%、99.6%和98.7%,实现了沉钒尾液中残留钒的高效回收与尾液中有害金属元素的脱除。

提钒尾液回收硫酸钠、硫酸铵的研究

以某企业现场提钒尾液蒸发浓缩结晶物为原料,采用中温焙烧技术回收其中的硫酸钠、硫酸铵。中温焙烧主要采用闪蒸干燥→回转窑焙烧,使混合结晶物中的硫酸铵分解以获得纯度较高的硫酸钠。结果表明,闪蒸干燥后原料中水分可由20%降至1%;回转窑焙烧温度为400℃、焙烧时间为0.5 h时,焙烧产物中硫酸铵含量可降至1%以下。回收所得硫酸钠可作为硫化钠生产原料;所得副产物氨气、二氧化硫和三氧化硫(少量)可制成硫酸铵返回钒氧化物沉淀工序使用。

沉钒上层液用硫酸铝除硅制备低硅氢氧化铬研究

钒渣提钒过程产生的沉钒上层液中六价铬质量浓度为0.3～6.5 g/L、硅质量浓度为0.3～0.9 g/L。沉钒上层液中含有铬(Ⅵ),若直接排放对人类的健康危害较大。以硫酸铝为脱硅剂,采用沉淀法脱除沉钒上层液中的硅制备低硅氢氧化铬。实验结果表明,在除硅温度为65～75℃、溶液pH为8.5～9.5、硅铝质量比为1∶0.4、除硅时间为20～30 min条件下,除硅率达到95%以上,制备的氢氧化铬中硅质量分数(以二氧化硅计)达到0.26%。制备的低硅氢氧化铬可以作为产品出售,也可以作为冶炼低硅金属铬的原料。

含NaOH碱性钒渣提取液中铬的选择性吸附实验研究

对钒渣进行加NaOH造块、焙烧、水浸以及过滤等处理,得到pH=13.1的强碱性钒渣提取液。将带有铵基[—CH2NH(CH2CH2NH)nH]+官能团的弱碱性阴离子交换树脂B直接加入钒渣提取液中进行选择性吸附实验,研究提取液中铬离子的吸附行为。结果表明,在20、30、40℃吸附温度下,Cr吸附平衡时间分别为24、7、7h。当吸附温度由20℃升高到30℃时,铬离子吸附量相应地急剧增加,优化的吸附温度为30℃,此时Cr平衡吸附量为217mg/g树脂。铬离子吸附遵循准一级吸附动力学模型,当吸附温度由20℃升高到30℃时,铬离子吸附速率相应提高了2倍左右。铬离子在树脂孔道内的内扩散是吸附速率的控制环节;铬离子初始浓度越大,其吸附量越大。热力学上,铬离子吸附同时符合Langmuir模型、Freundlich模型和DKR模型,但最接近Freundlich模型。由DKR模型得到,在20、30、40℃吸附温度下,铬离子的表观吸附能分别为5 000、7 071、7 071J/mol。