釩渣銨浸提釩新工藝應用基礎研究.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用性。我國釩資源儲量豐富，已成為世界釩制品的生產(chǎn)和消費大國。由釩鈦磁鐵礦通過“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，針對國內(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、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，對釩的浸出過程進行了系統(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力學，建立了碳酸氫銨-偏釩酸銨-水三元體系相圖以優(yōu)化和指導偏釩酸銨的冷卻結(jié)晶工藝。本文主要取得了以下創(chuàng)新性進展:
　　1)研究了高溫焙燒的氧化過程，探究了該過程中溫度、時間和料層厚度對釩渣物相變化及其對后續(xù)釩浸出過程的影響。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，當釩渣預氧化溫度為900℃、預氧化時間為1h，料層厚度小于4mm時

3、，釩渣中低價釩的氧化率最高。
　　2)以碳酸氫銨為浸出劑，對釩渣中釩的浸出過程進行了優(yōu)化，通過單因素實驗得到了最佳工藝條件:反應液固比為5，反應溫度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，浸出反應時間為3h，在該最佳工藝條件下，釩的浸出率可達93.39％。
　　3)系統(tǒng)的研究了釩渣銨浸提釩過程的宏觀動力學。研究結(jié)果表明:釩渣銨浸提釩過程遵循未反應收縮核的模型，浸出過程主要受內(nèi)

4、擴散控制（固體產(chǎn)物層擴散控制）。釩的浸出率隨著反應液固比的增大、攪拌速率的加快、反應溫度的升高、碳酸氫銨濃度的增大和顆粒粒度的減小而提高。經(jīng)過對實驗數(shù)據(jù)的處理和分析，建立了反應的宏觀動力學模型，計算了反應的表觀活化能和指前因子，從而獲得到了宏觀動力學方程，為釩渣浸取提供了一定的指導意義。
　　4)測定了偏釩酸銨-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)域擴大，因此在冷卻結(jié)晶制備偏釩酸銨晶體的過程中需要適