偏釩酸鈉氫還原制備釩氧化物新工藝研究.pdf

1、釩是重要的戰(zhàn)略資源之一，主要應(yīng)用于冶金工業(yè)。釩產(chǎn)品種類繁多，應(yīng)用于各行各業(yè)。本文針對現(xiàn)行釩冶金沉釩過程產(chǎn)生的含釩鉻高濃度氨氮廢水這一制約釩工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題，以沉釩過程前中間體NaVO3為原料，創(chuàng)新性地采用低溫氫還原新工藝制備釩氧化物，取代傳統(tǒng)銨鹽沉釩-偏釩酸銨熱解工藝，避免沉釩廢水的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)釩氧化物的清潔生產(chǎn)。通過深入研究了NaVO3氫還原過程還原產(chǎn)物價(jià)態(tài)、化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，氫還原產(chǎn)物強(qiáng)化水解脫Na及釩價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)變行為，以及煅燒過

2、程中溫度、時(shí)間和氣氛對產(chǎn)物的影響規(guī)律，闡明了還原產(chǎn)物NaVO2的選擇性還原行為，揭示了氧化水解或機(jī)械活化-加壓水解的機(jī)理，實(shí)現(xiàn)了V2O5和V2O3產(chǎn)品的清潔可控制備與含釩NaOH副產(chǎn)物循環(huán)利用。
　　本文主要取得了以下創(chuàng)新性進(jìn)展:
　　1)采用氫氣還原偏釩酸鈉制備NaVO2，系統(tǒng)研究了反應(yīng)溫度(450～700℃)、反應(yīng)時(shí)間(3～4h)、物料厚度(1.5～2cm)等對還原產(chǎn)物物相及還原轉(zhuǎn)化率的影響。結(jié)果表明，在400℃，NaV

3、O3未被還原，450～700℃時(shí)NaVO3逐步被還原;當(dāng)還原溫度為700℃，還原時(shí)間為3h，料層厚度為1.5 cm時(shí)，可獲得單一的釩物相還原產(chǎn)物NaVO2，且還原率大于92％。
　　2)采用優(yōu)選氫還原條件下所得的還原產(chǎn)物NaVO2進(jìn)行水解實(shí)驗(yàn)研究，主要考察水解溫度、水解時(shí)間、液固比等因素對還原產(chǎn)物水解脫Na過程的影響。結(jié)果表明，還原產(chǎn)物水解脫鈉進(jìn)而制備出符合要求的中間產(chǎn)物的最優(yōu)工藝條件為:水解溫度為200℃，水解時(shí)間為3h，液固比

4、為13∶1，此條件下Na的脫除率達(dá)到98％，所得中間產(chǎn)物主要由V2O5、V2O3和多釩酸組成，含NaOH溶液可以循環(huán)用于含釩原料焙渣的浸出工藝。
　　3)研究了中間產(chǎn)物煅燒制備釩氧化物的工藝過程，分別考察了煅燒溫度、時(shí)間、氣氛及還原劑類型對產(chǎn)物的影響。結(jié)果表明，在空氣氣氛下、550℃煅燒3h，可以得到層狀、平均粒徑小于0.1μm的V2O5產(chǎn)品;在氫氣氣氛下、550℃煅燒3h，可以得到片狀、平均粒徑D50為70μm的V2O3產(chǎn)品;在