亞熔鹽法釩渣多元體系分離基礎研究.pdf

1、針對傳統(tǒng)鈉化焙燒提釩工藝資源利用率低、能耗高、廢水廢氣環(huán)境污染嚴重等急切需求,中國科學院過程工程研究所基于亞熔鹽化工冶金清潔生產(chǎn)技術平臺的長期積累,提出了具有重大原創(chuàng)性的亞熔鹽法釩渣清潔生產(chǎn)工藝,新工藝可在相對溫和的反應條件下,實現(xiàn)釩渣中釩、鉻資源的高效同步提取。本研究在釩渣亞熔鹽法反應轉化研究的前期工作基礎上,針對釩、鉻組分的后續(xù)分離問題,依據(jù)相平衡是物質結晶分離的基礎,用等溫法測定了新工藝所涉及體系的溶解度數(shù)據(jù),構建了溶解度相圖,建

2、立了亞熔鹽法多元復雜體系中釩酸鈉、硝酸鈉、鉻酸鈉的結晶分離方法,為亞熔鹽法釩渣清潔生產(chǎn)分離工藝設計及優(yōu)化提供了理論依據(jù)。論文主要研究內容如下:
　　 (1)針對亞熔鹽新工藝中釩酸鈉、硝酸鈉和鉻酸鈉的分離工藝設計,測定了40℃和80℃時NaOH-NaNO3-Na3VO4-Na2CrO4-Na2SiO3-H2O體系及其子體系的溶解度數(shù)據(jù),并繪制了相應的溶解度相圖。基于上述基礎數(shù)據(jù),設計提出了釩酸鈉、硝酸鈉和鉻酸鈉的結晶分離方法,即在

3、NaOH濃度小于300g／L時采用冷卻結晶的方法可實現(xiàn)釩酸鈉分離:將分離釩酸鈉后的溶液蒸發(fā)至400g／L,然后降溫至40℃進行冷卻結晶可實現(xiàn)硝酸鈉分離,將結晶母液繼續(xù)蒸發(fā)至NaOH濃度為500g／L,在80℃時結晶分離,可實現(xiàn)鉻酸鈉的分離。
　　 (2)對所設計的釩酸鈉、硝酸鈉和鉻酸鈉結晶分離方法進行了工藝模擬。通過測定40℃、60℃和80℃三個溫度下混合溶液在蒸發(fā)和冷卻過程的濃度變化,證實了上述結晶工藝方案的可行性。