湖北省石煤提釩清潔生產(chǎn)工藝研究.pdf

1、釩和釩化合物在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用廣泛，從釩礦石中提取V2O5是主要的制釩途徑。傳統(tǒng)的提釩工藝不論干法及濕法均存在回收率低，污染環(huán)境等問題。為解決制釩工業(yè)目前資源浪費(fèi)大、環(huán)境污染嚴(yán)重的狀況，急需研究與開發(fā)出一套清潔生產(chǎn)工藝。
　　 本文依托湖北省環(huán)保局下達(dá)我校的省級(jí)環(huán)保專項(xiàng)資金項(xiàng)目“湖北省釩資源利用與清潔生產(chǎn)”中的第一子課題“清潔生產(chǎn)工藝研究”展開，以湖北省丹江口楊家堡礦樣為研究對(duì)象，在進(jìn)行大量的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，提出了以直接氧化焙燒→升溫

2、→酸浸為主線的提釩工藝。通過本工藝，解決了傳統(tǒng)工藝中廢氣對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染，含釩廢水經(jīng)鐵屑微電解共沉淀法處理后可循環(huán)利用，廢渣經(jīng)鑒定后進(jìn)行資源化利用。本文主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾方面：
　　 1.針對(duì)本省礦樣，在實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)上，推薦采用一種清潔型提釩工藝；
　　 2.對(duì)各工序參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，遴選出一組最優(yōu)工藝參數(shù)；
　　 3.綜合考慮整個(gè)工藝的三廢產(chǎn)生情況，并提出相應(yīng)可行性處理措施；
　　 具體研究成果如下：

3、r>　　 1.在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，進(jìn)行了干法及濕法探索性對(duì)比試驗(yàn)，推薦出一種適合本省石煤礦樣的干法提釩工藝；
　　 2.通過對(duì)比平行及正交試驗(yàn)，確定了一組最優(yōu)提釩參數(shù)，具體工藝參數(shù)如下：
　　 ①粉碎及磨粉段：原礦經(jīng)粉碎，篩分后最后粒度為-20目；
　　 ②焙燒段：不加添加劑直接氧化焙燒，入爐溫度為200～300℃，焙燒溫度為800～850℃，焙燒時(shí)間為2.5h，釩焙燒轉(zhuǎn)化率可達(dá)80％～85％；
　　 ③浸

4、取段：焙砂研磨至-60目，采用一次酸浸(30min)+兩次水浸(各15min)攪拌浸出，其中酸投加量為3.5‰，液固比為2∶1，在50℃水浴條件下浸取，釩浸取率為80％～85％；
　　 ④濃縮段：酸浸液加NaOH調(diào)節(jié)pH值約為7～8；使用201×7陰離子交換樹脂進(jìn)行濃縮，在40℃～50℃，浸出液以0.09mL/min·g的流速通過交換柱，以100g/LNaCl+60g/LNH4Cl作為反洗劑，在35～40℃進(jìn)行反洗，反洗速度為0

5、.06mL/min·g，濃縮率為90％以上；
　　 ⑤沉釩段：濃縮液選用NH4Cl作為沉釩劑在室溫下沉釩，NH4Cl用量為30g/L，攪拌沉釩，沉釩時(shí)間為10h，沉釩率可達(dá)95％，最終釩總回收率為70％～75％。
　　 本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于：
　　 1.針對(duì)我省石煤資源，進(jìn)行了鈉法焙燒、鈣化焙燒、直接氧化焙燒、加添加劑焙燒、酸法焙燒及濕法提釩工藝的比較研究，推薦采用直接氧化焙燒提釩工藝，并對(duì)現(xiàn)有的工藝進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)各工

6、段操作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，總結(jié)出了一套最優(yōu)化的石煤提釩工藝參數(shù)。釩浸取率可達(dá)80％以上，釩總回收率達(dá)70％以上；
　　 2.控制了浸取過程用酸量和浸取溫度。文獻(xiàn)中最優(yōu)用酸量0.8t/t(V2O5)，浸取溫度為80℃以上；經(jīng)工藝參數(shù)優(yōu)化后，用酸量降低為0.55t/t(V2O5)以下，浸取溫度控制為50℃，有效地減少了生產(chǎn)和廢水處理的運(yùn)行成本；
　　 3.鑒于采用直接氧化焙燒工藝，各工藝參數(shù)得到了優(yōu)化，資源得以有效回收利用，使傳統(tǒng)