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针对含钒石煤资源利用过程中存在的严重环保问题,本文对清洁型提钒工艺的可行性及机理进行研究,提出了实用可行的清洁型提钒新工艺。通过采用清洁型提钒新工艺,解决了常规工艺中废气、废水等对环境的严重污染,并对生产过程中产生的大量废渣进行了资源化研究。 采用钙化焙烧代替传统的钠化焙烧,不仅钒的转化率没有降低(平均转化率达82%以上),而且没有HCl、Cl2等有害气体产生,并大大减少了SO2的产生(固硫率大于99%),废气不经处理可直接排放,工艺中彻底解决了废气对环境的严重污染。最佳焙烧条件为:焙烧温度950-980℃,焙烧时间3小时,钙化剂为矿量15%,添加剂为矿量的2%。 采用NH4HCO3浸出代替传统的稀酸浸出,浸出率大于72%,浸出液经201×7强碱性阴离子树脂吸附,产品无需提纯即可得到冶金99级以上V2O5,吸附后液中Fe、Cu、Pb、As、Cr、Ni、Mn、Cd等金属离子的浓度均低于国家矿山废水一级排放标准。吸附后液可直接全部回用,实现了废水的零排放,这样既减少了NH4HCO3的用量,节约了用水,并减少了对环境的污染。与传统的稀硫酸浸出相比,具有工艺简单,产品质量高及避免废水对环境的污染等优点。最佳浸出条作为:浸出液固比2:1,浸出剂浓度5%,浸出温度60-70℃,浸出时间2h。 浸出渣中钠、钾等元素含量较少,富含硅、钙、铝等元素,放射性远低于建材用料标准,可作为建材原料。将废渣用作水泥掺合料研制的环保水泥,当熟料65-76%、废渣5-15%、石膏4%、钢渣5-12%时,生产出来的生态水泥各项性能均优于425号普通硅酸盐水泥。通过废渣综合利用,有效解决了废渣对环境的污染,并有较好的经济效益。 清洁型提钒新工艺在广西上林县进行了中试试验,中试试验验证了小试试验结果。中试结果表明:废气达到国家关于废气排放标准可直接排放,废水可全部直接回用,钒总回收率>54%,产品质量达GB3283-87冶金99级。2000年12月29日经广西自治区经委组织专家鉴定,专家一致认为:“该工艺较传统工艺的各项技术经济指标均有较大幅度的改善和提高,消除了传统工艺中废气及废水对环境的严重污染,属国内首创,达到国内领先水平”。