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我国是世界钒资源大国,拥有丰富的钒钛磁铁矿资源。在攀西地区,其钒钛磁铁矿储量占我国总储量的95%,其从钒钛磁铁矿生产的钒渣中,由于钒含量高,因此称为高钒渣。在高钒渣钠化焙烧提钒工艺过程中,由于在焙烧过程中高钒渣中各组分的相互影响、以及过程中物相变化、价态变化的不同,因此工业上工艺参数掌控困难,因而阻碍了进一步提高钒的回收率。因此对高钒渣的焙烧反应行为进行深入研究,具有重要的意义。本文以高钒渣为研究对象,以Na2CO3为钠化剂,通过大量的热力学计算与分析,对高钒渣钠化焙烧过程中可能发生的反应进行详细的研究。同时,结合X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)和电感耦合等离子(ICP)等现代化分析检测手段,研究了焙烧温度、焙烧时间、Na2CO3加入量、物料粒度、主要组分等因素对高钒渣焙烧浸出效果的影响,取得一定研究成果:(1)热力学计算与分析表明:高钒渣中的钒、铁、铁橄榄石、钒铁尖晶石的氧化反应在研究范围内是可以自发进行的。铁、铁橄榄石、钒铁尖晶石的氧化所需要的氧分压远远低于焙烧过程的氧分压。在本试验温度条件下,以Na2CO3作为钠化剂,在钠化焙烧过程中Na2CO3与V205生成水溶性钒酸钠的反应可自发进行,且随着温度的升高,反应越容易发生;CaO、SiO2、TiO2、Al2O3与Na2CO3、V2O5之间的反应在热力学上也是可自发进行的。(2)试验研究表明:高钒渣钠化焙烧过程对钒的浸出有着显著的影响,单因素试验表明:①当焙烧温度上升时,钒浸出率先升高后降低且850℃时达到最大值;②当焙烧时间增加时,钒浸出率先升高后降低且60min时达到最大值,最后趋于平稳;③随着Na2C O3加入量的增加,钒浸出率逐渐升高,在加入量为20%时达到最大值,后趋于平稳;④当物料粒度减小时,钒浸出率逐渐增大,物料粒度为-200目(-74μm)时达到最大值。综合上述因素的考虑,确定钠化焙烧的最佳工艺条件为:焙烧温度为850℃,焙烧时间为60min,Na2CO3加入量为20%,物料粒度为-200目(-74μm),在此条件下钒浸出效果最好。高钒渣钠化焙烧过程中,高钒渣中的CaO、SiO2、Al2O3、TiO2和FeO不利于钒浸出率的提高,且随着其含量的增加,钒的浸出率呈现降低的趋势;MgO对钒浸出率的影响不大。