钒钛磁铁精矿直接提钒研究

论文摘要

在钠化焙烧—水浸提钒工艺中,钙与钒能生成溶解度很小的钒酸钙不利于水浸,因而钙被视为有害成分。对于含钙较高的含钒物料,采用钠盐法会带来较大的钒损失,同时钠盐法本身会造成严重的环境污染。针对上述问题,本文对钒钛磁铁精矿的钙化焙烧—硫酸浸出提钒工艺进行了研究,提出了一种无污染的提钒工艺,解决了高钙矿物钠化提钒的问题。弱磁脱硅试验研究表明：磁场强度为42.5mT,磨矿粒度为200～300目时,钒钛磁铁精矿中的全铁含量最高,可达到54%,钒回收率高达98.75%,二氧化硅的含量降到了4.07%。钙化焙烧试验表明：（1）高温有利于钙化焙烧反应的进行,且焙烧过程中碳酸钙的适宜添加量为7%。对于静态试验,在焙烧过程中物料不受其形态的影响,当焙烧温度为1150℃时钒的浸出率可达80%。在动态实验中,由于氧气接触充分,其焙烧效果更好些,在1100℃温度下钒浸出率便可达到80%以上,且其焙烧效果不受球团大小及所添加到球团内的粘结剂的影响。（2）钙化焙烧与钠化焙烧相比较,钙化焙烧过程中所需更高的焙烧温度,两者浸出率相近,均稍高于80%。浸出试验表明：（1）硫酸浸出时,综合考虑浸出液中杂质含量、能耗等因素,其硫酸浸出的较优条件为：浸出pH=2.0,浸出时间t=-3h,浸出粒度=200～300目,S：L=1：2。（2）用焙烧熟料对酸浸滤液进行pH调节后加热,从而使溶液中部分杂质发生水解反应,将初始溶液体积低温蒸发浓缩一半,再次过滤后滤液中钒、磷及硅含量均能达到沉钒要求。沉钒试验表明：于酸性条件下向富钒溶液中加入硫酸铵可直接沉淀出多钒酸铵。其较佳工艺条件为：pH=2.0-2.5,沉钒温度T=90℃,沉钒时间t=30min,加铵系数K=3.0。煅烧后五氧化二钒产品纯度为98.3%,其质量达到国家标准（GB3283-87）。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 钒的概述
• 1.1.1 钒的物理和化学性质
• 1.1.2 钒的用途
• 1.1.3 钒的生产方法
• 1.2 钒钛磁铁矿提钒概述
• 1.2.1 钒钛磁铁矿概述
• 1.2.2 钒钛磁铁矿提钒工艺
• 1.3 钙化焙烧直接提钒的理论基础
• 1.3.1 焙烧过程中钒酸钙的生成
• 1.3.2 钙化焙烧熟料的浸出
• 1.4 硅酸盐矿物的弱磁选脱除概述
• 1.5 课题研究的目的意义及主要内容
• 1.5.1 目的及意义
• 1.5.2 研究内容
• 第2章 钒钛磁铁精矿直接提钒热力学分析
• 2.1 引言
• 2.2 钒钛磁铁精矿钙化焙烧热力学分析
• 2.2.1 焙烧反应原理
• 2.2.2 焙烧热力学分析
• 2.3 焙烧熟料浸出过程热力学分析
• 2.3.1 酸浸过程的的溶解反应
• 2.3.2 酸浸过程中四价钒的氧化反应
• 2.4 本章小结
• 第3章 工艺矿物学分析
• 3.1 引言
• 3.2 矿物组成及赋存规律
• 3.2.1 钒钛磁铁精矿的化学成分
• 3.2.2 元素赋存规律
• 3.3 钒钛磁铁精矿粒度组成
• 3.4 钒钛磁铁精矿焙烧熟料SEM分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 钒钛磁铁精矿弱磁脱硅实验
• 4.1 引言
• 4.2 弱磁脱硅实验
• 4.2.1 实验仪器与药品
• 4.2.2 实验方案及分析方法
• 4.3 实验结果与分析
• 4.3.1 磨矿时间的确定
• 4.3.2 磁选实验结果与分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 钒钛磁铁精矿焙烧研究
• 5.1 引言
• 5.2 焙烧实验
• 5.2.1 实验原料、仪器与试剂
• 5.2.2 实验分析方法
• 5.3 实验结果与讨论
• 5.3.1 静态试验
• 5.3.2 动态试验
• 5.4 本章小结
• 第6章 浸出及沉钒前预处理
• 6.1 引言
• 6.2 浸出实验
• 6.2.1 实验原料、设备与试剂
• 6.2.2 实验方案
• 6.2.3 实验结果与分析
• 6.3 沉钒前预处理
• 6.4 本章小结
• 第7章 沉钒工艺研究
• 7.1 引言
• 7.2 酸性铵盐沉钒原理
• 7.3 沉钒实验方案及分析方法
• 7.4 沉钒实验结果与分析
• 7.4.1 加铵系数对沉钒的影响
• 7.4.2 pH值对沉钒的影响
• 7.4.3 温度对沉钒的影响
• 7.4.4 反应时间对沉钒的影响
• 7.4.5 最终产品
• 7.4.6 工艺总回收率
• 7.5 本章小结
• 第8章 结论
• 参考文献
• 致谢