釩渣硫酸溶解試驗研究

白王敏　李存國　鄭康豪　李貴　郭昕　賀鵬

摘 要：釩屬貴重金屬，我國約60%的釩化合物以釩渣為原料生產(chǎn)。釩渣礦物顆粒結(jié)合致密，有價元素賦存復(fù)雜。釩渣鈉化焙燒生產(chǎn)方式對大氣污染嚴(yán)重，對周圍生態(tài)環(huán)境造成極大危害。該文針對當(dāng)前釩渣生產(chǎn)方式存在的缺點(diǎn)，對釩渣進(jìn)行直接硫酸酸溶浸出試驗研究，獲得了釩渣硫酸溶解的最佳實驗條件：硫酸濃度2 mol/L、液固比5、浸出反應(yīng)溫度70℃、反應(yīng)時間2 h、磨礦細(xì)度70%最佳。

關(guān)鍵詞：釩渣 酸溶 影響因素

中圖分類號：TQ135 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（a）-0097-02

釩是一種極為重要的工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于鋼鐵、化工、航空航天、電子等領(lǐng)域，釩的氧化物已成為化學(xué)工業(yè)中最佳催化劑之一，有“化學(xué)面包”之稱[1]。釩在自然界中分布相當(dāng)分散，一般不會形成單獨(dú)礦床，主要是同金屬礦，如鐵、鈦、銅、鉛、鈾、鉬、鋅、鋁礦等共生，或與粘土礦、磷礦或油類礦共生。典型的共生礦為釩鈦磁鐵礦，世界上已經(jīng)探明的釩資源儲量有98%共生于釩鈦磁鐵礦，其中釩品位較低，通常V2O5含量為0.2%～1.4%，但它在世界上儲量最大，超過400億t，是提取釩的主要原料，一般將其冶煉成鐵水后氧化吹煉得到釩渣作為生產(chǎn)釩產(chǎn)品的主要原料[1-3]。目前，國內(nèi)外主要采用鈉化焙燒法提釩。其方法工藝能耗大、V提取率低且釩渣中伴生的有價金屬Cr、Mn、Ti沒有得到回收利用，造成資源浪費(fèi)并污染環(huán)境。同時該法會排出大量的Cl2、SO2等有害氣體，對環(huán)境造成污染，對人體的健康造成危害[4-8]?；谝陨线@些釩渣生產(chǎn)方式的缺點(diǎn)，該文對釩渣直接硫酸溶解進(jìn)行試驗研究，以期為釩渣的綠色回收提供科學(xué)依據(jù)。

1 實驗方法

釩渣酸溶實驗在250 mL的錐形瓶中進(jìn)行，每次浸出所取釩渣樣品為10 g，浸出過程中反應(yīng)溫度通過水浴鍋加熱控制，反應(yīng)一定時間后進(jìn)行固液分離，對所得濾渣烘干，稱重。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫酸濃度對釩渣酸溶浸出的影響

首先在反應(yīng)溫度70 ℃、液固比5、反應(yīng)時間1 h、磨礦細(xì)度-200目含量為70%、攪拌速度300 rpm的條件下，考察硫酸濃度對釩渣硫酸浸出實驗的影響，結(jié)果見表1。實驗結(jié)果表明，隨著硫酸濃度的提高，釩渣的酸蝕率升高；但當(dāng)硫酸濃度達(dá)到2 mol/L后，再提高硫酸濃度，釩渣酸蝕率提高較少，故釩渣硫酸酸溶浸出以硫酸濃度2 mol/L較佳。

2.2 反應(yīng)溫度對釩渣酸溶浸出的影響

在硫酸濃度2 mol/L、液固比5、反應(yīng)時間1 h、磨礦細(xì)度-200目含量70%、攪拌速度300 rpm條件下，考察反應(yīng)溫度對釩渣硫酸酸溶浸出實驗的影響，結(jié)果見表2。實驗結(jié)果表明，隨著反應(yīng)溫度的升高，釩渣酸蝕率顯著提高，故提高溫度有利于釩渣的硫酸酸溶浸出。

2.3 磨礦細(xì)度對釩渣酸溶浸出的影響

在硫酸濃度2 mol/L、液固比5、反應(yīng)時間1 h、反應(yīng)溫度70 ℃、攪拌速度300 rpm條件下，考察磨礦細(xì)度對釩渣硫酸酸溶浸出實驗的影響，結(jié)果見表3。實驗結(jié)果表明，隨著磨礦細(xì)度（-200目的百分含量）的增大，釩渣酸蝕率增大，磨礦細(xì)度-200目含量為70%時，釩渣酸蝕率最高。故釩渣硫酸酸溶浸出以磨礦細(xì)度70%為較佳。

2.4 攪拌速度對釩渣酸溶浸出的影響

在硫酸濃度2 mol/L、液固比5、反應(yīng)時間1 h、反應(yīng)溫度70 ℃，磨礦細(xì)度-200目含量70%條件下，考察攪拌速度對釩渣硫酸酸溶浸出實驗的影響，結(jié)果見表4。實驗結(jié)果表明，隨著攪拌速度的增大，釩渣酸蝕率增大，攪拌速度為300 rpm時，釩渣酸蝕率最高。故釩渣硫酸酸溶浸出以攪拌速度300 rpm為較佳。

2.5 反應(yīng)時間對釩渣酸溶浸出的影響

在硫酸濃度2 mol/L、液固比5、攪拌速度300 rpm、反應(yīng)溫度70 ℃、磨礦細(xì)度-200目含量70%的條件下，考察不同的反應(yīng)時間對釩渣硫酸酸溶浸出實驗的影響，結(jié)果見表5。實驗結(jié)果表明，延長反應(yīng)時間，釩渣的酸蝕率大致呈增大的趨勢。當(dāng)反應(yīng)時間為2 h時，釩渣酸蝕率最大，故釩渣酸溶浸出以反應(yīng)時間2 h為最佳。

3 結(jié)語

針對釩渣鈉化焙燒環(huán)境污染嚴(yán)重的特點(diǎn)，對釩渣進(jìn)行硫酸溶解浸出實驗，獲得了釩渣硫酸溶解的最佳條件為硫酸濃度2 mol/L、液固比5、浸出反應(yīng)溫度70 ℃、反應(yīng)時間2 h、磨礦細(xì)度-200目含量70%。

參考文獻(xiàn)

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