把钒渣按常规方法用酸中和,沉淀分离出氧化铝,然后在滤液中提取钒。由于钒渣中的烧咸含量很大,中和用酸消耗量也很大,生成的硫酸钠无法利用,必须排放,不但造成环境污染,而且可能会影响钒的收率。
受氯碱工业离子交换膜电解法的启发,笔者提出用离子交换膜电解法来中和钒渣中的碱,至溶液pH值达到一定程度沉淀出氧化铝,规方法回收滤液中的钒。如下:~)、偏铝酸钠、氢氧化呐,过滤除去不溶的杂质,该溶液作为阳极液;阴极液为氢氧化呐溶液;用阳离子交换膜作隔膜,采用不锈钢阴极和不锈钢阳极,通直流电进行电解。在阳极发生-反应:4OH-4eO2↑+2H2O;在阴极发生反应:2H2O+2eH2↑+2OH。在电场力的作用中有铝酸盐,在阳极液pH值下降时,会生成氢氧化铝沉淀。
的性质
V2O5是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末,微溶于水(质量浓度约为0.07g/L),溶液呈黄色。它在约670℃熔融,冷却时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体,它的结晶热很大,当迅速结晶时会因灼热而发光。V2O5是两氧化物,但主要呈酸性。当溶解在极浓的NaOH中时,得到一种含有八面体钒酸根离子VO43-的无色溶液。它与Na2CO3一起共熔得到不同的可溶性钒酸钠。
生产按冶炼方法不同可分为火法与湿法冶金:
火法冶金:
将含钒钛磁铁矿经过火法冶金处理后得到含钒铁水,再从铁水氧化出钒渣,使钒得到富集后再使用。此种方法称之为火法提钒。
钒钛磁铁矿冶炼含钒铁水的方法。
(1) 高炉法:主要流程是用钒钛磁铁矿的烧结矿,在高炉中冶炼出
含钒铁水,使用这种方法的有俄罗斯、中国。
(2) 电炉法:先将钒钛磁铁矿预还原为金属化球团,再在电炉内冶炼出含钒铁水,使用这种方法的国家有南非、新西兰。 从含钒铁水中吹炼钒渣将含钒铁水在转炉(中国、俄罗斯)、摇包(南非)或铁水包(新西兰)内、通入氧化性气体(氧气、空气),使铁水中的钒氧化出来,得到钒渣。钒渣作为提取的原料。
此方法的优点:钒渣作为提取原料含钒高,处理量少;可回收铁;焙烧温度低(800℃)左右,提取V2O5时动力、辅助原材料消耗少。
湿法冶金工艺生产主要经历以下生产阶段:
1、原料预处理;2、固液分离及溶液净化;3、钒溶液沉淀结晶;4、钒酸盐分解、干燥及熔炼。
各操作单元原理及作用简介:
原料预处理工序:
原料预处理工序主要对钒渣以及含钒原料通过高温焙烧或酸、碱溶液浸出等方法处理,使其中的有价元素V完成晶型及结构价态转变,终生成水溶性、碱溶性或酸溶性的钒盐或钒酸盐。典型的方法有:
钠化焙烧提钒:
钒渣(或钒矿)磨细和选去所夹带的金属铁后,配入适当的钠盐附加剂,经过高温焙烧氧化、钠化反应,钒铁尖晶石等不溶性三价钒化合物氧化成并与钠盐反应,生成可熔性钒酸钠。
V2O5+Na2CO3→2NaVO3+CO2工业上这个过程一般在回转窑、多层焙烧炉及平窑等炉窑中完成,焙烧温度在800~900度。
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