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钒渣的钠化提钒是重要提钒工艺,世界各国十分重视相关的技术研究,钒渣在焙烧过程中经历了复杂的物理化学变化,其粒度和物相会发生一定变化。许多学者对焙烧过程的物相变化进行了深入的研究,但对于钒渣的粒度变化及不同粒度之间的物相区别却鲜有报道。另一方面,钒渣浸出是提取可溶性钒酸盐的过程,直接影响钒收得率,国内外学者对浸出动力学模型、工艺参数进行了较多的研究,为了提高浸出动力学条件,一般采用较高的液固比、较长的浸出时间或者添加大剂量的添加剂,然而,尤其是在采用连续式浸出的工业生产中,由于受成本、设备以及废水处理体系的影响,难以工业化应用。 本文对钒渣和不同粒度熟料进行了物相分析,对比分析其物相构成及元素赋存,进行了提高焙烧钒转化率和熟料不溶钒回收技术研究,研究了攀钢连续式浸出工艺,提出了二次浸出工艺技术,进行了复合式浸出研究等,得出以下结论: ①熟料钒转化不完全的主要原因包括:1)钒渣表观粒度大,难以与氧气和钠盐充分反应,造成钒尖晶石氧化分解不完全;2)铁橄榄石相表面析出的赤铁矿阻止了氧化钠化反应的进一步进行;3)部分钒渣在焙烧过程中,被粘结相所包裹,难以继续反应;4)钒渣钠化焙烧过程中,生成的钛铁矿和铁板钛矿相中包裹了少量的钒。 ②提高焙烧钒转化率的一项有效措施为:在现有焙烧工艺条件不变的前提下,将钒渣粒度全部控制在120目以下,可以将焙烧钒转化率由83.44%提高至94.47%。 ③焙烧熟料不溶钒的一项回收技术为:将焙烧熟料中的120目筛上物研磨,每80g熟料配入26.27g纯碱,进行二次焙烧,可将120目筛上熟料的钒转化率由48.28%提高到89.97%。 ④提出了二次浸出工艺技术,相比原连续式浸出工艺有以下优点:1)大大增强了动力学条件;2)减少传统工艺大量穿滤物对浸出系统的影响;3)最大限度降低焙烧返渣水份含量,避免影响焙烧炉况;4)将浸出稀液作为带滤机的滤布洗涤水,提高浸出液钒浓度。 ⑤提出了复合式浸出工艺技术:将沉钒废水“还原-中和-压滤”后,按一定比例回用至浸出,对浸出-沉淀系统无明显影响;经多次循环回用后,浸出剂、浸出液和压滤水中的钠可以达到一个平衡浓度,实现大生产系统的稳定运行。