钒提取技术[精选].ppt

二、钒矿钙化焙烧制备五氧化二钒 4. 焙砂浸出 （4）酸度对钒浸出率及铝、铁溶解行为的影响 在其他条件(液固比2:1，浸出时间2h)一定的情况下，研究浸出酸度对钒、铁、铝溶解量及钒浸出率的影响。 浸出酸度对钒、铝溶解量的影响 浸出酸度对钒、铁溶解量的影响 浸出酸度对浸出率的影响 从图中可以看出，钒浓度随着酸度的增加，逐渐增大，当酸度超过3.2%以上时，钒浓度增加不明显，但铁、铝溶解量还在增加。为了实现在浸出过程中钒浸出率相对较大，且铁、铝的溶解量尽量最小，选择了3.2%为适宜酸度。 从图中还可以看出，当盐酸浓度从2.1%增加至3.2%时，V2O5的浸出率从5.94%增加到63%，继续增加酸浓度时，浸出率上升的幅度明显减缓，说明随着酸度的加大，浸出液中由于杂质的增多而消耗了部分酸。因此在保证浸出率的前提下，应适当降低酸度，以尽量减少杂质进入溶液。最佳酸浸盐酸浓度为3.2%。 二、钒矿钙化焙烧制备五氧化二钒 4. 焙砂浸出 （5）浸出时间对钒浸出率的影响 在其他条件(液固比2:1，酸浓度3.2%)一定的情况下，研究浸出浸出时间对钒浸出率的影响。 从图中可以看出，当浸出时间达到1小时，钒转浸率为62%左右，继续增加时间，钒转浸率不再显著增加，说明浸出1小时，矿样中的酸溶性钒化合物已经全部浸出。因此，最适宜的浸出时间为1小时。 焙砂浸出工艺最佳工艺参数为:固液比为2:1、酸度为3.2%、反应时间为1小时。 二、钒矿钙化焙烧制备五氧化二钒 5. 钙盐沉钒及碳酸盐转化 （1）钙盐沉钒及碳酸盐转化 酸浸过后的含钒溶液中含有大量的杂质，为了净化除杂，试验中以石灰乳为沉淀剂，使钒以钒酸钙的形式从酸浸液中沉淀富集，然后通过碳酸盐转化溶出，从而使钒与其他杂质分离。 试验表明石灰乳沉钒时钒的沉淀率可达到100%。 因阶段重点考察了在加压和常压下碳酸盐溶出过程中碳酸铵用量、温度和时间对钒溶出率的影响，确定最佳溶出条件，并对碳酸按溶钒过程进行动力学探讨。 （2）原理 溶液中的钒随溶液pH值和钒浓度的不同存在着复杂的聚集形态，沉钒pH值不同时，钒酸钙沉淀形式也不同。当浸出液pH值从低调高时，钒酸钙的沉淀形式可为：Ca(VO3)2(pH5.1~6.1)、Ca2V2O7(pH7.8~9.3)、Ca3(VO4)2(pH10.8~11)，其中Ca(VO3)2为主要的沉淀形式，因此沉钒反应可表示为： 2VO3-+Ca(OH)2=Ca(VO3)2+2OH- 由于碳酸钙比钒酸钙的溶解度小，加入(NH4)2CO3水溶液，会发生如下反应，使钒从沉淀中溶出： Ca(VO3)2+(NH4)2CO3=CaCO3↓+2NH4VO3 二、钒矿钙化焙烧制备五氧化二钒 5. 钙盐沉钒及碳酸盐转化 （3）碳酸铵用量对钒溶出率的影响 在常压(反应温度50℃)和加压(密封体系、温度为50℃)，溶出时间均为2个小时的条件下，分别考察了碳酸按用量n(用所用困(NH4)2CO3与钒酸钙沉淀混合物中V2O5的摩尔比表示)对钒酸钙溶出率的影响，试验结果分别见下图。 加压下碳酸铵用量对钒酸钙溶出率的影响 常压下碳酸铵用量对钒酸钙溶出率的影响 可以看出：钒的溶出率都是随着碳酸钱用量增加而增大的。 加压时，碳酸铵用量n为3时，钒酸钙的溶出率己经达到91%； 常压下，碳酸钱用量n为4时，钒酸钙的溶出率只有62%，当碳酸钱用量n为7.5时，钒酸钙的溶出率也只有83%。 加压下钒的溶出率比常压下钒的溶出率高，是由于加压时反应体系是密闭的，可有效抑制碳酸钱的分解，不仅提高了碳酸铵的利用率，而且也促使钒的溶出反应平衡向正反应方向(生成N(H4)VO3的方向)移动，所以钒的溶出反应应选择加压下(n=3)进行。 二、钒矿钙化焙烧制备五氧化二钒 5. 钙盐沉钒及碳酸盐转化 （4）溶出温度对钒酸钙溶出率的影响 在常压(碳酸铵用量n=6)和加压(密封体系、碳酸铵用量n=3)，溶出时间均为2个小时的条件下，分别考察温度对钒溶出率的影响，试验结果分别见下图。 加压下温度对钒酸钙溶出率的影响 常压下温度对钒酸钙溶出率的影响 结果表明: 常压下，随温度的升高，钒的溶出率逐渐减小，这是因为常压下反应体系是敞开的，温度越高，碳酸钱的分解速率越快，用于溶出反应的碳酸钱的浓度逐渐降低所致。 加压下，随温度的升高，溶出率逐渐增高，当温度为50℃时，达到最大，之后再继续升高温度，溶出率有所减小，这是由于温度高于50℃时，碳酸按分解程度显著增大，液相中碳酸根浓度逐渐减少所致