第五章 含钒铁水炼钢工艺及钢渣(钒渣)提钒讲解.ppt

为防止沉淀物水解，溶液必须含有过量的氨和氯化镁→防止氢氧化镁沉淀。因为氯化铵能降低溶液的OH-离子浓度，使Mg(OH)2达不到溶度积值。 b. 正硅酸根离子的去除 硅在碱性溶液中以正硅酸根离子存在，具有胶体性质，可加入无机盐电解质凝聚剂将之沉淀除去。 凝聚剂：硫酸铝、明矾、氯化镁、氯化钙等。 pH值控制在9～10时可达到较好的除硅效果。 ⑷ 浸出设备 ①熟料浸出设备 a. 湿式球磨机：边进入浸出液边将熟料磨碎浸出的设备。 b. 中心转动式浓缩机：连续式浸出设备，用于浓度低而量大的悬浮液。机体是用钢板卷成的大圆池，池底略带锥形，底中央有一排料口，池上部周边有溢槽和溢流口，旋转耙有四个，十字对称分布，主轴转速约0.33转/min，经过一定时间，悬浮液分为两层，上层为澄清液，由溢流口排出。下层为混浊的含固体的沉降液，从排渣口排出后再经过滤处理。 c. 间歇式浸出槽：用钢板制成的矩形槽,槽中装有滤板,熟料装在滤板上,上面淋入浸出液,下面与真空系统相联接,浸出和过滤同时完成。 中心转动的浓缩机示意图 1-溢流槽 2-进液口 3-旋转耙 4-传动机构 5-中心布料筒 6-溢流出口 7-刮泥板 8-泥浆出口 9-机体 50 ②过滤设备 通常采用内滤式转鼓真空过滤机，该机主要由转鼓、托轮、分配头和驱动装置几部分组成。转鼓由内外两层圆筒组成，形成环形空间，分割成若干滤室。每个滤室都有排出管与分配头相通。过滤时,滤浆加到内筒里，随着转鼓的旋转，浸在料浆中的滤布因真空作用形成滤饼，转出浆面，受到洗涤和脱水，最后滤饼转至顶部，用低压空气反向喷吹，被卸落在溜槽上，再由螺旋输送机或皮带输送机运出鼓外。滤液和洗涤废液通过过滤机背面的各滤室的管道排出。 ③其它设备：各种泥浆泵、皮带输送机等。 内滤式转鼓真空过滤机示意图 1-滤布 2-转鼓 3-托轮 4-滤饼排出溜槽 5-与各滤室相通的滤液排出管 6-分配头 7-料浆 8-滤液 9、10-滤饼 4、沉钒 ⑴ 沉钒方法 A、水解沉钒法 水解沉钒是钒酸钠溶液随着溶液酸性增加逐步水解，生成多钒酸钠沉淀的过程。目前俄罗斯仍用该方法，我国在20世纪80年代前也用该方法。 该方法是向净化后的钒酸钠溶液中加入硫酸，将pH值调到1.7~1.9左右,在加热煮沸并搅拌条件下沉淀出红棕色的多钒酸钠(xNa2O·yV2O5·nH2O), 称为“红饼”。 在水溶液中，各种钒酸根存在下列平衡： 2VO43-+2H+ V2O74-+H2O 3V2O74-+6 H+ 2V3O93-+ 3H2O 10V3O93-+12 H+ 3[V10O28]6-+6H2O [V10O28]6-+H+ [HV10O28]5- [HV10O28]5-+H+ [H2V10O28]4- [H2V10O28]4-+14H+ 10VO2++8 H2O 由此可见，随着溶液pH的降低,单钒酸根逐渐脱水缩合而成多钒酸根。这是因为钒-氧之间的结合并不十分牢固，其中的O2-可以和H+结合成水的缘故。 以十钒酸钠为例，其水解反应为： 10NaVO3+4H2SO4=Na2O·5V2O5·2H2O↓+4Na2SO4+2H2O 优点：操作简单，生产周期短。 缺点：产品V2O5品位低，只有85%-90%，主要杂质是钠、钾, 酸耗大、废酸液多，逐渐被铵盐沉淀法取代而淘汰。 V离子状态 ～1 3.5～2 6.0～3.5 6.6～6.0 9～6.6 13～9 ＞13 pH值范围 B、铵盐沉淀法 制取高品位的V2O5，需采用铵盐沉淀法。 铵盐沉淀法：将钒酸钠溶液用酸调节到不同酸度，加入铵盐可得到不同聚合状态的钒酸铵沉淀。 在不同钒浓度和pH值的溶液中，钒存在的形式复杂多变。 在0.5g/L左右钒离子状态与pH值的关系 9.96±1.50 11.9±0.8 3.5±0.3 0.4±0.05 K K+ Na+ Li+ 离子 碱金属及铵离子的十二钒酸盐平衡常数 水合五氧化二钒[V2O5·(H2O)]实际上就是多聚钒酸,其酸中的质子可被其它正离子所取代。如：十二钒酸(H2V12O31)，其置换反应为： H2V12O31+2M+?M2V12O31+2H+ M+离子选择性顺序为： K+＞ ＞Na+＞H+＞Li+