钒钛磁铁矿精矿钙化焙烧直接提矾研究

摘要

针对传统的钒钛磁铁矿提钒工艺（高炉炼铁—铁水吹钒—焙烧提钒）中钒的综合回收率较低，不高于20％，且钒渣经钠化焙烧水浸后的提钒尾渣含钠量高，不利于尾渣的后续处理，另钠化焙烧提钒后的滤液杂质含量高不易得到高品质的V2O5。本文对钒钛磁铁矿精矿钙化焙烧直接提钒进行了研究，该工艺是一种清洁廉价且可以综合利用资源的工艺。
　　通过钒钛磁铁矿精矿的工艺矿物学可知:精矿粒度较细，-200目的精矿体积占43.17％;精矿主要由O、Si、Nb、Zr、Ca、Ti、V、Fe等元素组成;各个粒度下的精矿成分相差不大，说明各粒度下的精矿物相比较均一，组成无太大差别;精矿主要由磁铁矿相和钛铁矿相等物相组成。通过磨矿实验，可以得到前30分钟的磨矿效率高。
　　反浮选脱硅的工艺条件为:pH值为6、粒度为-400目、可溶性淀粉200 g/t、十二胺用量为900 g/t，此时所得的精矿SiO2品位为5.64％、V2O5品位为1.23％。
　　通过钒钛磁铁矿精矿与碳酸钙体系的热力学分析及条件实验可知:(1)当焙烧温度在550℃时碳酸钙即发生分解反应，当温度超过700℃时发生(FeO·V2O3)的氧化反应;(2)焙烧体系中可发生固溶反应，致使钒的浸出受到限制，影响了钒的回收率，可通过迅速降温来减少所形成固溶体的影响;(3)对于CaO、SiO2分别大于2％、3％的钒钛磁铁矿精矿钙化焙烧直接提钒效果更好，且选取CaCO3作为焙烧添加剂;(4)焙烧工艺为:CaCO3添加量为10％、焙烧温度为1200℃、焙烧时间为1h时，此时钒的转化率可达到72.1％。
　　通过浸出条件实验可得到:选用H2SO4作为浸出剂，且浸出工艺条件为液固比5∶1、H2SO4浓度5％、浸出时间3h、浸出温度90℃，此时V2O5的浸出率为71.4％。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 钒的性质及用途

1．1．1 钒的性质

1．1．2 钒的用途

1．2 钒钛磁铁矿提钒概述

1．2．1 钒的冶金原料

1．2．2 钒钛磁铁矿概述

1．2．3 含钒渣生产方法及提钒工艺简介

1．2．4 直接焙烧钒钛磁铁矿生产V2O5

1．3 硅酸盐矿物的反浮选脱除简述

1．3．1 硅酸盐矿物浮选原理

1．3．2 反浮选脱硅方法

1．3．3 反浮选技术的特点

1．4 课题研究的主要内容

第2章 工艺矿物学分析

2．1 实验方法

2．1．1 实验仪器药品

2．1．2 物料制备

2．1．3 实验步骤

2．2 物相表征

2．2．1 钒钛磁铁矿精矿的粒度分布及化学组成

2．2．2 钒钛磁铁矿精矿SEM分析

2．2．3 钒钛磁铁矿的XRD分析

2．3 本章小结

第3章 钒钛磁铁矿精矿选矿探索实验

3．1 实验方法

3．1．1 实验仪器及药品

3．1．2 药剂配制方法

3．1．3 反浮选方法

3．2 磨矿实验结果与讨论

3．3 反浮选脱硅实验结果与讨论

3．3．1 pH条件实验

3．3．2 粒度条件实验

3．3．3 捕收剂用量实验

3．4 本章小结

第4章 钒钛磁铁矿精矿钙化焙烧研究

4．1 钒钛磁铁矿钙化焙烧热力学分析

4．2 焙烧实验

4．2．1 实验方法

4．2．2 焙烧剂种类实验

4．2．3 钙化焙烧研究

4．2．4 强化焙烧、浸出研究

4．2．5 钒钛磁铁矿精矿钙化焙烧XRD分析

4．3 本章小结

第5章 焙烧渣的浸出研究

5．1 浸出原理

5．2 浸出实验

5．2．1 实验仪器药品

5．2．2 浸出剂的选择

5．2．3 液固比条件实验

5．2．4 H2SO4浓度条件实验

5．2．5 浸出时间条件实验

5．2．6 浸出温度对浸出率的影响

5．3 本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文