从钒钛磁铁矿渣的废酸浸出液中萃取钒的研究

摘要

我国拥有丰富的钒钛磁铁矿资源，它是生产钒及钒制品的重要的原料，而主流的焙烧-浸出提钒工艺存在的添加剂用量过大、废气排放量大、能耗较高等问题。另一方面，钛白工业生产中会产生大量的高浓度废酸。这两种废料结合，采用以钛白废酸作为浸出剂的无焙烧直接加压酸浸提钒新工艺，可实现钒渣中钒与其他有价元素的提取分离和钛白废酸的综合利用。本文以攀枝花地区转炉炼钢渣为原料，以钛白废酸作为浸出剂，对转炉钒渣进行酸浸，对所得的浸出液在N1923、P507和P204体系下进行了萃取，在对所得萃取结果的分析的基础上，对P507和P204体系的萃取下的有机相进行了反萃取的研究。研究结果表明：
　　（1）转炉钒渣钛白废酸浸出实验确定了最佳浸出条件：在钛白废酸酸度200g/L，浸出温度150℃、浸出时间90min、液固比7.5:1、和搅拌速度100rpm的条件下，钒的浸出率可达94.45％。
　　（2）对在最佳浸出条件下获得的含钒废酸浸出液进行萃取，对比P204萃取体系、P507萃取体系和N1923萃取体系对浸出液中钒和其他金属离子萃取分离效果。优选了P204萃取体系并确定了适宜的萃取条件：有机相组成体20%P204、10%TBP、70%磺化煤油，还原剂用量为Fe摩尔量的20%，浸出液初始pH=2.5，相比(O/A)=2/1，萃取温度为30℃，震荡时间6min时。钒的一级萃取率为97.71%
　　（3）对在P204体系和P507体系最优萃取条件下获得的有机萃取液在相应的萃取体系下进行反取萃实验。对比两体系下的反萃取结果，分别考察，反萃取时间、反萃取剂浓度、反萃取相比、反萃取温度的反萃取率的影响。实验表明 P204萃取体系有机相反萃取效果优于P507萃取体系，其最优工艺条件为：反萃取时间t=8min、反萃取温度40℃、反萃取液（H2SO4）浓度15%、反萃取相比(O/A)=3:1时，钒的反萃取率能够达到83.32%以上，钒与铁等有价金属元素得到有效分离，从而使含钒浸出液得到了净化。

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第1章 绪论

1.1 钒资源及应用现状

1.1.1 钒资源

1.1.2 钒资源的应用现状

1.2 钒及其化合物的性质

1.2.1钒的性质

1.2.2钒的化合物的性质

1.2.3其他钒酸盐及含钒化合物的性质

1.3 钒渣浸出提钒工艺研究现状

1.3.1 钒渣的生产工艺

1.3.2钠化焙烧-浸出提钒工艺

1.3.3钙化焙烧-浸出提钒工艺

1.3.4 无盐焙烧-浸出提钒工艺

1.4含钒溶液净化方法

1.4.1溶剂萃取提钒法

1.4.2离子交换提钒法

1.5 论文的研究目的、内容及意义

1.5.1 研究背景及意义

1.5.2 本文的研究内容

第2章 实验原料仪器设备及实验方法

2.1 实验原料与仪器设备

2.1.1 钒渣原料

2.1.2 钛白废酸

2.1.3其他实验药品

2.2 实验仪器及分析设备

2.2.1 加压反应釜

2.2.2其他实验设备

2.2.3检测仪器

2.3 研究方法与实验步骤

2.3.1 实验步骤

第3章 实验结果与讨论

3.1 钛白废酸无焙烧浸出钒渣

3.1.1不同液固比对钒、铁浸出率的影响

3.1.2反应时间对钒、铁浸出率的影响

3.1.3初始酸度对钒、铁浸出率的影响

3.1.4反应温度对钒、铁浸出率的影响

3.1.5搅拌速度对钒、铁浸出率的影响

3.2酸浸液的萃取-反萃取

3.2.1 N1923体系萃取实验

3.2.2 P507体系萃取实验

3.2.3 P507体系有机相反萃取

3.2.4 P204体系萃取实验

3.2.5 P204体系有机相反萃取

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢