清洁型提钒新工艺的前景可观
传统的石煤提钒多采用钠化焙烧工艺,提钒过程中产生的“三废”对环境污染严重,“三废”治理费用昂贵,绝大多数中小型钒厂因环保问题而关闭。因此,研究新的清洁型提钒工艺,从源头上解决“三废”对环境的污染,已成为石煤提钒工业中亟待解决的重大课题。
近年来国内外科研院所进行了大量新工艺的研究。本研究提出一种清洁型的提钒新工艺,在生产中解决“三废”的污染问题,其技术路线是:从源头和废物循环利用两方面解决污染问题。采用钙化焙烧,避免焙烧过程中有害废气的产生,解决废气污染问题;浓缩机选择先进的浸出工艺,将传统浸出—沉钒的开路(废水处理后排放)改为闭路循环(废水直接回用),解决废水的污染问题;废渣资源化解决废渣出路。
提钒石煤为广西某地氧化矿,原矿主要化学成分(%):V2O51.38, C 0.52、SiO254.38、Al2O326.26、Fe2O36.38、S0.22、CaO 6.52、P2O50.19、其它4.15。碳酸氢铵、SM-1、氯化钠、氯化铵、氧化钙;主要设备:SMCQ180mm×200mm瓷衬球磨机、造球机(自制)、马弗炉、恒温水浴搅拌器、SHB-B88型循环水式真空泵、φ3cm有机玻璃交换柱(自制),THZ-62恒流泵、HL-2恒流泵;分析方法:硫酸亚铁铵容量法。焙烧与浸出:物料按不同配比配料、混匀加水造球,装在瓷舟中放入高效磨马弗炉中焙烧2.5 h。称取一定量破碎的焙砂于烧杯中,加入一定量浸出剂,用磁力搅拌器搅拌浸出物料,浸出终了固液分离,分别测定浸出液和渣中含V2O5量。
离子交换:采用自制交换柱,树脂填充量100g,填充高度为交换柱的1/3,树脂两端用裹纱布的带孔陶瓷片压实,钒溶液以一定的速度通过交换柱,隔一定时间(时间间隔先长后短)分析吸附后钒的浓度,当吸附率小于98%时停止吸附,并计算吸附容量。沉钒:将经富集的钒溶液倒入烧杯中,在快速搅拌的条件下,加入氯化铵,当开始有偏钒酸铵沉淀,将搅拌速度减慢,并继续搅拌1~2 h,使偏钒酸铵晶体陈化颗粒长粗,然后静置12h,过滤,滤饼用少量2%的氯化铵溶液洗涤,即得到偏钒酸铵的晶体。