钙化转炉钒渣酸性浸出液除磷工艺研究

发布时间：2020-10-14 01:01

　　 “钙化焙烧-酸浸-沉淀-煅烧”是一种新型清洁的提钒工艺。但是,在酸浸过程中,磷元素随着钒一起进入酸性浸出液,其含量对沉钒效果影响极大,工业要求酸性浸出液中磷含量需低于20 mg/L或TV/P大于772。传统除磷技术主要是用于生活污水、工业废水中磷的去除,且存在着除磷效率低、适用范围窄等问题。因此,针对含钒酸性浸出液,需要开发一种高效、稳定的除磷工艺,以生产高纯度、高质量的钒终产品,进而推进钒产业的可持续发展。论文以四川攀钢钙化焙烧转炉钒渣的酸性浸出液为研究对象,研究了酸性浸出液中磷的赋存形态;采用Fe-Al复合除磷剂对酸性浸出液中的磷进行去除;分析了Fe-Al复合除磷剂除磷过程的除磷行为;采用H_2O_2对Fe-Al复合除磷剂的除磷过程进行强化。得到以下结论:(1)酸性浸出液中正磷酸盐占总磷的82.4%,三聚磷酸盐占总磷的3.8%,多聚磷酸盐及其它含磷化合物占总磷13.8%,其它含磷化合物可能为钒磷化合物。(2)利用Fe-Al复合除磷剂除磷时,在反应时间为1 h,Fe/Al/P摩尔比为1.25:0.4:1,反应温度为50℃,酸性浸出液初始pH值为5.00的条件下,除磷率为88.80%,磷的残余浓度为58 mg/L;大部分的磷以PO_4~(3-)的形式与Fe~(3+)、Al~(3+)形成沉淀,同时被Fe~(3+)、Al~(3+)水解产生的多核羟基络合物吸附。(3)在不同初始pH值条件下,Fe-Al复合除磷剂除磷过程的行为特征更适合用拟二级动力学模型来进行描述;当初始pH值为3.24时,磷的吸附过程同时满足Langmuir及Freundlich模型,初始pH值为5.00和5.50时,不满足上述两种吸附等温模型。(4)H_2O_2对Fe-Al复合除磷剂除磷过程具有强化作用。在酸性浸出液初始pH值5.50,双氧水的用量n(H_2O_2/P)20:1,氧化时间60 min,氧化温度70℃的条件下,除磷率为99.29%,磷的残余浓度为3.7 mg/L,满足工业要求;H_2O_2与Fe~(3+)发生类芬顿反应,同时促进酸性浸出液中各种形态的磷更多地向PO_4~(3-)形式转化。综上所述,采用H_2O_2强化Fe-Al复合除磷剂除磷的工艺技术,能够高效、稳定地去除酸性浸出液中的磷,为酸性钒浸出液中磷的净化提供了新思路。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X703
【部分图文】：

概况的生产生产钒渣的国家包括：中国、南非、俄罗斯及新西兰[3]。我括河北承钢及四川攀钢有限公司。钒渣是在对钒钛磁铁矿钒过程中，需要把钒钛磁铁矿通过电炉或高炉冶炼制得含铁水进行吹炼，让含钒铁水中的钒进入炉渣中，就得到了铁水进行处理的方式[31, 32]包括以下几种：水包提钒法。主要是新西兰的钢铁公司在使用这种方法，其-电炉冶炼-铁水包提钒；2）摇包提钒法。南非的海威尔德种方法，其主要流程为回转窑-电炉炼铁-摇包提钒-转炉炼罗斯和我国的提钒企业在使用，主要流程为钒钛磁铁矿-铁提钒。我国的四川攀钢集团采用的即是氧气顶吹转炉提钒限公司采用的是富氧侧吹转炉法。钒钛磁铁矿提钒工艺流

图 1.2 磷酸盐种类Fig. 1.2 Species of phosphate正磷酸盐酸盐包含正盐与酸式盐，其结构是由磷和氧结合形成的 PO4四示。图 1.3 正磷酸根的结构Fig. 1.3 Structure of orthophosphate

7图 1.3 正磷酸根的结构Fig. 1.3 Structure of orthophosphate 缩聚磷酸盐聚磷酸盐包括：焦磷酸盐、聚磷酸盐、偏磷酸盐及超磷酸盐等，环状和枝状三种。
【参考文献】

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本文编号：2839946