含钒磷铁提钒冶炼实验研究
发布时间：2021-03-20 21:18
钒是一种稀有金属元素，在工业领域的用途非常广泛，具有重要的战略地位。国内钒资源较为分散，品位较低，不易提取。而目前已经大量进口到我国的含钒磷铁钒品位达到410%，开发和研究从含钒磷铁中提取钒具有非常大的研究意义，也是缓解我国钒资源紧缺的必要途径之一。目前含钒磷铁的提钒工艺基本上都存在铁镍元素无法回收、试剂消耗量大等问题，本文采用选择性氧化造钒渣工艺不仅可解决这些问题，还可以提高钒的品位。课题对选择性氧化进行了深入的理论分析，通过大量的实验达到分离提取的目的。研究过程中解决了传统电炉冶炼能耗高和耐火材料容易被侵蚀等问题，实现了低能耗连续冶炼含钒磷铁的目的。本文的主要研究结果如下：①含钒磷铁选择性氧化的热力学分析表明：在高温下，钒和铬发生氧化反应时，吉布斯自由能远远小于磷、铁、镍，会被大量氧化进入渣相，相对低温有利于提高钒的氧化率。碱度较低时钒在渣中以V3+形式与FeO生成钒尖晶石稳定存在于渣相，适当提高碱度会提高渣中钒的价态。铁水中大量的磷对钒的氧化影响较大，镍不易被氧化保留在铁水中。②实验结果分析表明：在含钒磷铁冶炼吹氧量为140160L时，...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 低温焙烧-湿法浸出工艺
1.2.2 含钒磷铁的高温熔炼（选择性氧化）-钠化焙烧-湿法浸出工艺
1.3 加快研发含钒磷铁提钒的必要性
1.4 课题的研究背景和内容
1.4.1 课题研究的背景
1.4.2 课题研究的内容
1.5 本课题研究的创新性
2 含钒磷铁前期检测和冶炼工艺的理论分析
2.1 原矿的分析检测和实验方案的制定
2.1.1 矿相分析
2.1.2 半定量分析和主要元素化学分析检测结果
2.1.3 含钒磷铁中特殊元素简介
2.1.4 含钒磷铁熔点融速测定
2.1.5 热重分析和低温氧化焙烧实验
2.1.6 小结及实验方案的制定
2.2 高温冶炼实验的理论分析
2.2.1 主要氧化反应过程的理论分析
2.2.2 含钒磷铁水提钒热力学分析
3 含钒磷铁吹氧造钒渣的实验研究
3.1 试验原料的选取和设备装置
3.1.1 实验方法
3.1.2 吹氧冶炼过程中理论吹氧量的计算
3.2 探索性实验
3.3 实验结果和分析过程
3.3.1 吹氧量对各元素的氧化的影响
3.3.2 温度对提钒效率的影响
3.3.3 加碳酸钠对于钒渣的影响
3.4 本章小结
4 低能耗冶炼的计算和炉衬问题实验
4.1 炉外冶炼物料平衡计算
4.2 自制冶炼包低能耗连续冶炼实验
4.3 耐火材料问题
4.3.1 实验过程中坩埚和炉衬出现过的问题
4.3.2 铝矾土+水冷铜管保护炉衬的改进试验
4.3.3 冶炼包的制作
4.3.4 实验结果分析
小结
5 钒渣、烟气和含镍磷铁的后续处理
5.1 含镍磷铁的处理
5.2 高品位含磷钒渣的处理
5.3 烟气的处理
6 结论
致谢
参考文献
附录：硕士研究生阶段的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]常压硫酸焙烧法提取镍磷铁中的镍[J]. 周骏宏,韦灏,陆大面,尤彩霞. 有色金属(冶炼部分). 2013(07)
[2]钒渣中钒铬提取技术研究进展[J]. 李兰杰,陈东辉,白瑞国,杜浩,陈育红,郑诗礼,王少娜,张懿. 矿产综合利用. 2013(02)
[3]转炉提钒终点钒的分配行为[J]. 甄小鹏,谢兵,赵重阳,黄青云. 北京科技大学学报. 2012(12)
[4]熔融钒渣直接氧化钠化提钒新工艺研究[J]. 宋文臣,李宏. 钢铁钒钛. 2012(06)
[5]从含镍磷铁中提镍的初步研究[J]. 周骏宏,王波,陶世萍,白龙高. 磷肥与复肥. 2012(04)
[6]钒渣钙化焙烧试验研究[J]. 曹鹏. 钢铁钒钛. 2012(01)
[7]钒钛磁铁矿钙化焙烧及其酸浸提钒[J]. 李兰杰,张力,郑诗礼,娄太平,张懿,陈东辉,张燕. 过程工程学报. 2011(04)
[8]钒在FeO-SiO2-MnO渣系与铁液间的分配行为[J]. 董进明,赵飞,张延玲,仇圣桃,干勇. 钢铁. 2011(07)
[9]FeO-SiO2-MnO（-TiO2）渣系与铁液间钒的分配行为及影响因素[J]. 董进明,赵飞,张延玲,仇圣桃,干勇. 过程工程学报. 2010(06)
[10]中国钒矿资源的区域分布与石煤中钒的提取工艺[J]. 蒋凯琦,郭朝晖,肖细元. 湿法冶金. 2010(04)
硕士论文
[1]高磷铁矿熔融还原过程中组元活度对磷行为影响研究[D]. 魏可.昆明理工大学 2013
[2]含铌铁水氧化脱磷实验研究[D]. 倪文杰.内蒙古科技大学 2012
[3]钒渣对镁碳砖的侵蚀机理研究[D]. 王广恩.重庆大学 2011
[4]含钒铁水钒氧化动力学研究[D]. 李丹柯.重庆大学 2009
本文编号：3091684
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 低温焙烧-湿法浸出工艺
1.2.2 含钒磷铁的高温熔炼（选择性氧化）-钠化焙烧-湿法浸出工艺
1.3 加快研发含钒磷铁提钒的必要性
1.4 课题的研究背景和内容
1.4.1 课题研究的背景
1.4.2 课题研究的内容
1.5 本课题研究的创新性
2 含钒磷铁前期检测和冶炼工艺的理论分析
2.1 原矿的分析检测和实验方案的制定
2.1.1 矿相分析
2.1.2 半定量分析和主要元素化学分析检测结果
2.1.3 含钒磷铁中特殊元素简介
2.1.4 含钒磷铁熔点融速测定
2.1.5 热重分析和低温氧化焙烧实验
2.1.6 小结及实验方案的制定
2.2 高温冶炼实验的理论分析
2.2.1 主要氧化反应过程的理论分析
2.2.2 含钒磷铁水提钒热力学分析
3 含钒磷铁吹氧造钒渣的实验研究
3.1 试验原料的选取和设备装置
3.1.1 实验方法
3.1.2 吹氧冶炼过程中理论吹氧量的计算
3.2 探索性实验
3.3 实验结果和分析过程
3.3.1 吹氧量对各元素的氧化的影响
3.3.2 温度对提钒效率的影响
3.3.3 加碳酸钠对于钒渣的影响
3.4 本章小结
4 低能耗冶炼的计算和炉衬问题实验
4.1 炉外冶炼物料平衡计算
4.2 自制冶炼包低能耗连续冶炼实验
4.3 耐火材料问题
4.3.1 实验过程中坩埚和炉衬出现过的问题
4.3.2 铝矾土+水冷铜管保护炉衬的改进试验
4.3.3 冶炼包的制作
4.3.4 实验结果分析
小结
5 钒渣、烟气和含镍磷铁的后续处理
5.1 含镍磷铁的处理
5.2 高品位含磷钒渣的处理
5.3 烟气的处理
6 结论
致谢
参考文献
附录：硕士研究生阶段的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]常压硫酸焙烧法提取镍磷铁中的镍[J]. 周骏宏,韦灏,陆大面,尤彩霞. 有色金属(冶炼部分). 2013(07)
[2]钒渣中钒铬提取技术研究进展[J]. 李兰杰,陈东辉,白瑞国,杜浩,陈育红,郑诗礼,王少娜,张懿. 矿产综合利用. 2013(02)
[3]转炉提钒终点钒的分配行为[J]. 甄小鹏,谢兵,赵重阳,黄青云. 北京科技大学学报. 2012(12)
[4]熔融钒渣直接氧化钠化提钒新工艺研究[J]. 宋文臣,李宏. 钢铁钒钛. 2012(06)
[5]从含镍磷铁中提镍的初步研究[J]. 周骏宏,王波,陶世萍,白龙高. 磷肥与复肥. 2012(04)
[6]钒渣钙化焙烧试验研究[J]. 曹鹏. 钢铁钒钛. 2012(01)
[7]钒钛磁铁矿钙化焙烧及其酸浸提钒[J]. 李兰杰,张力,郑诗礼,娄太平,张懿,陈东辉,张燕. 过程工程学报. 2011(04)
[8]钒在FeO-SiO2-MnO渣系与铁液间的分配行为[J]. 董进明,赵飞,张延玲,仇圣桃,干勇. 钢铁. 2011(07)
[9]FeO-SiO2-MnO（-TiO2）渣系与铁液间钒的分配行为及影响因素[J]. 董进明,赵飞,张延玲,仇圣桃,干勇. 过程工程学报. 2010(06)
[10]中国钒矿资源的区域分布与石煤中钒的提取工艺[J]. 蒋凯琦,郭朝晖,肖细元. 湿法冶金. 2010(04)
硕士论文
[1]高磷铁矿熔融还原过程中组元活度对磷行为影响研究[D]. 魏可.昆明理工大学 2013
[2]含铌铁水氧化脱磷实验研究[D]. 倪文杰.内蒙古科技大学 2012
[3]钒渣对镁碳砖的侵蚀机理研究[D]. 王广恩.重庆大学 2011
[4]含钒铁水钒氧化动力学研究[D]. 李丹柯.重庆大学 2009
本文编号：3091684
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