复合焙烧添加剂强化钒钛磁铁矿直接提钒的工艺及机理研究
发布时间：2023-01-04 10:22
钒钛磁铁矿中的钒（V[III]）主要以类质同象的形式取代铁（Fe[III]）赋存于磁铁矿相中,而磁铁矿晶格稳定,需在高温及氧化性气氛的条件下才能将其结构充分破坏,将钒释放出来。通常,可采用高温氧化焙烧的方法来破坏磁铁矿晶体结构,为了强化焙烧工艺的效果,可在焙烧过程中加入焙烧添加剂。本文以辽西地区的钒钛磁铁矿精矿为研究对象,采用钒钛磁铁矿直接提钒工艺,优选出一种能显著提高钒浸出率的高效复合焙烧添加剂,并确定了合适的提钒工艺参数;同时,揭示了复合焙烧添加剂强化提钒的作用机理。得出的主要结论如下:对比多种焙烧添加剂的提钒效果,可知K2SO4/KCl复合焙烧添加剂的作用效果最为显著。在K2SO4/KCl用量7%,配比6:4,焙烧温度950°C,焙烧时间1 h,浸出温度95°C,浸出时间1.5 h,硫酸浓度10%（v/v）,液固比3 mL/g的条件下,钒浸出率可达82.04%,较相同条件下空白焙烧的钒浸出率提高了37.37%。晶体化学分析表明:钒钛磁铁矿焙烧提钒的实质是含钒磁铁矿转化为赤铁矿的过程,在此过程中...
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 钒钛磁铁矿概述
1.1.1 钒资源概况与分布
1.1.2 钒钛磁铁矿简介
1.2 钒钛磁铁矿提钒工艺
1.2.1 钒钛磁铁矿提钒工艺研究现状
1.2.2 钒渣间接提钒法
1.2.3 钒钛磁铁矿直接提钒法
1.2.4 其他提钒工艺
1.3 研究意义、目的及内容
1.3.1 研究目的及意义
1.3.2 研究内容
第2章 试验原料与研究方法
2.1 试验原料特性
2.1.1 化学组成分析
2.1.2 物相组成分析
2.1.3 光学显微镜分析
2.1.4 钒的赋存状态分析
2.2 试验药剂及仪器
2.2.1 试验药剂
2.2.2 试验仪器
2.3 研究方案
2.4 试验及检测方法
2.4.1 试验方法
2.4.2 分析检测方法
第3章 复合焙烧添加剂对精矿提钒的影响
3.1 提钒工艺流程的确定
3.2 复合焙烧添加剂的选型试验
3.2.1 焙烧添加剂种类对钒浸出率的影响
3.2.2 复合焙烧添加剂配比对钒浸出率的影响
3.2.3 复合焙烧添加剂用量对钒浸出率的影响
3.3 提钒工艺参数的优化试验
3.3.1 焙烧温度对钒浸出率的影响
3.3.2 焙烧时间对钒浸出率的影响
3.3.3 浸出温度对钒浸出率的影响
3.3.4 浸出时间对钒浸出率的影响
3.3.5 硫酸浓度对钒浸出率的影响
3.3.6 液固比对钒浸出率的影响
3.4 本章小结
第4章 复合焙烧添加剂的作用机理研究
4.1 焙烧过程中烧结行为的研究
4.2 K_2SO_4的作用机理分析
4.2.1 焙烧过程中的相变分析
4.2.2 浸出过程中的相变分析
4.3 焙烧过程的晶型转变研究
4.4 KCl的作用机理分析
4.5 本章小结
第5章 添加剂强化提钒的浸出动力学研究
5.1 动力学模型的建立
5.2 表观活化能的计算
5.3 反应级数的计算
5.4 本章小结
第6章 结论及创新点
6.1 结论
6.2 创新点
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间的主要成果
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]含钒钢渣在熔融NaOH体系中的焙烧过程[J]. 蔡永红,赵昌明,宁哲,王一雍,张崇民. 中南大学学报(自然科学版). 2018(05)
[2]辽西某钒钛磁铁矿工艺矿物学研究[J]. 许承宝,张一敏,刘涛,黄晶. 有色金属(选矿部分). 2018(03)
[3]辽西钒钛磁铁矿焙烧回转窑内气固传热数值模拟[J]. 张义奇,董辉. 工业炉. 2018(02)
[4]朝阳钒钛磁铁矿工艺矿物学研究[J]. 唐志东,李文博,高鹏,韩跃新. 东北大学学报(自然科学版). 2017(12)
[5]钒钛磁铁矿综合利用现状及工业化发展方向[J]. 王帅,郭宇峰,姜涛,陈凤,郑富强. 中国冶金. 2016(10)
[6]钒钛磁铁矿提钒工艺研究进展[J]. 丁满堂. 中国有色冶金. 2016(04)
[7]Pressure leaching of converter vanadium slag with waste titanium dioxide[J]. Guo-Quan Zhang,Ting-An Zhang,Ying Zhang,Guo-Zhi Lv,Yan Liu,Zhuo-Lin Liu. Rare Metals. 2016(07)
[8]提钒技术研究进展[J]. 李延芬,刘叶凤,罗浩,张忠文,黄廷洪,邱根萍. 化工进展. 2016(S1)
[9]钒钛磁铁矿弱磁富集-酸浸提钒研究[J]. 朱晓波,李望,管学茂. 矿冶工程. 2016(03)
[10]中国钒资源现状及可持续发展建议[J]. 吴起鑫,王建平,车东,顾亚. 资源与产业. 2016(03)
博士论文
[1]低品级云母型含钒页岩焙烧过程的理论研究[D]. 赵云良.武汉理工大学 2014
[2]云母型含钒石煤活化焙烧提钒工艺及钒转移行为研究[D]. 朱晓波.武汉理工大学 2013
[3]高钙云母型含钒页岩焙烧及浸出机理研究[D]. 胡杨甲.武汉理工大学 2012
硕士论文
[1]辽西钒钛磁铁矿工艺矿物学及选矿预富集工艺研究[D]. 许承宝.武汉科技大学 2018
[2]高钙钒渣氧化焙烧-碳酸钠浸出提钒的研究[D]. 闫小满.重庆大学 2015
[3]鲕状赤铁矿磁化焙烧铁矿物转化机理研究[D]. 陈超.东北大学 2013
本文编号：3727601
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 钒钛磁铁矿概述
1.1.1 钒资源概况与分布
1.1.2 钒钛磁铁矿简介
1.2 钒钛磁铁矿提钒工艺
1.2.1 钒钛磁铁矿提钒工艺研究现状
1.2.2 钒渣间接提钒法
1.2.3 钒钛磁铁矿直接提钒法
1.2.4 其他提钒工艺
1.3 研究意义、目的及内容
1.3.1 研究目的及意义
1.3.2 研究内容
第2章 试验原料与研究方法
2.1 试验原料特性
2.1.1 化学组成分析
2.1.2 物相组成分析
2.1.3 光学显微镜分析
2.1.4 钒的赋存状态分析
2.2 试验药剂及仪器
2.2.1 试验药剂
2.2.2 试验仪器
2.3 研究方案
2.4 试验及检测方法
2.4.1 试验方法
2.4.2 分析检测方法
第3章 复合焙烧添加剂对精矿提钒的影响
3.1 提钒工艺流程的确定
3.2 复合焙烧添加剂的选型试验
3.2.1 焙烧添加剂种类对钒浸出率的影响
3.2.2 复合焙烧添加剂配比对钒浸出率的影响
3.2.3 复合焙烧添加剂用量对钒浸出率的影响
3.3 提钒工艺参数的优化试验
3.3.1 焙烧温度对钒浸出率的影响
3.3.2 焙烧时间对钒浸出率的影响
3.3.3 浸出温度对钒浸出率的影响
3.3.4 浸出时间对钒浸出率的影响
3.3.5 硫酸浓度对钒浸出率的影响
3.3.6 液固比对钒浸出率的影响
3.4 本章小结
第4章 复合焙烧添加剂的作用机理研究
4.1 焙烧过程中烧结行为的研究
4.2 K_2SO_4的作用机理分析
4.2.1 焙烧过程中的相变分析
4.2.2 浸出过程中的相变分析
4.3 焙烧过程的晶型转变研究
4.4 KCl的作用机理分析
4.5 本章小结
第5章 添加剂强化提钒的浸出动力学研究
5.1 动力学模型的建立
5.2 表观活化能的计算
5.3 反应级数的计算
5.4 本章小结
第6章 结论及创新点
6.1 结论
6.2 创新点
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间的主要成果
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]含钒钢渣在熔融NaOH体系中的焙烧过程[J]. 蔡永红,赵昌明,宁哲,王一雍,张崇民. 中南大学学报(自然科学版). 2018(05)
[2]辽西某钒钛磁铁矿工艺矿物学研究[J]. 许承宝,张一敏,刘涛,黄晶. 有色金属(选矿部分). 2018(03)
[3]辽西钒钛磁铁矿焙烧回转窑内气固传热数值模拟[J]. 张义奇,董辉. 工业炉. 2018(02)
[4]朝阳钒钛磁铁矿工艺矿物学研究[J]. 唐志东,李文博,高鹏,韩跃新. 东北大学学报(自然科学版). 2017(12)
[5]钒钛磁铁矿综合利用现状及工业化发展方向[J]. 王帅,郭宇峰,姜涛,陈凤,郑富强. 中国冶金. 2016(10)
[6]钒钛磁铁矿提钒工艺研究进展[J]. 丁满堂. 中国有色冶金. 2016(04)
[7]Pressure leaching of converter vanadium slag with waste titanium dioxide[J]. Guo-Quan Zhang,Ting-An Zhang,Ying Zhang,Guo-Zhi Lv,Yan Liu,Zhuo-Lin Liu. Rare Metals. 2016(07)
[8]提钒技术研究进展[J]. 李延芬,刘叶凤,罗浩,张忠文,黄廷洪,邱根萍. 化工进展. 2016(S1)
[9]钒钛磁铁矿弱磁富集-酸浸提钒研究[J]. 朱晓波,李望,管学茂. 矿冶工程. 2016(03)
[10]中国钒资源现状及可持续发展建议[J]. 吴起鑫,王建平,车东,顾亚. 资源与产业. 2016(03)
博士论文
[1]低品级云母型含钒页岩焙烧过程的理论研究[D]. 赵云良.武汉理工大学 2014
[2]云母型含钒石煤活化焙烧提钒工艺及钒转移行为研究[D]. 朱晓波.武汉理工大学 2013
[3]高钙云母型含钒页岩焙烧及浸出机理研究[D]. 胡杨甲.武汉理工大学 2012
硕士论文
[1]辽西钒钛磁铁矿工艺矿物学及选矿预富集工艺研究[D]. 许承宝.武汉科技大学 2018
[2]高钙钒渣氧化焙烧-碳酸钠浸出提钒的研究[D]. 闫小满.重庆大学 2015
[3]鲕状赤铁矿磁化焙烧铁矿物转化机理研究[D]. 陈超.东北大学 2013
本文编号：3727601
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3727601.html
