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1、鈦白廢酸浸出鋼渣提釩酸浸工藝試驗研究摘要：以攀鋼鋼渣和硫酸法鈦白廢酸為原料，利用正交試驗方法，進(jìn)行了鋼渣濕法提釩酸浸工藝試驗研究。研究結(jié)果表明，利用硫酸法鈦白廢酸浸出鋼渣，釩浸出率可達(dá)76.43%～83.42%。關(guān)鍵詞：鋼渣，廢酸，浸出率0引言攀鋼含釩鐵水轉(zhuǎn)爐煉鋼每年產(chǎn)生鋼渣30余萬噸，其釩含量較低，以V2O5計為1.2%～2.3%。由于鋼渣中鈣含量高（CaO約40%），采用傳統(tǒng)的鈉化焙燒-水法提釩工藝，不能有效地提取其中的釩，因此，大量的鋼渣目前處于被廢棄狀態(tài)。如果能將這部分被廢棄的釩回收，不僅會產(chǎn)生
2、較大的經(jīng)濟(jì)效益，對提高攀西地區(qū)豐富的釩資源的利用率也有很重要的意義?？蒲泄ぷ髡咴鴮Ω哜}含釩鋼渣硫酸浸出提釩工藝和鈉化焙燒-碳酸化浸出提釩工藝進(jìn)行過研究。鋼渣硫酸浸出提釩工藝雖然有釩浸出率高的特點(diǎn)，但耗酸量太大，成本過高，經(jīng)濟(jì)上不可行，因此，在探索試驗之后沒有進(jìn)一步研究，該工藝尚未打通。鈉化焙燒-碳酸化浸出提釩工藝通過實(shí)驗室試驗、半工業(yè)試驗和工業(yè)試驗的系列研究，打通了全流程，釩總收率為55%～60%[1]，該工藝物耗量大，生產(chǎn)成本比較高，適用于釩含量較高的原料。本研究采用鋼渣廢酸浸出提釩工藝進(jìn)行鋼渣提釩，
3、不同之處在于，浸出鋼渣所用硫酸為硫酸法鈦白廢酸。與鈉化焙燒-碳酸化浸出提釩工藝相比，鋼渣廢酸浸出提釩工藝具有回收率高、投資小、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。該工藝特點(diǎn)是以廢治廢，即用廢酸浸出廢棄的鋼渣回收釩，省去了硫酸成本，使該工藝經(jīng)濟(jì)上可行；用鋼渣代替石灰處理廢酸，節(jié)省了廢酸治理成本；酸浸殘渣石膏含量在70%以上，可以生產(chǎn)墻體材料，如石膏砌塊、石膏輕質(zhì)墻板等。筆者針對鋼渣廢酸浸出提釩的酸浸工藝進(jìn)行了詳細(xì)的研究，獲得了酸浸溫度、酸浸時間、液固比等工藝參數(shù)，釩浸出率達(dá)到76.43%～83.42%。1試驗原理鋼渣中的釩
4、主要以三價的形式存在于Ca3(Ti,V)2O7的物相中[1]，含釩化合物的分子式可簡單地表示為Ca3V2O6。鋼渣或焙燒鋼渣廢酸浸出過程中，大量的硫酸與鋼渣中的CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3和MgO等堿性氧化物發(fā)生反應(yīng)而被消耗，僅有少量硫酸與釩化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使釩溶解后進(jìn)入溶液。Ca3V2O6+12H++3SO42-+6H2O=3CaSO4↓+2[V(H2O)6]3+(1)[V(H2O)6]3++Fe3+=VO2++Fe2++5H2O+2H+(2)式（1）、（2）為鋼渣直接酸浸時釩化合物溶解
5、的反應(yīng)方程式；2試驗材料和方法2.1試驗材料（1）鋼渣鋼渣為攀鋼集團(tuán)鋼城企業(yè)總公司生產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐鋼渣，其主要化學(xué)成分見表1。表1攀鋼轉(zhuǎn)爐鋼渣化學(xué)成分/%名稱CaOMgOAl2O3TFeFeOSiO2TiO2V2O5P2O5TCrMnO鋼渣37.2712.122.9420.8014.928.401.261.321.150.2441.12（2）廢酸廢酸來自于攀鋼集團(tuán)鈦業(yè)分公司鈦白粉廠，其主要化學(xué)成分見表2。表2攀鋼鈦業(yè)公司鈦白粉廠廢酸化學(xué)成分/g.l-1名稱H2SO4SiO2Al3+Fe2+Fe3+Mg2+Mn
6、2+AsCa2+Ti廢酸208.620.0771.5730.500.126.340.990<0.010.4402.612.2試驗設(shè)備試驗設(shè)備主要有DJ1C型增力電動攪拌器、雙孔數(shù)顯電熱恒溫水浴鍋、SHB-III型循環(huán)水式多用真空泵等。2.3試驗方法先量取一定量的廢酸，放在攪拌器下攪動，然后將稱量好的鋼渣緩慢加入攪動著的廢酸中，反應(yīng)一段時間后停止攪拌，過濾洗滌。濾渣稱重、取樣；濾液計量、取樣。3試驗結(jié)果與討論3.1探索試驗進(jìn)行了鋼渣直接酸浸與焙燒后酸浸的酸浸效果探索試驗，考查指標(biāo)為酸浸殘渣中的TV含量。試
7、驗條件及結(jié)果見表3，其中，試驗固定條件：鋼渣粒度為-60目；酸浸溫度85℃；硫酸濃度為20%（用分析純配制）；攪拌。表3鋼渣硫酸浸出探索試驗條件及結(jié)果序號鋼渣狀態(tài)焙燒溫度/℃酸浸時間/h液固比殘渣TV/%終點(diǎn)pH1鋼渣-43:10.453≈52鋼渣-45:1<0.11.33焙燒鋼渣95025:1<0.11.34焙燒鋼渣102025:1<0.11.3由表3可以看出，在硫酸濃度為20%、液固比5:1、加熱攪拌的試驗條件下，無論鋼渣是否焙燒，鋼渣釩浸出率均可達(dá)到85%以上。而當(dāng)液固比為3:1時，酸浸殘渣中的T
8、V含量和反應(yīng)終點(diǎn)酸浸液pH值較高，表明釩浸出率低，硫酸用量不夠，含釩化合物反應(yīng)不充分。因此，鋼渣用20%的硫酸浸出時，合適的液固比在3:1～5:1之間。另外，還進(jìn)行了鋼渣酸浸時攪拌與不攪拌效果對比試驗，試驗條件及結(jié)果見表4。表4鋼渣酸浸方式對比試驗條件及結(jié)果序號浸出方式液固比酸浸時間終點(diǎn)pH1攪拌3:14h≈52不攪拌2.5:148h<0.5通過比較表4中兩組數(shù)據(jù)可以看出，浸出反應(yīng)在不攪拌的條件下，即使降低液固比，延長反應(yīng)時間，其反應(yīng)終點(diǎn)酸
