铝空气电池的工作原理及特点
2019-03-01 09:02:05
铝空气电池的作业原理: 铝空气电池的化学反应与锌空气电池相似,铝空气电池以高纯度铝Al(含铝99.99%)为正极、氧为负极,以(KOH)和(NaOH)水溶液为电解质。铝吸取空气重的氧,在电池放电时发生化学反应,铝和氧作用转化为氧化铝。铝空气电池的发展十分迅速,它在EV上的运用已获得杰出作用,是一种很有发展前途的空气电池。 铝空气电池的特色: 1、比能量大 铝空气电池的理论比能量可达8100Wh/kg,现在的铝空气电池的实践比能量只到达350Wh/kg,但也是铅酸电池的7~8倍、镍氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍。选用铝空气电池后,车辆能够明显地进步续驶路程,国外有关材料介绍,美国加利福尼亚州在运用铝空气电池的电动汽车上,有过只替换一次铝电极续驶路程达1600km的记载。 2、质量轻 我国开发和研发的牵引证动力型铅酸蓄电池的总能量为13.5kWh,总质量为375kg。而相同能量的铝空气电池总质量仅45kg,为铅酸蓄电池质量的12%。因为电池质量大大减轻,车辆的整备质量也下降,能够进步车辆的装载能量或延伸续驶路程。 3、铝没有毒性和危险性 铝对人体不会形成损伤,能够收回循环运用,不污染环境。铝的原材料丰厚,已具有大规模的铝冶炼厂,生产本钱较低。铝收回再生便利,收回再生本钱也较低。并且能够选用替换铝电极的办法,来处理铝空气电池充电较慢的问题。 尽管铝空气电池含有高的比能量,但比功率较低,充电和放电速度比较缓慢,电压滞后,自放电率较大,需求选用热办理体系来避免铝空气电池作业时的过热。
铅酸蓄电池的物理原理
2019-03-13 10:03:59
界说:电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。 英语:Lead-acid battery 荷电状态下,正极主要成分为,负极主要成分为铅;放电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。 电极反应式为: 充电:2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2SO4 放电:PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 法国人普兰特(G.Plante)于1859年创造铅酸蓄电池,已阅历了近150年的开展进程,铅酸蓄电池在理论研究方面,在产品种类及种类、产品电气功能等方面都得到了长足的前进,不论是在交通、通讯、电力、军事仍是在帆海、航空各个经济领域,铅酸蓄电池都起到了不行短少的重要作用。依据铅酸蓄电池结构与用处差异,大略将电池分为四大类: (1) 起动用铅酸蓄电池; (2) 动力用铅酸蓄电池; (3) 固定型阀控密封式铅酸蓄电池; (4) 其它类,包含小型阀控密封式铅酸蓄电池,矿灯用铅酸蓄电池等。.
电解铜所用的电是直流电还是交流电?
2018-12-13 10:37:27
电解铜用的电是直流电,是利用整流器将交流整流成直流电使用。铜的电解过程:将粗铜预先制成厚板作为阳极,纯铜制成薄片作阴极,以硫酸(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)溶液作为电解液。通电后,铜从阳极溶解,以离子状态(Cu2+)向阴极移动,到达阴极后获得电子而在阴极析出纯度较高的铜——电解铜。
铅蓄电池放电反应方程式的原理
2019-03-13 09:04:48
当两极板放置在浓度为27%~37%的硫酸(H2SO4)水溶液中时,极板的铅和硫酸发作化学反应,二价的铅正离子(Pb2+)转移到电解液中,在负极板上留下两个电子(2e-)。因为正负电荷的引力,铅正离子集合在负极板的周围,而正极板在电解液中水分子效果下有少数的(PbO2)进入电解液,其间两价的氧离子和水化合,使分子变成可离解的一种不稳定的物质——氢氧化铅〔Pb(OH)4)。氢氧化铅由4价的铅正离子(Pb4+)和4个氢氧根〔4(OH)-〕组成。4价的铅正离子(Pb4+)留在正极板上,使正极板带正电。因为负极板带负电,因此两极板间就产生了必定的电位差,这就是电池的电动势。当接通外电路,电流即由正极流向负极。在放电过程中,负极板上的电子不断经外电路流向正极板,这时在电解液内部因硫酸分子电离成氢正离子(H+)和硫酸根负离子(SO42-),在离子电场力效果下,两种离子分别向正负极移动,硫酸根负离子抵达负极板后与铅正离子结组成硫酸铅(PbSO4)。在正极板上,因为电子自外电路流入,而与4价的铅正离子(Pb4+)化组成2价的铅正离子(Pb2+),并当即与正极板邻近的硫酸根负离子结组成硫酸铅附着在正极上。
含钒溶液的水解沉钒
2019-01-21 18:04:28
含钒溶液经净化后,钒多以五价钒酸根存在。随溶液酸度增加,钒酸根会以钒酸的形式析出,俗称红饼。钒的水解主要取决于酸度、温度、钒浓度及杂质的影响。析出的沉淀也会因pH值、钒浓度的变化呈不同的聚合状态。有关的机理在认识上还不统一。大致可勾画如下,由图1及图2关于钒酸水溶液的性质图可以看出:钒浓度/(mol·L-1)溶液pH值主要的钒离子水解产物低,10-4酸性低4~8高,50×10-32~3高,50×10-31~6高,50×10-310~12高,50×10-313~当pH值约1.8时,V2O5的溶解度最小,约230mol/L。V2O5与H2SO4之间的浓度关系如下:[H2SO4]/(g·L-1)2.312.017.121.2V2O5/(g·L-1)0.240.781.142.04
表1列出一组V2O5-H2SO4-H2O系的数据。
表1 V2O5-H2SO4-H2O系统平衡数据30℃75℃V2O5/%H2SO4/%密度/(g·㎝-3)析出相V2O5/%H2SO4/%析出相1.637.31.066①1.4817.43①4.7923.51.219①2.0024.18①7.437.261.370①5.0633.0①4.4145.01②5.4838.02②5.554.361.519②5.2741.01②9.1460.421.661②5.1346.56②5.4466.76③8.0952.31③1.5974.67③9.0857.33③6.2173.26④10.860.20④0.27680.411.727④7.514.98④0.05399.161.817④7.5270.50④9.2640.491.440①②0.1393.44④10.4962.221.734②③6.1034.30①②1.5077.481.714③④8.2949.53②③11.9657.56③④表中析出相:①V2O5·3H2O,V2O5 红褐色、针状;
②V2O5·2 H2O,2SO3·8H2O 粉红色、无定形、棕红色、针状;
③V2O5·H2O,V2O5·2SO3·3H2O 淡黄、针状、红色、柱状;
④V2O5,V2O5·5SO3·4H2O 黄色、针状、黄色、晶状。
对钒水解有重要影响的因素有温度、酸度、钒浓度及杂质含量等。图1 图2 V2O5溶解度与pH的关系(25℃)
1—V2O5/ ,lg =-0.82-pH;2—不析出V2O5
lg =-0.04-pH;3—V2O5/ ,lg =-4.44+pH;
4—不析出V2O5,lg =-3.00+pH;5— / ,
pH=1.03-0.333 lg ;6— / ,pH=2.62;
7— / ,pH=7.38+lg图2 钒在水溶液中的状态与钒浓度及pH的关系(25℃)
一、温度
钒水解沉淀应在90℃以上进行,最好在沸腾状态。不同温度及酸度下沉淀率与时间的关系见图3。图3 沉淀率与时间的关系:Ⅰ-0.855;Ⅱ-0.954;Ⅲ-1.16;Ⅳ-1.18
二、钒浓度
溶液中含V以5~8g/L为宜。浓度过高,则结晶成核过快,易形成疏松的滤饼,吸附较多杂质及游离水。红饼组成xNa2O·yV2O5·z H2O中的x/y偏大。当溶液中含钒浓度低时,则会有负面影响。
三、杂质的影响
磷与钒形成稳定的络合物H7[P(V2O5)6],还与Fe3+、Al3+形成磷酸盐沉淀,会污染红饼。为此要求净化后液含P小于0.15g/L。当酸度较高时,可使FePO4、AlPO4的溶解度提高,而减少磷对红饼的污染。
硅、铬、铝、铁等离子浓度较高时,水解生成的胶体沉淀物,妨碍V2O5晶体的长大,使水解速度变慢,生成的红饼沉降、过滤困难。适当提高酸度,可以改善此类不良的影响。
氯离子可以加快钒水解沉淀的速度。而硫酸钠含量在20~160g/L,会使钒水解沉淀速度下降,主要表现为延长晶核孕育期。氯化钠或硫酸钠过多都会使红饼中V2O5含量降低。
四、搅拌
钒的水解沉淀是一个伴有热量、质量传递的水解反应过程,因此必须保持适宜的搅拌速度,已达到临界悬浮状态,没有任何死角为宜。工业用的机械搅拌沉钒罐为圆柱形,内径2~5m,容积4~5m3。罐内壁衬耐酸瓷砖或辉绿岩。中心安装不锈钢搅拌器。罐壁附近设不锈钢蒸汽加热管。
水解沉钒是间歇作业,先加入25%的沉钒前液,开始搅拌,再加入所需的硫酸,然后通蒸汽加热到90℃以上接近沸点。继续添加剩余的75%的沉钒前液。最后分析溶液中游离酸及钒的浓度,调整酸度或补加沉钒前液,以使最后溶液中含钒小于0.1g/L为终点。停止加热、搅拌、再静置10~20min后过滤,即得红饼。根据生产规模,过滤设备可采用吸滤盘、压滤机或鼓式真空过滤机。
红饼须先经干燥去除水分,再在1073~1173K温度下熔化,浇铸成片状,作为炼钒铁的原料。
水解沉钒早期用得比较普遍,但所产红饼熔片V2O5的含量仅为80%~90%,纯度较低,且耗酸量大,污水量大,故现已基本为铵盐沉钒所取代。
钒矿选矿工艺原理及工艺流程图
2019-02-22 16:55:15
一、工艺原理特殊药剂配方,将含钒石煤中的钒组分浮选出来,此后进行焙烧(灼烧)、浸出、得到高浓度含钒溶液,溶液经净化处理后直接加铵沉积得到产品。
二、工艺流程图
含钒溶液的铵盐沉钒
2019-02-21 15:27:24
净化后的含钒溶液,首要是Na2O-V2O5-H2O系统,依据浸取条件的不同,可所以酸性或碱性。因为钒酸铵盐的溶度积小于钒酸钠,因而参加NH4Cl、(NH4)2SO4等 离子能够生成或多钒酸按沉积。其条件取决于溶液的酸度。
一、弱碱性铵盐沉钒
当pH值=8~9时,溶液中的钒首要以 ,即 方式存在。故参加 时,构成NH4VO3结晶分出。影响铵盐沉钒的要素如下:
(一)依据图1,NH4VO3溶解度随温度下降而下降,故NH4VO3的结晶应在20~30℃条件下进行;图1 NH4VO3在水中的溶解度、密度与温度的联系
1-溶解度与温度;2-饱和溶液的密度与温度
(二) 浓度应较化学计量数大,以借同离子效应促进沉积彻底;
(三)拌和、晶种效应:NH4VO3溶液易构成过饱和溶液,为此加晶种、拌和会加速结晶,如图2。图中可观察到四种条件下的结晶状况。阐明拌和加晶种可明显加速结晶的速度。图 2 NH4VO3结晶动态图
1-静置;2-参加晶种静置;
3-拌和;4-拌和下参加偏钒酸按晶种;
5-20~30℃下偏钒酸按的平衡浓度
(四)弱碱性铵盐沉钒后,残液中含钒较高,约为1~2.5g/L V2O5。操作时间长,能耗高,所得NH4VO3经煅烧后可得纯度为99%的V2O5。放出的约0.187kg/kg V2O5,应予收回。弱碱性铵盐沉钒常用于精制水解法制得的红饼。
二、弱酸性铵盐沉钒
在pH=4~6,钒首要以 存在,参加 ,则以十钒酸盐方式沉积。因为净化后液含很多钠离子,故沉积一般为:式中,x一般为0~2之间。为取得不含钠的产品,需将其溶于热水中,在pH为2的条件下重结晶,如此可得(NH4)2V6O16结晶。弱酸性铵盐沉钒的残液可使V2O5含量下降至0.05~0.5 g/L。
三、酸性铵盐沉钒
当pH=2~3时,溶液中的钒当参加铵离子时,首要以六沉积。沉钒时用硫酸调pH值,参加适量的(NH4)2SO4,在高于90℃下沉钒。本法取得的产品纯度高,沉钒速度快,沉钒率高,铵盐耗费低,约0.06kgNH3/kgV2O5,只为耗量的1/3。硫酸耗量较水解沉积法少。故已成为我国现在以钒渣为质料出产V2O5的首要办法,在国外也被广泛选用。
四、钒酸铵的煅烧分化
NH4VO3、(NH4)2V6O16的分化在450~600℃下煅烧,反响如下:
6NH4VO3=(NH4)2V6O16+4NH3+2H2O
(NH4)2V6O16=3 V2O4+N2+4 H2O
V2O4+1/2O2=V2O5
榜首步反响放出很多,应予收回。第二步进一步分化并被还原成四价钒,但在进一步氧化气氛中被氧化成V2O5。钒酸铵的煅烧通常在回转窑中进行。窑内分三个区,榜首区为枯燥区,300~500℃;第二区为分化区,450~600℃;第三区在450℃以上,引进空气,充沛氧化。
启动电池和水电池的修复
2018-12-18 11:17:20
一、观察询问
1、询问电池使用年限,是否长期搁置(长期搁置电池易发生严重硫化,可先采用小电流除硫)还是在用电池。有没有修复过,是否存在严重自放电的情况(若自放电严重,则需换电解液)。2、观察外观是否完好,是否有漏液,极柱是否损坏(这类电池可修,可不修)。电池内电解液是否干涸或已很少(可先补充1.28g/cm3比重的稀硫酸至上下水平线之间)。3、观察电池内部极板是否存在严重变形(发生这类情况可报废)。4、用比重吸取每个格内电解液,反复几次,观察电解液是否混浊(有些电解液较清的,要问清楚是否是客户自己补充过水或补充液)。二、初步检测
1、用比重计检测单格之间比重是否均衡。检测单格落后情况,一般单格落后严重的电池修复率比较低。2、将电池接在高频活化仪上(红色夹子接电池正极,黑色夹子接电池负极),打开活化电源开关,观察电压表指针变化:① 显示电池电压:调节电流旋钮(若电池电压低于6V,仪器会自动保护,此时可按下复位按键,再调节电流旋钮),观察电流表与电压表的变化。若电流不变化,电压升至很高40V左右,这类电池一般为严重硫化,可先采取小电流慢慢除硫修复。若电流可调至很大,可采用大电流对电池充电约三、四分钟,观察注液孔是否有烟雾冒出,若有则此电池可能汇流条已损坏,可考虑报废。② 显示活化仪输出电压(活化仪输出电压为48V左右),经过几分钟后电压没有下降情况的(排除活化线上的保险丝问题)可判断此电池断路。若电压缓慢下降,则此电池基本属于严重硫化。※ 综合上述因素,判断是否接收电池,接收后做客户登记,清洗电池外部。三、修复步骤
1、用高频活化仪采用0.1C的电流对电池进行充电(C表示电池容量,例如容量为50Ah的电池,则充电电流为:0.1×50=5A)。当电池电压充至14.7V时,此时用比重计检测单格酸比重,并记录下来。然后将电流调至0.05C进行脉冲除硫修复。10小时左右对电池的单格进行酸比重检测,若酸比重无变化,则可排除电池硫化故障。若酸比重上升但没达到要求(正常酸比重值为1.28g/cm3)则继续除硫修复,若长时间除硫后酸比重不变化且达不到要求,则需重新调配酸比重。若酸比重达到要求可停止脉冲除硫修复。※ 若电池通过除硫修复就修好的,且自放电不严重,则可以认为修复结束。2、电池经过上述操作后,若出现电解液严重混浊或是自放电严重(活性物质脱落沉积于底部造成的正负极搭接),排除内部硬短路后。那么需要更换电解液来解决故障。首先采用C10(C表示电池容量,例如容量为50Ah的电池,则放电电流为:50÷10=5A)的放电电流将电池放电到0V,将电解液倒掉(可倒入装有石灰的塑料容器里,避免腐蚀及污染环境)。如果倒出的电解液中有颗粒状的褐色物质,则正极版活性物质脱落的很严重,这样的电池可直接报废。电解液倒出后,用开水清洗电池内部,直至倒出的水不在混浊,最后再用蒸馏水清洗一次。※ 有些电池装配的空间较紧,杂质沉淀在底部后从注液孔无法倒出,这时就需要在电池底部打孔。每一个格都是独立的,所以需要打六个孔(打孔时可先将内部电解液倒出一部分后,将杂质留于一角后进行)清洗完毕后挫出麻面,再用AB胶或其它耐酸的胶进行密封。24小时后再注入电解液。3、清洗完毕后,注入1.34g/cm3比重的电解液,然后用高频活化仪采用0.1C电流对电池进行充电至14.7V。然后调小电流至0.05C再充电10小时左右即可。充满电后测量每格酸比重是否符合要求,不符合的进行调配。4、静止一天后测量电池容量,合乎标准后,即可交客户使用。若还是存在自放电现象则可作为报废电池处理。
钒钛磁铁矿中钒的提取
2019-01-25 10:19:08
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从钒钛磁铁矿中提取钒的方法可概括为两种:火法是通过钒铁精矿或钒渣间接提钒,湿法则是用钒铁精矿直接提钒。目前我国以间接提钒法为主。 火法提钒工艺:将选矿产品钒铁精矿直接进入高炉或电炉中冶炼,使矿石中的钒大部分进入铁水,再将含钒铁水入转炉送氧吹炼,使钒富集于渣中,成为钒渣。钒渣经焙烧、浸出、过滤、即得五氧化二钒。这一方法的最大优点是钒回收率高,特别适用于低品位钒矿石的利用。缺点是矿石处理量大,而生产规模小,与大规模的钢铁工业生产不相适应。 湿法提钒工艺:将钒铁精矿加芒硝制团,经焙烧、水浸、使钒酸钠进入溶液,再加硫酸使之转化为五氧化二钒。水浸后的球团再用于炼铁。湿法的优点是工艺流程短,钒的回收率高。 上图是钒钛磁铁矿提钒的生铁-钒渣工艺的流程。 近20年来我国积累了大量有关钒钛磁铁矿提钒工艺的经验,并首创高炉炼铁-雾化提钒法。目前攀枝花钢铁公司用此种方法大规模生产钒渣。高炉炼铁-雾化吹钒渣法的要旨是,将铁水在中间罐内撇渣和整流,在雾化器中雾化,雾化后的铁水进入雾化炉反应,提钒后的铁水(即“半钢”)流入半钢罐,使之在半钢罐面上形成钒渣层,将半钢分离即得钒渣(下图)。1978年攀枝花钢铁公司已建成两座120t雾化炉,其设计能力为年产8.31~8.9万t钒渣。
钒的矿业管理
2019-01-25 10:19:13
钒矿的矿业管理主要随主矿的管理。如从大型的钒钛磁铁矿矿床中回收钒,一切管理体制都按国有大型矿山的规定招待。从石煤中回收钒的小型企业,一般按乡镇企业管理执行。二者共同的问题是要强化资源综合利用意识,科研工作要加强综合利用工艺流程珠研究,提高回收率,特别是乡镇企业,不仅要提高钒的回收率,而且还要提高石煤中其他资源的综合回收率和综合利用率,同时要把污染减少到最低限度。
铅酸电池和锂电池的区别
2018-12-19 09:49:16
1.标称电压不同:铅酸电池单体平均电压是2V,锂电池单体平均电压是3.6V;2.由于材料不同,铅酸电池活性没有锂电池高,然同等体积内锂电池的容量会比铅酸电池的大,而且铅酸电池也比较笨重;3.锂电池的平台没有铅酸电池稳定;4.铅酸电池不能大电流放电且寿命短,而锂电池可以大电流放电,寿命较好。
从含钒钢渣中提钒
2019-01-03 15:20:48
含钒钢渣是含钒铁水直接在转炉里按一般碱性单渣法炼钢而得到的钢渣。该种渣成分复杂,又经常波动。含钒钢渣的特点是氧化钙含量高,钒含量较低。研究结果表明,硅酸三钙(Ca3SiO5),其形状受空间限制,自行性差,一般呈不规则粒状填充于其他矿物格架之间,并包裹其他矿物。硅酸三钙相中V2O5的含量较低,约1.47%,但由于该相在渣中占得比例大,仍有17.88%的V2O5夹杂其中。镁--方铁石系方镁石、方锰石构成的固溶体系列,其分子为(Mg0.58,Fe0.36,Mn0.06)1.00O,该矿物中含钒很少。
钙钛氧化物是一种新矿物,分子式为(Ca3.02,Mn0.013.03(Ti1.36,V0.37,Fe0.23,Mg0.01,Si0.09)2.12O7,可简写成Ca3(Ti,V)2O7。该矿物是一种黑色厚薄不等的长板状矿物,并与其他矿物连生,钒置换钛进入晶格中。该矿物中V2O5含量为9.78%,其钒量占渣中总钒量的78%,是提钒的主要对象。含钒钢渣返回高炉处理是我国首创的一种提钒工艺。它是把含钒钢渣再烧结后返回小高炉,练出含钒2~3%的铁水,再兑入氧气底吹转炉内吹炼,得到V2O5含量高于35~40%的高钒渣。此渣在电炉内直接还原,制取含钒大于35%的钒铁合金。含钒钢渣的特点是氧化钙含量高。用传统的钠盐焙烧--水浸提钒工艺,钒浸出率很低。目前研究出的钠盐焙烧--碳酸化浸出工艺较好的解决了氧化钙的危害。
在含钒钢渣中,钒主要赋存在钒钙钛氧化物中,焙烧时钒钙钛氧化物与碳酸钠反应:2Ca3V2O7+Na2CO3+O2=3CaO+2NaVO3+Ca3(VO4)2+CO2硅钒酸钙与碳酸钠也发生类似反应:2[Ca2SiO4·Ca(VO4)2]+Na2CO3+O2 =2Ca2SiO4+2NaVO3+Ca3(VO4)2+5CaO+CO3烧结后水溶性钒约20%,碳酸化浸出的钒约60%。
焙烧主要技术条件:渣碱比100:18,钢渣的磨细度-200目大于60%,制粒后的粒度直径5~10mm,焙烧温度1100℃,物料停留时间3.7小时。技术指标是:生产能力1.58T·m-2·d-1,烟尘率0.5%,熟料转浸率85%。
含钒溶液的钒酸钙、钒酸铁盐沉淀法
2019-01-24 14:01:24
钒酸钙、钒酸铁盐沉淀法主要用于从低浓度含钒溶液中回收钒。
一、钒酸钙法
加入CaCl2、Ca(OH)2、CaO,随溶液pH值的变化而生成不同的沉淀。pH值10.8~117.8~9.35.1~6.1沉淀物正钒酸钙焦钒酸钙偏钒酸该Ca3(VO4)2CaV2O7Ca(VO3)2溶解度小小稍大
通常在强烈搅拌下逐渐加入沉钒剂,加Ca2+后 等杂质也会进入沉淀,硅胶也混入沉淀。最经济有效地沉淀物位焦钒酸钙,沉钒率一般可达97%~99.5%。
二、钒酸铁沉淀法
用铁盐或亚铁盐作沉淀剂,在弱酸性条件下,将含钒溶液倒入硫酸亚铁溶液中,并不断搅拌、加热,便会析出绿色沉淀物。由于二价铁会部分氧化成三价铁,V2O5会部分还原成V2O4,所以沉淀物的组成多变,其中包括Fe(VO3)2、Fe(VO3)3、VO2·xH2O、Fe(OH)3等。若沉淀剂采用FeCl3或Fe2(SO4)3,则析出黄色xFe2O3·yV2O5·zH2O沉淀。本法钒的沉淀率可达99%~100%。
钒酸铁及钒酸钙均可作冶炼钒铁的原料,或作为进一步提纯制取V2O5的原料。
钒的主要应用
2019-03-08 12:00:43
在我国,钒90%左右用于钢铁工业,钒在钢中的使用首要是经过增加钒来提
高强度和耐性。在结构钢中参加0.1%的钒,可进步强度10%—20%,减轻结构分量15%—25%,降低成本8%—10%。因为钒钢具有强度大,耐性、耐磨性及耐蚀性好的特色而广泛使用于输油(气)管道、建筑、桥梁、钢轨和压力容器等工程建设中。2000年我国钒钢使用量现已到达120万t/a,含钒钢使用量年均增加10%。
钒和钛组成重要的金属合金Ti—6Al—4V,用于飞机发动机、宇航船舱骨架、、军舰的水翼和引入器、蒸汽涡轮机叶片、火箭发动机壳等。此外,钒合金
还使用于磁性材料、硬质合金、超导材料(如V,Ca)及核反应堆材料等范畴。国内出产钒铝中间合金的厂商有宝鸡有色金属加工厂和锦州铁合金厂,国内的钒铝合金产值不能彻底满意国内需求,每年需要从国外进口一部分,钒铝中间合金的商场发展潜力相当大。
在化工中首要使用的钒制品有深加工产品V2O5,(98%—99.99%),NH4VO3()、NaVO3及KVO3等。它们别离使用于催化剂、陶瓷着色剂、显影剂、干燥剂及出产高纯氧化钒或钒铁的质料。V2O5作催化剂具有特殊的活性,其它元素难以替代。国内的粉状V2O5现首要由石煤提取。因为国内相关厂商规模小、产值低、且难出产高级产品。因而这部分高级产品现首要靠进口处理。
钒的盐类的色彩五颜六色,有绿、红、黑、黄等。如二价钒盐常呈紫色;三价钒盐呈绿色,四价钒盐呈浅蓝色,四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色,而五氧化二钒则是赤色的。这些色彩缤纷的钒的化合物,被制成艳丽的颜料,如加到玻璃中,可制成彩色玻璃,也能够用于制作各种墨水。
此外,二氧化钒薄膜和超细粉体因为其本身共同的相变特性,可广泛使用于电学和光学开关设备、太阳能操控材料、光盘介质材料、涂层、热敏电阻等范畴;北京烁光特晶科技有限公司研制出长距离光纤通讯用的钒酸钇晶体材料,具有双折射率大、透过率高、透光性好,是功能极佳的双折射晶体。
钒的矿业简史
2019-01-25 10:19:06
1830年,瑞典科学家塞夫斯托姆(N.G.Sefstrom)从瑞典塔布格(Taberg)矿山的铁矿中发现钒,由于它的盐类色泽鲜艳美丽,因此以斯堪的纳维亚美丽女神凡娜迪斯命名为钒(Vanadium)。是年5月有,贝齐利阿斯(Berzelius)在实验室里发现三价钒和五价钒的化合物,但始终未能制出金属钒。直到1869年才由英国化学家罗斯科(H.E.Roscoe)通过氧还原氯化钒首次制得金属钒。 19世纪末发现钒在钢中能显著改善钢材的机械性能后,工业上才开始注意钒。国外最早从矿业的角度开发钒始于本世纪初,人们从秘鲁沥青铀矿的绿硫钒矿中提取钒。最盛时期秘鲁的钒产量一度占西方钒产量的1/4。由于需要量的增加,20世纪30年代美国启动以科罗拉多州钾钒铀矿为原料的生产工艺,在提取铀的同时将钒作为副产品回收,或单一生产钒产品。接着澳大利亚和原苏联发现了钒铀矿。50年代中期,由于冶炼技术的进步,发展到冶炼钒钛磁铁矿取得转炉吹炼钒渣;首先在芬兰和南非,接着在挪威和智利等国有了小批量生产。60年代初,原苏联开始大规模开采利用钒钛磁铁矿,从而使钒钛磁铁矿成为提钒的主要原料。 我国钒的开发利用始于新中国成立初期。起初的20多年主要从石煤中提取钒,钒的供应一直处于供不应求的状态,靠进口弥补不足。60年代后随着枝花钢铁基地的建设和钒钛磁铁矿普查勘探与钒钛综合利用科技攻关的成功,特别是1987年从攀枝花钒钛磁铁矿中提取伴生钒工艺流程的投产,我国钒依靠进口的局面有了根本的改变。 70年代中期,由于石煤提钒工艺日趋成熟,我国丰富的石煤资源也成了钒的一个重要来源。
钒的产业发展
2019-10-24 17:33:48
国内钒的开采量在不断增加,虽然我国钒产业发展取得了进步,但在资源保障、产品档次、工艺技术和综合利用等方面的问题依然突出。在资源开采方面,仍存在一矿多采、大矿小开、采富弃贫等现象。钒钛磁铁矿中,钒资源综合利用率仅为47%、钛资源回收率不足14%。石煤提钒水平较低,存在共伴生稀有金属未实现规模化回收的现象。在产业布局方面,国内上海、山东、陕西、贵州、河南等钒钛资源深加工地区的资源保障程度低,难以形成规模经济,布局分散,物流成本高,产业链短。在产品结构方面,目前钒产品以初级产品为主,大量出口原料性钒产品(五氧化二钒)。钒功能材料等高端产品的研发和生产尚处于起步阶段,多数企业自主创新基础薄弱,至今没有引领全球钒产业的龙头企业。此外,目前我国从石煤中提取钒的工艺相对比较落后。随着我国经济结构转型,传统产业升级加快,战略性新兴产业、太阳能发电等行业迅速发展,对钒基合金、钒功能材料等关键品种的需求量将大幅增长,对企业的研发能力和品种质量要求将越来越高。
钒知识
2019-03-08 09:05:26
钒是高熔点稀有金属,密度5.96,熔点1890℃,沸点3380℃,有耐性,在中加热变脆,含氧和氮的钒也有脆性。钒是电的不良导体,其电导率仅为铜的十分之一。室温下,钒不与氧效果,在加热条件下被氧化成VO、V2O3、VO2、V2O5,高温下与大都非金属元素(如氮、碳、硫)发作反响。钒还能与铝、钴、铜、铁、锰、钼、镍、钯、锡、硅构成合金。钒的氧化态为-1、+1、+2、+3、+4、+5,一般+2和+3价钒的氢氧化物呈碱性,+4和+5价钒的氢氧化物呈,+5价钒在不同酸度的水溶液中构成不同组成的钒酸盐。在常温下,钒有较好的抗蚀性,本领、稀硫酸、碱溶液和海水腐蚀,但能被硝酸、或浓硫酸腐蚀。
钒在地壳中常与其他元素伴生,富集成工业矿床的很少。首要涣散于钒钛磁铁矿、铀矿、磷矿、铝钒土及煤炭中。钒的矿藏首要有绿硫钒矿(V2S+nS)、钒云母〔K2(Mg,Fe)(Al,V)4Si12O32•4H2O〕、钒铅矿〔PbCl2•3Pb3VO4〕2〕、钒钾铀矿(K2O•2V2O3•V2O5•3H2O)等。
钒矿的分化办法有:①酸法,用硫酸或处理后得到(VO2)2SO4或VO2Cl。②碱法,用或碳酸钠与矿石熔融后得到NaVO3或Na3VO4。③氯化物焙烧法,用食盐和矿石一同焙烧得到NaVO3。
金属钒的制取:含钒的矿藏经处理后得到五氧化二钒,再将五氧化二钒用碳、硅、铝复原得到金属钒;或用、镁复原的办法制取金属钒。
钒是冶金工业的重要质料。在钢铁中,钒首要是以钒铁的方式参加,首要起脱氧和脱氮的效果,一起可进步钢的强度、耐性、淬透性和回火稳定性。现在,90%的钒用作钢铁增加成分出产高强度低合金钢、高速钢、工具钢、轴承钢、耐热钢、不锈钢和铸铁等。钒还用于钛合金、钴和镍基高温合金的增加剂。
V2O5广泛用作有机和无机氧化反响的催化剂,用于出产硫酸、精粹石油。钒在电子工业中可用作电子管的阴极、栅极、X射线靶、真空管加热灯丝。硅化钒和镓化钒是杰出的金属间化合物超导材料。在玻璃工业,钒可用于制作吸收紫外线的玻璃,以及用于制作护目玻璃和防护屏等。
高钙含钒钢渣回收钒的方案
2019-02-19 12:00:26
含钒生铁在转炉炼钢过程中,将钒一同吹入渣中,得到含CaO巨大45%~60%的炉渣,称为高钙含钒渣。从这种渣中收回钒有两个计划:
第一个计划是回来高炉再炼,进一步在高炉内富集,到达生铁中含钒在2%左右,此含钒生铁经吹炼后能够制得30%~40% V2O5的高钒渣,可供直接炼制生铁或作为进一步提取V2O5的质料。
第二个计划是焙烧,高钙钒渣含V2O5 4.68%,钒渣/纯碱=100/18,造粒后在回转窑(外径1m,长10m,处理量2.5t/d)内1100℃下化焙烧2h;焙烧后熟料水淬,湿球磨,然后在机械拌和槽或气体拌和槽浸取,通入石灰窑气,60℃碳酸化浸取2h,液固比5/1,结尾pH=8.5。沉钒前液含V5g/L,加硫酸至游离酸H2SO4达2~3g/L,沸点下经1.5~2h后,清液中含V降至0.2g/L完毕,得红饼。钒浸取率76.3%,沉钒率达95%,从钢渣至红饼钒的实践收回率为64%。红饼中含V2O5 83.5%。此工艺技术可行,但碱耗量较高。钢渣中的V2O5含量低于5%时,效益会明显下降。
以上两个计划均未付诸实施。
脉金矿石的全泥氰化
2019-02-19 10:03:20
一、易碎矿石的全泥化
圣海列纳(Sint Helena)金矿是1951年投产的老化工厂,因为矿石量添加、厂房腐蚀严峻、设备陈旧和金的收回率下降等原因,决议另建新厂。
新厂的规划,学习了老厂1956年以来和勒斯列(Leslie)金矿1963年以来的磨矿实践,以及汲取日处理矿石5300t的金洛斯(Kinross)选厂1967年投产以来紧缩出产费用和尽量节省劳动力的经历。建成的新厂于1976年9月投产,出产规模为月处理矿石30万t。
新厂无废石拣选和破碎作业,来自矿山的矿石直接入原矿磨矿机,磨矿机与克雷布斯(Krebs)旋流器组成闭路磨矿,磨碎的悉数矿浆送化处理。为进步功率,选用了少数大型设备并安装了精细的传感计量设备。
因为矿石的易碎性,磨矿选用矿石自磨或加直径100mm的钢球。磨碎至-0.074mm(200目)矿浆于10台平底空气拌和槽(图1)中化。矿浆借拌和机中心的空气进步器循环。为避免矿泥沉积,在进步器四周设有6只高压空气喷嘴通高压空气进行拌和。过滤用的真空抽滤机的顶盖选用整浇铸件,以防变形和走漏。弄清选用上流式砂滤器,并用克劳除气塔除气。沉积的金泥在水平带式过滤机上脱水后,于隧道窑焙烧。枯燥后的锌金沉积于特大型电弧炉中熔炼,以缩短熔炼时刻。烟尘用布袋收尘器捕收。图1 平底空气拌和槽
1-防溅盖;2-闸阀;3-中心空气进步管;
4-不锈钢支撑管;5-锥形进气管;6-混凝土基底;
7-调查孔;8-进料流槽;9-排料流槽,10-溢流管;11-分泌管
二、含细粒金板岩、砂岩矿的全泥化
新奥克顿塔尔(New Occidental)金矿,原选用化法处理含细粒金的矽化板岩和砂岩矿石。矿石中含有需耗费的约1%的黄铜矿和1%~2%的磁黄铁矿。后者的存在需求细心操控溶液的碱度,以下降的耗费和进步金的收回率。
尽管该厂已停产,但原作业中运用加氧化铅以下降的耗费量和改进金的提取率的流程(图2),仍是具有必定实际意义的。图2 新奥克顿塔尔金矿流程
该厂原处理矿石的才能为8000t∕月。矿石破碎至-9.5mm,加石灰、和氧化铅于两段闭路流程中磨矿至90% -0.074mm(200目)。经分级机浓缩的矿浆,于串联的4台德弗罗拌和机中拌和化30h。溶液坚持含0.06%NaCN和0.007%CaO。药剂耗费量为NaCN 1.14kg∕t、CaO1.4kg∕t、PhO300g∕t。
化产出的沉积物,经焙烧后加氧化剂熔炼,产出高铜合质金锭,再将其与硫一同熔炼除掉若干铜,产出含金86%、银4%和贱金属(主要是铜)10%的合质金锭。
矿石含金8.7g∕t,金的收回率为91%。
三、含金银石英岩矿石的手选和化
日本鹿儿岛县串木野金银矿和它附属的岩户金矿,主要为石英岩的硫化矿石。串木野金银矿石含金7.1g∕t,银53g∕t,金银比约为1∶8。
两种矿石先经颚式破碎机破碎至-70mm后洗矿。再经手选除掉废石后,于Ф1.2m圆锥破碎机破碎并经振动筛筛分。筛上矿块回来圆锥破碎机再破碎,筛下粉矿与洗矿的粉矿一同送Ф2.4m×6m圆锥球磨机磨矿。磨矿机与分级机组成闭路循环磨至-0.295mm(48目)后,分级机溢流于Ф1.8m×4.2m管磨机与浮槽式分级机组成闭路磨矿至-0.074mm(200目)。
浮槽式分级机溢流经Ф1.8m×3.6m浓缩机浓缩后,加和少数于8台浸出槽(6台Ф8.53m×6.7m,1台Ф12.2m×3.68m,1台Ф12.7m×5m)中,空气加机械拌和浸出4d。矿浆经穆尔真空过滤机过滤,贵液于3m×9m×1.5m槽中沉积除掉粗颗粒,再经Ф6m×1.5m砂滤器过滤。清净的贵液经脱氧后加锌粉置换沉积金。沉积物经枯燥、熔炼,最终用电解法收回金、银。
电解铜的原理
2017-06-06 17:49:56
电解铜的原理:阳极反应: Cu — 2e = Cu2+ Me — 2e = Me2+ H2O — 2e = 2H+ + 1/2O2 SO4 2- — 2e = SO3 + 1/2O2 式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更负电性的金属,它们从阳极上溶解进入溶液。H2O和SO4 2-失去电子的反应由于其电位比铜正,故在正常情况下不会发生。贵金属的电位更正,不溶解,而进入阳极泥。 阴极反应: Cu2+ + 2e = Cu 2H+ + 2e = H2 Me2+ + 2e = Me 在这些反应中,具有标准电位比铜正、浓度高的金属离子才可能在阴极上被还原,但它们在阳极不溶解,因此只有铜离子还原是阴极反应的主要反应。简单来讲,就是阳极(粗铜):Cu-2e-=Cu2+ 阴极(纯铜):Cu2++2e-=Cu说明:1、以铜为材料做的电极属于活性电极。在一般的电解条件下,活性阳极先于电解质溶液中的成分发生氧化反应。2、粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质,当含杂质的铜在阳极不断溶解时,位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等,也会同时失去电子,如: Zn-2e-=Zn2+ Ni-2e-=Ni2+ 但是它们的阳离子比铜离子难以还原,所以它们并不在阴极获得电子析出,而只是留在电解液里。而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质,因为给出电子的能量比铜弱,难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来,当阳极上的铜失去电子变成离子溶解之后,它们以金属单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料)。 电解铜的装置:将粗铜和纯铜放入Cuso4的溶液中,粗铜接电源正极,纯铜接负极 。 电解铜的原理图如下所示: 更多关于电解铜的原理的资讯,请登录上海有色网查询。
电解铅的原理
2017-06-06 17:49:52
有关电解铅的原理,其实就是在电解铅过程中,随着阴极活性过电位的增大,铅还原速率与阴极电流效率也增加,阴极沉积物更为致密平整。据此原理,发明了电解液质量在线监控的方法与装置。工业应用表明,同极距、槽电压、电耗分别比原指标降低了5.26%、8.18%,7.07%,电流效率和电铅产量分别提高1.58%和15.38%。顺便在这里补充下有关电解的原理。其实电解就是将两根金属或碳棒(即电极)放在要分解的物质(电解质)中,然后接上电源,使电流通过液体。化合物的阳离子移到带负电的电极(阴极),阴离子移到带正电的电极(阳极),化合物分为二极。电解水生成过程电解过程:用电使化合物分解的过程就叫电解过程。 然而对于电解铅的原理,我们应当在铅电解阳极板制作之前,需对粗铅或残极进行熔化,在这个过程中会产生很多铅烟尘,如果不对铅烟尘进行回收,就会污染周围的空气,所以我们有必要采用收集装置来解决这一问题。所以我们有必要好好掌握电解铅的原理,这样才能更高效地完成铅的电解。
含细粒金板岩、砂岩矿的全泥氰化
2019-02-19 11:01:57
新奥克顿塔尔(New Occidental)金矿,原选用化法处理含细粒金的矽化板岩和砂岩矿石。矿石中含有需耗费的约1%的黄铜矿和1%~2%的磁黄铁矿。后者的存在需求细心操控溶液的碱度,以下降的耗费和进步金的回收率。
尽管该厂已停产,但原作业中运用加氧化铅以下降的耗费量和改进金的提取率的流程(图1),仍是具有必定实际意义的。图1 新奥克顿塔尔金矿流程
该厂原处理矿石的才能为8000t∕月。矿石破碎至-9.5mm,加石灰、和氧化铅于两段闭路流程中磨矿至90% -0.074mm(200目)。经分级机浓缩的矿浆,于串联的4台德弗罗拌和机中拌和化30h。溶液坚持含0.06%NaCN和0.007%CaO。药剂耗费量为NaCN 1.14kg∕t、CaO1.4kg∕t、PhO300g∕t。
化产出的沉淀物,经焙烧后加氧化剂熔炼,产出高铜合质金锭,再将其与硫一同熔炼除掉若干铜,产出含金86%、银4%和贱金属(主要是铜)10%的合质金锭。
矿石含金8.7g∕t,金的回收率为91%。
钒的性质及用途
2019-03-07 10:03:00
钒是一种银灰色的金属。熔点1919±2℃,归于高熔点稀有金属之列。它的沸点3000--3400℃,钒的密度为6.11克每立方厘米纯钒具有展性,可是若含有少数的杂质,尤其是氮,氧,氢等,也能明显的下降其可塑性。一般来历:以矿藏绿硫钒石vs4 钒铝矿 钒紒铀矿 为主 元素用处:
如果说钢是虎,那么钒就是翼,钢含钒犹如虎添翼。只需在钢中参加百分之几的钒,就能使钢的弹性、强度大增,抗磨损和抗爆裂性极好,既耐高温又抗奇寒,难怪在轿车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部分,处处可见到钒的踪影。此外,钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一,有“化学面包”之称。首要用于制作高速切削钢及其他合金钢和催化剂。把钒掺进钢里,能够制成钒钢。钒钢比普通钢结构更严密,耐性、弹性与机械强度更高。钒钢制的,能够射穿40厘米厚的钢板。可是,在钢铁工业上,并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢,而是直接选用含钒的铁矿炼成钒钢。钒的盐类的色彩真是五颜六色,有绿的、红的、黑的、黄的,绿的碧如翡翠,黑的犹如浓墨。如二价钒盐常呈紫色;三价钒盐呈绿色,四价钒盐呈浅蓝色,四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色,而五氧化二钒则是赤色的。这些色彩缤纷的钒的化合物,被制成艳丽的颜料:把它们加到玻璃中,制成彩色玻璃,也能够用来制作各种墨水。我国是钒资源比较丰富的国家,钒矿首要散布在四川的攀枝花和河北的承德,大多数是以石煤的方式存在。 钒的运用规模
运用领域 占总量份额(%) 首要用处 运用产品
碳素钢 25 钢筋 FeV
HSLA钢 25 建筑,石油管道 FeV
高合金钢 20 铸件,石油管配件 FeV
工具钢 15 高速工具钢,耐磨件 FeV(80%V)
钛合金 10 喷气式发动机零件,飞行器机 V-Al基合金
化学制品 5 硫酸和顺丁烯二酸酐出产 V2O5和其它钒化合物
沉钒方法的比较
2019-01-24 14:01:24
沉钒方法的比较如表所示。
表 沉钒方法的比较项 目水解沉淀酸性铵盐沉钒弱酸性铵盐沉钒碱性铵盐沉钒钒酸钙法钒酸铁法沉钒pH值1.5~32~34~68~95~11<7酸 耗很大大小很小铵 耗无小大很大初始钒浓度可大可小可大可小大大可大可小可大可小三废问题废液废液、废气废液、废气废液、废气废液废液生产周期短短长长短短沉钒收率/%~98>98>38>9897~99.599~100产品含V2O5/%>85>99>99>99低低
钒湿法冶金的展望
2019-01-07 17:38:32
钒的湿法冶金在20世纪后半叶发展较快,主要体现在钒的资源日益扩大。一个突出的表现是从燃油飞灰中回收的钒成为一个新的钒资源。同时从其他原料如碳质页岩中回收钒的技术也有较大发展。V2O5产品的质量由原来以红饼为主,改用铵盐沉钒,使纯度达到99%以上。在此基础上钒的应用领域也日益扩大。低合金结构钢、汽车用钢种的钒用量大增,同时在航空、航天领域中也突显钒在合金中的重要性。在钒的提取技术方面,溶剂萃取提取钒的技术日新月异,显著改善了提钒的技术及V2O5产品的质量。为此,即使含钒品位较低,或从杂质较多的溶液中回收钒,也有望在将来开拓更多的原料来源。
碱法浸出某含钒铬泥中的钒
2019-02-21 12:00:34
钒是一种重要的战略资源。在我国,钒及其化合物的首要来历有两个,即钒钛磁铁矿和石煤。一些与钒相关的工业生产进程中所发作的含钒抛弃物虽在量上不占优势,但从资源循环运用的视点考虑,对这类抛弃钒资源进行提钒回用的研讨也有重要意义。
依据钒资源的不同特性,提钒工艺也有所不同。关于石煤和含钒粘土,传统提钒首要运用钠化焙烧-水浸、钙化焙烧-酸浸及空白焙烧-酸浸等工艺,对其间机理,特别涉及到焙烧工序的机理,已有很多学者进行了研讨报导。别的,也有学者从焙烧办法的视点进行了研讨,提出了微波焙烧-水浸提钒新工艺,并开端探讨了微波焙烧的机理。因为焙烧进程存在一些缺陷,如污染性气体的发作,转浸率低以及能耗量高级,提钒工艺研讨的重心转向了湿法酸浸,现在已在其工艺及机理上取得了必定发展。与此同时,也有研讨显现,对某些含钒资源进行直接酸浸,需较大的酸量才干得到较高的钒浸出率,这对提钒后续工序的操作造成了极大困难。还有学者研讨了在加压条件下酸浸提钒工艺发现用低酸即可溶出较多的钒,但因为设备约束等原因,该类工艺的工业化具有必定难度。因为碱浸进程具有杰出的挑选性,且对设备要求低一级长处,遭到了很多学者的注重。Navarro,何东升等人,针对各自钒资源特性进行了碱浸出的研讨。
关于含钒抛弃资源,因为其发作途径存在较大差异,即使同一类的钒资源也可能在物理性质、化学组成及结构等方面存在许多不同,因而,对这类含钒资源的提钒研讨需求有更强的针对性,才干到达工艺最优化的意图。本文针对某含钒铬泥的特色,先进行了探索性试验,然后进行了碱浸单要素试验,在此基础上,进行了氧化浸出的开端试验。
一、试验材料与办法
(一)试验材料
含钒铬泥取自攀枝花某公司,原矿渣中含水较多,将其在105℃下烘干后,进行元素分析,成果见表1。
表1 含钒铬泥干基化学组成(质量分数)/%V2O5CrFeCaSiO2NaClTiS4.8030.203.002.401.501.501.000.402.80
(二)试验原理
在浸出进程中,pH值对V(V)在溶液中的存在形状及行为有着较大的影响,具体表现如下: 关于V(V),酸浸出时有必要使pH<1.5,而碱浸出则有必要确保OH-离子浓度足够大,以取代与阳离子结合的VO3-,使其溶出。
关于V(W),在pH=6.7~11.5之间并不溶解,在pH<6.7的酸性溶液中能够VO2+离子形状溶出,在pH>11.5的碱性溶液中将发作如下反响而溶出:
VO2++3OH-→VO(OH)3-
(三)试验办法
先对含钒铬泥进行了钒浸出的探索性试验。浸出时,称取100g含钒铬泥放入置于水浴之中的三口烧瓶,按必定液固比(浸出剂体积(mL)与钒渣质量(g)的比值)参加事前装备好的必定浓度的浸出剂,浸出剂用量为浸出剂与矿样的质量分数。操控浸出温度和浸出时
间。完结浸出后,对浸出液中V2O5浓度进行测定,若Cr离子浓度较低,未发作色彩搅扰,则用NaAsO2屏蔽Cr后用硫酸亚铁铵法进行滴定。若Cr离子浓度较高,则用钒铬接连测定法接连测定V2O5和Cr的浓度。
二、试验成果与评论
(一)探索性试验
先对高铬钒渣简略研磨后进行了探索性试验,分别用H2SO4和NaOH对含钒铬泥进行浸出,浸出时液固比2∶1,浸出时刻60min,浸出温度95℃。成果如表2所示。由表2可知,H2SO4能有用溶出铬泥中的钒,但酸用量大,且溶出的Cr3+又需后续处理,极为不方便。试验进程中还发现,酸浸液中存在很多胶凝态物质,使浸出液过滤功能差。在碱浸试验中,必定用量的NaOH能使V2O5浸出率到达68.50%,且挑选性强,Cr3+并未溶出,这一成果与文献报导的有所不同。
探索性试验标明,因为酸浸工艺存在酸耗量高和浸出液过滤功能差等缺陷,不宜选用酸浸工艺从该铬泥中浸出V2O5。而碱浸工艺挑选性强,且V2O5浸出率较高,因而,关于该铬泥,以挑选碱浸工艺提取其间V2O5为宜。
表2 铬泥探索性浸出成果浸出剂用量V2O5浸出率/%Cr浸出率/%10%H2SO418.515.350%H2SO491.892.410%NaOH7.8<1.030NaOH68.5<1.0
(二)NaOH浸出单要素试验
1、NaOH用量对V2O5浸出作用的影响NaOH用量对V2O5浸出作用的影响如图1。浸出时,液固比2∶1.浸出时刻60 min,浸出温度95℃。图1 NaOH用量对V2O5浸出率的影响
由图1可知,跟着NaOH用量的添加,V2O5浸出率也随之增大。但当NaOH用量到达30%并持续添加到50%时,V2O5浸出率仅从68.50%添加至72.30%,增幅并不显着,阐明当NaOH用量到达30%时,V2O5浸出率现已趋向于极限。
2、浸出时刻对V2O5浸出作用的影响浸出时刻对V2O5浸出作用的影响如图2。浸出时,NaOH用量30%。液固比2∶1,浸出温度95℃。图2 浸出时刻对V205浸出率的影响
由图2能够看出,浸出初始阶段,V2O5浸出率受浸出时刻影响较为显着,在20~60min之间,V2O5浸出率急速添加,从37.90%敏捷添加到68.50%,60min后,浸出时刻的影响显着下降V2O5浸出率简直不再添加。
3、浸出温度对V2O5浸出作用的影响浸出温度对V2O5浸出作用的影响如图3。浸出时,NaOH用量30%.液固比2∶1.浸出时刻60min。图3 浸出温度对V2O5浸出率的影响
由图3可知,浸出温度对V2O5浸出率有着较大的影响。温度为40℃时,V2O5浸出率很低,仅为36.70%,而当温度升高至95℃时,V2O5浸出率显着进步,为68.50%。
4、液固比对V2O5浸出作用的影响液固比对V2O5浸出作用的影响如图4。浸出时,NaOH用量30%,浸出温度95℃,浸出时刻60min。
由图4可知,当液固比小于5∶1时V2O5浸出率并未遭到太大影响,但跟着液固比的持续升高,V2O5浸出率有下降趋势。这是因为在液固比较低时,尽管矿浆粘度较高,不利于浸出反响,但NaOH浓度也比较高,OH-与v(Ⅳ)或v(Ⅴ)的作用显着强于粘度影响,因而,V2O5浸出率也比较高。而当液固比增大,OH-与V(Ⅳ)或V(Ⅴ)的作用削弱,不利于V2O5的浸出。图4 液固比对V2O5浸出率的影响
(三)氧化碱浸出试验
为进一步进步V2O5的浸出率,研讨了氧化碱浸出工艺对该铬泥中V2O5浸出的影响作用。试验中,采纳两种不同氧化办法将V(Ⅳ)氧化为V(Ⅴ),即直接碱浸氧化及在弱酸性条件下的氧化,前者运用H2O2作为氧化剂,而后者则运用KC1O3。
1、H2O2用量对V2O5及Cr浸出率的影响H2O2用量对V2O5及Cr浸出率的影响如图5所示。浸出条件为:NaOH用量30%,初始液固比2∶1,浸出温度95℃,浸出时刻60min。由图5可知,碱浸氧化进程中,Cr浸出率因H2O2用量的增大而添加,而V2O5的浸出率则显现出不同规则:当H2O2用量较低时,V2O5浸出率下降,直到必定程度后,才呈上升趋势。这可能是因为在该浸出系统中存在很多Cr(OH)3,故H2O2优先氧化Cr(Ⅲ),且在氧化进程中消耗掉必定的NaOH,所以下降了V2O5浸出率。跟着H2O2用量升高,Cr(Ⅲ)和v(Ⅳ)呈现了竞争性的氧化,因而V2O5浸出率开端进步。图5 H2O2用量对V2O5及Cr浸出率的影响
2、 KC1O3用量对V2O5浸出率的影响按液固比参加10% H2SO4发明酸性条件,参加进行氧化,温度95℃,酸性氧化时刻60min,完结氧化后,进行NaOH浸出。NaOH用量30%,浸出温度95℃,液固比2∶1,浸出时刻60min. KC1O3用量对V2O5浸出率的影响如图6所示。因为Cr(Ⅲ)在酸性条件下的强稳定性,并未在碱浸液中检测出Cr,因而,不对Cr进行测定。图6 KClO3用量对V2O5及Cr浸出率的影响
由图6可知,在酸性条件下氧化后的高铬钒渣,碱浸出率显着有进步。当KClO3用量为1%时,V2O5浸出率为71.4%,而当KClO3用量为2%时,V2O5浸出率到达79.3%,KClO3用量持续添加时,V2O5浸出率进步不显着。
三、结语
(一)关于本文研讨的含钒铬泥,因为酸浸工艺存在酸耗量高和浸出液过滤性差等缺陷,不宜选用酸浸;
(二)碱浸出工艺可较好地浸出铬泥中的V2O5,适宜的工艺条件为:NaOH用量30%,液固比2∶1,浸出温度95℃,浸出时刻60 min。此刻V2O5浸出率到达19.50%。
(三)比照碱浸直接氧化浸出工艺和弱酸性氧化-碱浸出工艺,发现碱浸直接氧化存在挑选性差、浸出进程中Cr也被很多浸出的缺陷,需很多H2O2才干进步V2O5浸出率。而在酸性条件下氧化后的铬泥,碱浸出时V2O5的浸出率有较大进步,可到达79.30。
钒矿提钒工艺技术
2019-02-25 09:35:32
概 况
钒在地壳中的含量大约是地壳分量的0.02%,散布较广,但涣散。含钒矿藏已发现的就有70多种,其间的绿硫钒矿、钒云母矿和钒铅锌矿等含钒氧化物高达8-20%,钒钛磁铁矿含钒档次低,一般含v2o5为0.2-1.4%,但它的储量最多,国际储量在400亿吨以上,是提取钒的首要质料。
全球的钒铁磁铁矿和钒资源恰当丰厚,已查明国际钒铁磁铁矿的储量为400亿吨以上,且会集在少数几个国家,有前苏联、美国、我国和南非,首要赋存于钒钛磁铁矿、磷块岩矿、含铀砂岩和粉砂岩型矿床中。此外还有许多钒赋存于铝土矿和含碳质的原油、煤、油页岩和沥青沙中。
据美国矿藏局统计资料标明,按现在挖掘规划,已探明的钒资源可继续挖掘150年,且会集散布在南非洲、亚洲、北美洲等区域,(南非占47.0%,前苏联占24.6%,美国占13.1%,我国占9.8%,其他国家总和占小于6%)。
钒具有杰出的可塑性和可锻性,常温下可制成片、拉成丝和加工成箔。但少数的杂质,特别是空隙元素(如碳、氢、氧、氮)会显着影响钒的物理性质。如钒含氢0.01%时引起脆变,可塑性下降;含碳2.7%时其熔点升高到2458。K。钒的熔点高,硬度大,电阻率高,呈弱顺磁性,线胀系数小,钒的弹性模量密度和钢附近,可用作结构材料。
钒是重要的战略物资之一,首要用于冶金工业,作为合金元素增加剂,改进钢材的结构、功能,进步强度和耐性,次之与钛制成具有高温高强度合金,再次之是化学工业,以钒的氧化物形状,用作出产催化剂、触媒等等。
国外钒的提取基本上是从副产品中收回的,如南非、芬兰、前苏联等国家是从钒钛磁铁矿炼铁中收回,美国大部分钒是钾钒铀矿及磷铁矿中收回,加拿大是从焚烧石油焦搜集的尘中收回,少数国家还从石煤中提取钒。总归,国际上钒首要是从钒钛磁铁矿中收回的,现在从钒钛磁铁矿收回的钒,每年约为7万吨左右,约占总产量的%。
钒的产品分为初级产品、二级产品和三级产品。初级产品包含含钒矿藏,精矿、钒渣、作废的粹的废催化剂,作废触媒和其他残渣。二级产品包含v2o5,也可所以一种可用的工业产品,即出产硫酸的触媒和粹用的催化剂。三级产品包含钒铁、钒铝合金、钼钒铝合金、硅锰钒铁合金及钒化合物,其间钒铁是最为重要钒材料,它占钒消费量的85%。各国钒铁标准可分为50-60%和70-85%的二类。
我国钒工业起步于20世纪50年代,1958年康复并扩建锦州铁合金厂提钒车间,以承德大庙含钒铁矿精矿为提钒质料,1960年今后我国的其他提钒厂相继建成投产,70年代攀枝花钢铁公司建成投产,从此我国的钒工业便进入一个新的历史时期,至80年代中已成为国际首要产钒国家之一,能出产各种钒制品,钒的推广运用也取得较快的开展。
从含钒质料提取纯钒化合物的技能,视质料不同而有所差异。钒钛磁铁矿、钒铁精矿、含钒石煤、石油渣、钒铀矿、钒磷铁矿等等,现分述收回技能。
一、 钒钛磁铁矿提钒技能:
钒钛磁铁矿提钒能够概括为火法和湿法两大类。火法流程能够处理含钒档次低的质料,能够经过火法富集,然后处理收回,也称之为简接法;湿法流程具有流程短、收回率高的长处,但要求处理的质料含钒档次相对较高,也称之为直接法。
1.火法工艺流程
将选出的钒铁精矿参与高炉或电炉炼铁,矿石中的钒大部分进入铁水中,将含钒铁水送入转炉吹炼成钢,钒高度富集在表面渣中,即钒渣,钒渣再经破碎、焙烧、浸出、过滤即得到V2O5。这是前苏联、挪威和南非等国所选用的办法。我国也选用相似的办法收回钒。
2、湿法工艺流程
选用含钒铁精矿加芒硝制团、焙烧、水浸,使钒酸钠进入溶液,再加硫酸使之转化为V2O5沉积,过滤后直接得到V2O5,水浸后的球团用于炼铁质料。
南非海威尔德公司是西方国家一起运用以上两流程(即生铁—钒渣流程和焙烧浸出流程)的典型比如。
生铁—钒渣流程
含钒铁精矿
料仓配料
回转窑预复原
含钛炉渣 炼铁
暂存堆积未处理 含钒铁水
板坯 氧气 吹炼 出售
钢水 顶吹炼钢 半钢 钒渣
钢坯 出产V2O5
焙烧浸出流程
含钒铁精矿
H2O 芒硝(碱或Na2SO4)NaCl
配料制团
钠化氧化焙烧1000℃
水浸
过滤 铵盐
球团 溶液
炼铁 过滤 H2SO4
废液废液 V2O5
含钒铁精矿或钒渣的浸出首要化学反响为
(1)4FeO.V2O3+4Na2CO3+5O2=8NaVO3+2Fe2O3+4CO2
(2)4FeO.V2O3+8NaCl+5O2=2Fe2O3+8NaVO3+4Cl2
(3) 4FeO.V2O3 +8NH4Cl +5O2=2Fe2O3+8NH4VO3+4Cl2
(4)2NaVO3+H2SO4=V2O5 + Na2SO4+H2O
(5)2NH4VO3+H2SO4=V2O5 + (NH4)2SO4+H2O
3、生铁—钒渣流程主体设备
① 首要视炼铁的主体设备,曾经苏联炼铁主体设备是高炉,挪威、南非等国则是电炉。
② 吹炼:不同国家选用的设备也不相共同
a.底吹转炉提钒:前苏联丘索夫联合公司是将含钒铁水装入底吹转炉吹炼,在炼半钢进程氧化表面构成含钒渣,钒渣经破碎、焙烧、水浸收回V2O5,然后炼成钒铁。从精矿到钒铁、钒的总收回率为60%左右。
b.顶吹转炉双联提钒:前苏联下塔吉尔钢厂则用顶吹转炉将含钒铁水吹成半钢和钒渣。就铁水到钒渣钒的收回率达92%—94%。我国的承钢、马钢和攀钢也用该法出产钒渣,钒的收回率为80%—88%。
c.高炉铁水雾化法提钒,该法实际上是将含钒铁水倾入中间缸,然后进雾化器,经雾化反响之后,使钒由V2O3氧化成V2O5、 V2O4、V2O3的混合物流入半钢缸,半钢面上构成钒渣。该法由我国攀钢首要实验成功并投入出产运用的,并且是我国钒渣出产的首要办法,钒的氧化率达85~90%,收回率为73.6%,半钢收回率为93.9%。该法的首要长处是:炉龄长(最高炉龄已达12000炉)、处理才干大(可达366吨/时)、可半接连化出产、设备简略、操作简略。
d.曹式炉提钒:我国马钢曾用槽式炉吹炼提钒,槽式炉才干为70T/h,实验的首要技能目标,钒的氧化率达88.5~95.2%,钒的收回率为81.3~90.49%,半钢率90.20~94.1%,出产目标不如实验目标。该法的长处是能接连出产、设备简略、出产本钱低,缺陷、钒渣含铁高、钒收回率还欠低。因而现在已停止运用,需求进一步完善,仍不失可供挑选的好办法之一。
4、焙烧浸出流程设备
湿法流程即焙烧浸出流程的中心首要是使钒氧化然后转化构成水可溶性的钒酸盐,选用何种焙烧设备,完成其意图。
a. 南特殊特腊厂,所运用钒钛磁铁矿成分: Fe 50~60%,V2O5 2.5% ,TiO2 8~20%, Al2O31~9%, Cr2O31%,选用回转窑焙烧完成氧化和转化。
b. 前苏联和澳大利亚阿格纽克拉夫有限公司都选用欢腾炉焙烧使97~98%的钒转化可溶性钒而被浸出。
c. 芬生奥坦馬基,运用原矿成分Fe40%,TiO215.5%,VO26%(V2O5:0.71%)原矿制团,在竖炉焙烧和转化,转化率达80~90%。
二、钾钒铀矿和磷铁矿收回钒技能
1、 美国钒的出产供应商处理的质料的以钾钒铀矿石、铀钼钒矿和磷铁矿石为主,钾钒铀矿的化学式为:K2(VO2)2(V2O8)" 3H2O或K2O" 2UO2"V2O5"3H2O。最近澳大利亚西部伊利里的钙结石乐岩中发现大型钾钒铀矿,我国陕西、湖南区域也发现钒铀共生矿。国际上最大的矿冶公司——美国联合碳化物公司从钾钒铀矿石出产钒的工艺流程是焙烧、浸出、沉积、复原和再浸出。该法钒铀浸出率别离为70~80%和90~95%,其流程如下:
钾钒铀矿
6~9%NaCl 钠化氧化焙烧 (多膛炉850℃ φ5m.8层)
1~2%Na2CO3
急冷
浸出
H2SO4 浸出液中和煮沸
PH:3
NaOH或NH3 沉积PH7 钒滤液
滤饼 沉积
Na2CO3 或NaCl 复原熔化 钒化含物
H2O 浸出 钒溶液
含铀沉积物收回铀
酸法和碱法浸出含钒溶液,可用离子交换法、溶剂萃取法、或挑选性沉积法进行别离提纯。该公司年产V2O8454吨,V2O51360吨。
2、 钒铁矿的处理与钾钒铀矿有所不同,钒铁矿运用真空揉捏和焙烧炉,先将矿粉与盐混合,送揉捏机揉捏成条、堵截,焙烧浸出提纯沉积后得V2O5。
3、 钒磷铁矿的处理
钒磷铁矿电炉出产单质磷和磷肥的副产品(含钒磷铁)用来作提钒质料,美国的克尔麦吉(KerrMeGee)化学公司所用的含钒磷铁含钒3.26%~5.2%,磷24.7%~26.6%,铁59.9%~68.5%,铬3.4%~5.7%,镍0.84%~1.0%。
先将含钒磷铁磨至粒度小于0.42mm,配入1.4倍纯碱和0.1倍的食盐在回转窑中770~800℃下焙烧,钒便转变成水溶性的钠盐,焙砂在沸水中浸出,钒、铬、磷均溶入浸出液,过滤后滤液结晶折出磷酸钠晶体,粗磷酸钠可再行纯化直至产品合格。磷酸钠结晶母液含磷>0.98g/L,可参与适量CaCl2,使其以磷酸钙(CaPO4)沉积,然后水解收回钒,随后往母液中参与以沉积。此工艺的钒、铬和磷的收回率别离能够到达85%、65%和94%。
三、含钒褐铁矿收回钒技能
含钒褐铁矿五氧化二钒含量为0.5~2.5%,Fe20~40%,SiO230~65%.
矿石首要由针铁矿、赤铁矿和脉石组成。脉石以石英为主,其次是泥质还有少数的绢云母。钒在褐铁矿中没有呈独立矿藏存在,而是以离子型吸附状况存在于铁和泥质中。处理的准则流程是:破碎球磨 焙烧 浸出 沉积Nu4VO3 或V2O5。
研讨标明褐铁矿V2O5含量不同,钒的转化率受矿石组分的影响,其间首要影响要素是矿石CaO的含量,跟着的CaO的含量增加,影响钒的转化,焙烧温度的进步能进步钒的转化率。不同含钒矿石,最高转化率的温度是有差异的。
四、含钒石油渣提钒技能
一般讲,原油和石油砂都含有钒,虽然有些国家至今仍未把油含钒列为钒资源,但这些原油确是钒的潜在资源,全球的石油中钒的含量改动很大,委内瑞拉、墨西哥、加拿大和美国原油含钒为220~400ppm,是全球石油含钒量较高的少数几个国家。
美国、日本、德国、加拿大和俄罗斯等国家从石油渣,石油灰中提钒,提钒的终究产品首要是V2O5,但也能够直接炼成钒铁。提取的办法许多,首要依据质料成分或性质上的差异,挑选不同的工艺。
1、 从石油会集收回钒技能
委内瑞拉的原油经过裂化处理得到石油焦含0.4%V,石油焦用作蒸气锅炉的燃料,焚烧后烟尘用电收尘器收尘,尘含V2O5达15%,作为收回钒的质料。收回办法是将搜集烟尘直接酸浸,经过滤滤液加次(NaClO4)将钒氧化成五价,滤液由兰色变黄色后,加NH3调PH由0.3至1.7,使钒以铵盐方式沉出,然后枯燥锻烧得V2O5或V2O5熔化铸片。流程图:
石油焦尘埃 酸
浸出
滤液 残渣NaClO4氧化 沉积 调PH 洗刷
滤块 残渣 洗液
抛弃
烘干
锻烧 V2O5
首要化学反响:酸浸工序: V2O5+6HCl 2VOCl2+3H2O+Cl2 或V2O5+2H2SO4 VOSO4+2H2O
NaClO4氧化: VOCl2+NaClO4 NaVO3+2NaCl+Cl2VOSO4+NaClO4 NaVO3+NaSO4+Cl2
沉积锻烧 NaVO3+NH4Cl NH4VO3+NaCl2NH4VO3 V2O5+2NH3+H2O
2、 从炼油渣中收回钒技能
美国Amax和CRIVentures公司就是处理炼油渣、归纳收回钒、钼、钴、镍和铝。他们处理的工艺:炼油渣与烧碱混合磨矿进行加压浸出,在高温和加压下氧化,硫转化硫化物,碳氢化合物大部分分化,钒、钼溶入溶液,经过滤别离,从溶液收回钒钼。或石油渣加Na2CO3或NaCl配料后,在硫化物和硫酸盐存鄙人进行电炉熔炼,取得钒渣和镍锍。钒渣首要惯例处理办法制取工业V2O5。美国是20世纪80年代末开端用石油渣,石油灰为质料出产钒的,现在仍然是该质料出产钒的最大出产国。
五、石煤提炼钒技能
在普查磷矿时意外地发现了石煤含有钒,进而发现石煤中还有铀、铜和镍等金属和非金属60多种,就当时的技能水平而言,具有挖掘和商业价值的只要钒。我国的石煤资源非常丰厚,估计石煤中钒的总储存量为钒钛磁铁矿中钒总储存量的七倍。但石煤中含钒档次各矿相差甚大。现在条件下石煤含钒超越0.8%,才有挖掘价值。美国内华达州含钒页岩分为风化页岩(V2O30.93%)和碳质页岩(V2O50.84%)。我国石煤资源会集在南边各省,现有钒的厂20多家,年产量为2500~3000吨,本钱2.5~30万元/吨。
石煤提钒选用加食盐焙烧、浸出、萃取、沉积的出产工艺。含钒碳质页岩是用于烧锅炉或液态化床发电的脱碳焚烧,在焚烧进程中钒富集在烟灰中,富集钒烟灰加NaCl或Na2Co3进行化焙烧,使钒转变为水溶性的NaVO3和Na2V2O5.
4FeOV2O3+4Na2CO3+5O2=4Na2OV2O5+2Fe2O3+4Co2
NaCl+1/2O2= Na2O+Cl2
Na2O+V2O3=2NaVO3
用热水浸出钠化焙烧产品,钒酸钠和偏钒酸钠便溶于热水而与大部分不溶杂质别离,含钒浸出液经提纯和别离,产出钒的纯化合物。
美国内华达对含钒页岩提钒流程:
页岩
↓
破碎、枯燥
↓
焙烧
↓ H2O
残渣←弱酸浸出 H2SO4
NH3 ↓
浸出液除硅 PH值由2.5调至5
↙ ↘
硅渣 含钒溶液 PH5调回PH3
↓
萃取(三级)
萃取有机相 萃取废液
↓
再生萃取 ←二级反萃 ←NaCO3 溶液
有机相 ↓
含钒溶液
↓
NH4Cl →钒酸铵沉积
↓
过炉、洗刷、枯燥→废液
↓
制品
阐明:除硅需将溶液调至PH值5,但萃取别离又需将溶液PH从头调回至PH3,用的萃取剂是混合十三胺(DITDA),偏钒酸胺煅烧脱后能够得到V2O5。
在我国,已建有从含钒石煤中提取钒的工厂,各厂依据其资源特色开发出具有必定特色的提钒工艺流程,他们的准则流程是:
石煤提钒的准则流程
石煤破碎、磨矿
↓
加水→配料←NaCl
↓
成球
↓
平窑焙烧
↓
水浸
↙ ↘ ↙H2SO4或HCL
浸出渣 浸出液
↙ ↘
粗钒 废水
↓
NAOH → 碱熔
↓ NH4CL
水溶
↙ ↘
废水↓
热分化
↓
五氧化二钒
石煤提钒的新工艺有:1.石煤加食盐,欢腾焙烧—酸浸—离子交换法。2.石煤无盐焙烧—酸浸—溶剂萃取法。3.酸浸—中间盐提钒
新工艺的所谓新,会集在二个环节上,首要是焙烧所选用的炉型,由平窑焙烧转而运用欢腾炉,回转窑,竖炉等,成果是竖炉的操作条件不简略操控,转化率不稳定,劳动条件差,未能在工业上取得大规划运用。回转窑广泛运用于钒渣的钠化氧化焙烧,但石煤含硅(SiO2)较高(65%--68%),在焙烧进程中简略呈现粘窑、结圈、影向回转窑正常操作和钒的转化率,故不宜作为石煤焙烧设备,作为石煤焙烧设备最好是欢腾炉。
其次的环境是溶液的处理,除已有的化学沉积法外引证了离子交换法和溶剂萃取技能,因为新技能的引证,能够带来技能目标的进步,削减废水的处理,视操作的差异,或许影响加工本钱。
六、废催化剂和触媒的提钒技能:
钒的化合物具有杰出的催化功能,即它自身不参与化学反响,但在它的参与下,可加快反响的进行。用钒化合物与其载体作成的能改动某些化学反响速率,而自身又不参与反响的化学试剂,称之为催化剂。钒催化剂(V2O5•NH4VO3)替代铂用于出产硫酸,使SO2转化为SO3。在石油工业中,钒首要用做裂解催化剂(VS),以及脱硫剂。在橡胶工业中,用乙烯和的交联合成橡胶的催化剂(VCl4)。化学工业上的氧化成马来酐,蔡氧化成酞酐的钒催化剂(NH4VO3)等等。特别是化学工业和石油工业运用过的废钒催化剂数量较大,是很好的钒二次资源,不只能够从中收回许多的钒,并且一起收回镍、钼等价金属。
1. 石油裂解用废催化剂(VS)的收回技能
废硫化钒催化剂经焙烧得到产品,能够选用高温浸法,钒废质料在参与压煮器中,473。K温度下用1—14MOL/L浓度的压煮4小时,钒酸铵便溶于中,经过炉别离后,将钒酸铵滤液的温度降至323。K,便分出钒酸铵结晶,结晶浆液经过滤、水洗、枯燥后,在473--873。K温度下煅烧,便得到V2O3,结晶的母液回来浸出循环运用。
除以上办法外,也能够用碱浸出从这种钒废猜中收回钒,用NaOH或Na2Co3溶液在363--378。K温度下浸出1-6个小时,然后过滤别离,在浸液中通入和二氧化碳,坚持298--308。K温度,按1MOL钒参与1.5—5MOL量,并将溶液PH调至6—9。经处理,坚持308。K,便能够沉积出钒硫铵。滤液送解吸器,用蒸气驱逐液体中的NH3和CO2,然后回来浸出,钒硫铵处理同前。
2. 从原油脱硫用的废催化剂的收回技能:
废催化剂在1073。K温度下进行氧化焙烧,先制得含钒10.88%,钼5.49%,钴2.03%,镍1.94%,铝35.48%的焙烧料,然后按150g焙烧猜中参与300ml含溶液NaOH15%的溶液,在333。K温度下拌和浸出3小时,浸出料液在323。K温度下过滤,浸出液由323。K降至278。K,便分出含钒结晶体,母液回来运用,结晶体经水洗、枯燥、煅烧后得到V2O3。
除此之外,焙烧料也可用酸浸流程,催化剂除钒外,其他有价元素Mo、Ni、Co等都转入流液,除杂后钒用萃取别离法收回。
美国AMR是一家从石油裂变废催化剂提钒大公司,其处理的废催化剂的量占全美的50%,年处理废催化剂16000吨,能够归纳收回1500吨V2O3,1000多吨Mo,400—600吨Ni,110—180吨Co,还有部分Al2O3.
3、从《制酸废触媒(V2O5,NH4VO3)》收回钒技能
硫酸工业上用矾触媒进程中,因为SO2气体中的AS2O5和触媒中V2O5构成络合物,在触媒的正常操作温度480摄氏度下该络合物随气体蒸发掉。蒸发量占V2O5总量的40—50%,除此以外还有K2SO4和SiO2。新废触媒成分如下:
成分称号 V2O5 K2SO4 SiO2
新触媒成分 9---------10% 20-------------22% 20%
废触媒成分 5---------6% 10------------12% 80%
因而废触媒中的三中首要成分都是名贵资源。废触媒的处理,工业上能够选用①直接酸浸工艺②化焙烧水浸工艺:
直接酸浸工艺:为了下降溶液杂质和游离酸,削减酸碱耗费。用两段逆流浸出,一段为弱酸浸,二段为高酸浸。高酸浸出液参与到新加废触媒进行弱酸浸出。二段浸出成果钒浸出率可达88.5-91.1%,浸出渣含V2O5能够降到0.59%,当进步二段浸出酸浓度到80—100G/T,渣含V2O5可降到0.3%。溶液的净化选用N235或P204萃取,碱反萃取,用NH4Cl沉,煅烧得到V2O5。
考虑到直接酸浸液除钒外,还含有许多Fe离子为溶液处理带来费事。经过预焙烧使钒氧化成高价钒,一起使其转型,削减了提钒的困难。因为废触媒自身含有10%硫酸钾组分,因而氧化焙烧水浸流程可分为不加钠盐和加钠盐两种。前者焙烧温度900摄氏度到达最佳转化率(~80%)。再高或再低温度的焙烧,钒的转化率都不抱负,后者增加5%的Na2CO3在800摄氏度下焙烧2小时,钒的转化率可达92%,是比较抱负的。
焙砂进行两段浸出,即先水浸后酸浸或碱浸,它的特色是先将钾盐、钠盐和近80%钒水浸进入低酸溶液。这种溶液杂质少,易处理,可收回运用钾盐。酸浸或碱浸意图在于不容于水的钒盐尽或许多地溶解,以进步钒的收回率。
溶液中的钒用N235萃取别离,碱返萃,NH4CL沉积,煅烧得V2O5。
总归,流程的挑选,要视供应商的现状,以为钠化氧化焙烧水浸提钒工艺较好。物料过滤功能好,浸出液中钒呈高价,杂质少,下步钒别离、净化进程简略,也能够直接用NH4CL沉积,省去萃取进程,下降产品加工本钱。
七.钒铁出产技能:
钒和铁组成铁合金,首要在炼钢中用作合金增加剂,高钒钒铁还用作有色合金的增加剂。常用的钒铁含钒40%、60%和80%三种,国内外首要选用电炉铝热法和硅热法冶炼钒铁的工艺,先分述如下:
1. 铝热法:
电炉铝热法冶炼钒铁的质料,可所以V2O5或贱价氧化钒混合物(V2O4、V2O3等)或钒铁渣。用铝作复原剂,在碱性炉衬条件下进行。
首要反响:V2O5+ AL(豆或粒状)=V+AL2O3
V2O4(V2O5)+AL= V+AL2O3
铝热法冶炼钒铁反响为放热反响,反响速度快,因而冶炼进程V2O5喷溅丢失严峻,为削减丢失,进步钒的收回率,特意将V2O5加工成片状,一起将铝粒改为铝豆,恰当减缓反响,下降放热量。
以贱价氧化钒为质料时,则冶炼进程反响速度缓慢,反响热量合适,削减进程的喷溅。然后进步钒的收回率,一起吨铁钒节省了铝复原剂40—60公斤,钒铁含钒60—80%,钒的收回率达90—95%。
2. 硅热法:
该法的本质是:片状V2O5用75%的硅铁和少数铝作复原剂,在碱性电弧炉中,经复原,精粹两个阶段炼得合格产品。复原期是把复原剂和V2O5进行硅热复原。当渣中V2O5小于0.35%时,即可作为废渣处理(或作建筑材料用),作为冶炼作业讲,即能够转入精粹期,此刻再参与部分V2O5和CaO,用以脱除合金液中过剩的硅、铝等。当合金成分到达要求即可出渣和出含金,精粹期渣含V2O5达8—12%,此渣可回来冶炼复原期收回。合金液可铸成圆锭后破碎成制品。此法出产的钒铁含钒40—60%,钒收率可达98%。
除此之外,还开发了高钒铁、硅钒铁、硅锰钒铁、碳化钒、碳氮化钒、氮化钒铁以及金属钒等产品,在此不再赘述。
八、几点观点:
1.依据所用的含钒质料有:含钒铁水,钒铁精矿,钒渣、钒铀铁矿,钒磷铁矿,含钒石煤,含钒褐铁矿,含钒石油渣,以及化学石油以及橡胶工业用过的废催化剂等。
2.提取钒的流程遍及都存有:焙烧、浸出与净化、溶液中钒的提取和提取尾液处理四大过程组成,前两过程最为重要:
①焙烧:含钒质料和Na2CO3 NaClNa2SO4等钠盐混合在回转窑、竖炉、平窑、多膛炉或欢腾炉,在800—1000。C下进行氧化和转化,使钒转变为XNa2O•YV2O5以便溶于水。
单个情况下,含钒质料可加石灰或石灰乳(Ca(0H)2),在上述提取各种炉内进行焙烧,它的意图与钠化焙烧正好相反,使钠转化为不溶于水,但溶于碳酸盐溶液,构成钒酸钙,到达与其他杂质别离的意图。
②浸出:焙烧熟料浸出有:水浸、酸浸、碱浸和碳酸化浸出等四种办法,水浸时,钒酸钠进入溶液,酸浸则不同,能够有三种办法:A、含钒物料直接酸浸;B、含钒物料经焙烧后酸浸;C、含钒熟料经水浸之后再进行酸浸,酸浸还能够适用于处理其他物料,为钾钒铀矿、磷钒铁矿、含钒灰烬、废钒催化剂等。常用碱浸出剂有NaOH、Na2CO3或两者混合等,碱浸时还有必要使钒成高价态才行。氧化剂有氧气、空气、富氧空气,、、次、等。
溶液净化:含钒浸出液悬浮物可经过弄清除掉Fe、Mn、Si、Al可用中和沉积除掉,可用钙盐、镁盐沉积除掉P、AS,对高碱度溶液可用电渗析脱钠、收回碱。
③溶液中钒提取:有沉积法、溶剂萃取和离子交换法
沉积:A、铵盐沉积:生成(NH4)2V6O16沉积,生成Na2(NH4)4V10O28.11H2O沉积,生成NH4VO3沉积。
B、水解沉积:加H2SO4,分出赤色钒酸钙沉积,Na2H2-X.V12O31。
C、钙盐或铁盐沉积: 碱性溶液用CaCl2或其他CaO、Na(OH)2沉积出钒酸钙,或用高铁盐沉积出钒酸铁(XFe2O3•YV2O5•2H2O)。
溶剂萃取:钒和铀别离法:用二乙基已基磷酸 磷酸三丁酯及N235
离子交换:合适处理碱性溶液
④尾液处理:五价钒和六价铬离子游离酸、盐都是有毒的,有必要处理好才干扫除,工业上有三种处理办法:
A、 复原中和扫除法
B、 气体中二氧化硫复原法
C、 离子交换法
3、已探明的钒储量,按现在挖掘规划够150年运用,年产钒量已处在供需平衡状况,钒的供需改动随合金钢产量改动而改动
钛的选矿方法、原理
2019-01-16 17:42:23
重选法
重选法因其生产成本低、对环境污染少而受到重视。几乎所有的海滨砂矿从中回收钛铁矿和金红石都是采用重选法作为粗选的手段,从20世纪50年代开始,研究从钛铁矿脉矿中回收钛铁矿也是由重选法开始的。
重选原理
重力分选是利用不同物料颗粒间的密度差异来进行分离的过程。重选过程概括起来就是松散一分层一分离过程。将待分选物料置于分选设备上,使其在重力、流体浮力、流体动力、惯性力或其他机械力的作用下松散,进而使不同密度的颗粒发生分层,分层后的物料或是在机械力的作用下分别排除,或是密度不同的颗粒由于自身运动轨迹的差异而分别截取。这样就实现了分选。浆近似这种流态。矿浆是高度分散的悬浮液,猫度比水大,在分选时,表面流速较低,为0.1一0.2m/s。流膜的厚度多数为1 mm左右,回收粒度下限为10一205m。分层后的大密度颗粒沉积在槽底,可借助移动带排除,或间断排出大密度颗粒物料。设备处理量小。
选钛常用的重选设备摇床、扇形溜槽、圆锥选矿机、螺旋选矿机等一般是在弱紊流流膜中进行的,一般用来处理细粒级矿石(2一3 mm以下)。流膜厚度一般为数毫米,在局部区域可达十几毫米。流速较大,上下层间浓度差也较大。分层的轻、重矿物依运动速度不同,或轻重矿物运动轨迹不同使之切割分离。回收粒度下限为30一40 um。
什么是铅炭电池?铅炭电池与铅酸电池的区别?
2018-07-18 19:19:37
什么是铅炭电池?铅炭电池是铅酸电池的一种升级版,是一种新型的超级电池。铅酸电池是使用年限很久的一种比较古老的电池,性能虽好,但不能支持大电流深度放电,而铅炭电池相当于是铅酸电池和超级电容器的结合,既发挥出铅酸电池的能量优势,又能支持电容瞬间大容量充电。铅炭电池与铅酸电池的区别:1.负极活性材料不同普通铅酸电池的负极活性材料是铅(Pb),而在铅炭电池中,负极是具有双电层电容特性的碳材料(C)+电池特性海绵铅(Pb)混合组成的双功能复合负极,即铅碳(Lead-carbon)为负极2.支持大电流的深度充放电铅炭电池支持电容瞬间大容量充电,而铅酸电池不能支持大电流的深度放电。3.使用寿命铅炭电池使用寿命较长,拥有非常好的充放电性能——90分钟就可充满电,而铅酸电池若这样充、放,寿命只有不到30次4.充放电时间铅炭电池充电更快,充电时间为铅酸电池的八分之一。更多铅百科资讯,请至
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较全的门窗验收4大攻略
2019-03-04 10:21:10
一、门窗查验的标准 适用于各种系列铝合金门窗、金属隔音门、不锈钢和镀钛门及金属包面门装置工程。首要查看数量,有必要逐樘查看。 1、确保项目 (1)、金属门窗、隔音门及其附件和玻璃的种类、规格、质量、有必要契合规划要求及国家现行有关标准的规则。 金属门窗、隔音门装置的方位,敞开方向和隔音门的隔间目标有必要契合规划要求。 查验办法:调查、测验查看。 (2)、金属门窗框装置有必要结实,预埋件的数量、方位、埋设衔接办法及防腐有必要契合规划要求。 铝合金门窗与非不锈钢紧固件接触面之间应做防腐处理。隔音门密封条装置方位正确、扇框封闭紧密。 查验办法:调查、查看荫蔽工程记载。 2、根本项目 (1)、平开门窗扇 合格:封闭紧密,空地根本均匀,开关灵敏。 优秀:封闭紧密,空地均匀,开关灵敏。 (2)、推拉门窗扇 合格:封闭紧密,空地根本均匀、扇与框搭接量不小于规划要求的80%,推拉灵敏。 优秀:封闭紧密,空地均匀,扇与框搭接量契合规划要求,推拉灵敏。 二、门窗查验的正确程序 1、查门窗的强度 门的厚度,原料和规格、密封性怎么;窗子的原料、规格与厚度,玻璃的种类与厚度是否安全,装潢规划窗子的开关是否灵敏、便利、密封性怎么。 2、查窗的功用 (1)、门窗推拉顺滑,表面平坦亮光,无严峻划痕,型材没有开裂或开裂现象。 (2)、金配件,完全,方位正确,结实。 (3)、密封质量,门窗封闭时扇与框,扇与扇无显着缝隙,密封条不松动,不掉落,不显露。 (4)、门窗框,扇笔直,不弯曲。 (5)、玻璃无污染,无破损,双玻夹层无尘埃和水气,分隔条均匀。 (6)、窗子排水孔是否打通了。未打通积水会流入型材里。 三、门窗查验的留意事项 木门窗 1、外表要漂亮 木门窗的表面漆膜要滑润、亮光,无流坠、气泡、皱纹等质量缺点,没有腐蚀点、死节、破残;包门窗套运用木材应与门窗扇的木质、色彩和谐,饰面板与木线条色差不能大,树种应相同。 2、门窗不能变形 门窗扇要方正,不能翘曲变形,门窗扇刚刚能塞进门窗框,并与门窗框相符合,假如门窗扇与框缝隙大,首要是因为装置时刨修禁绝或许是门窗框与地上不笔直,可将门窗扇卸下从头刨修,如门窗框不笔直,应在框板内垫片找直。 3、合页方位正确 合页要方位精确,装置结实,假如合页没上正,就会导致门窗扇与框套不符合,门窗开关不顺畅。可将每个合页先拧下一个螺丝,然后调整门窗扇与框的符合度,调整修补无误后再拧紧悉数螺丝钉。假如合页螺丝短,或许上螺丝时一下钉进去,没有拧螺丝,或许螺丝拧斜了,都会导致门窗扇打逛。应替换适宜的螺丝钉,上螺钉时有必要平直,螺丝应先钉进1/3,其他的要拧进去。 4、门锁要适宜 门锁的开、锁要顺畅,锁在门扇和门框上的两部分要符合,锁装得不适宜,会形成门扇开关不自若。应将锁舌板卸下,用凿子修补舌槽,调整门框锁舌口方位后再装置。别的,门的敞开方向也要契合要求。 5、门窗套要有底层材料 门窗套里边要有底层材料,窗套用细木工板或密度板制造时,应先将底层板固定在窗框底层龙骨上,再钉线条;门套宜用木材制成结构后,刨平、刨直,然后装置成型装置在墙体上,再掩盖底层板和饰面板。用手敲击门窗套侧面板,假如宣布空鼓声,就阐明底层没有垫细木工板等底层板材,应折除重做。 铝合金门窗 1、装置好的铝合金门窗应该封闭紧密,空地均匀;门窗扇与框或与相邻扇的立边平行度误差不该超越2毫米,敞开灵敏,运用自若。 2、推拉门窗,看上下滑道是否装置平坦,留意不能有凹凸现象,悄悄推进门窗,应滑动自若。 3、阳台(阳台装饰效果图)铝合金窗的立框和横框一定要结实地固定在阳台护栏和阳台顶部,一般用射钉或拉铆钉固定在混凝土内,固守时运用涂漆的角钢加固。不能固定在砖墙上,也不能用木楔上下顶紧立框替代射钉固定。上下滑道和顶部护栏的空地,应悉数用水泥砂浆填满,以防雨水灌入室内。 4、铝合金窗型材壁厚不该小于1.2毫米,门的型材壁厚不该小于2毫米。铝合金门窗框与墙体固定的联接厚度不该小于1.5毫米。 四、门窗查验的技巧 1、窗框的笔直度,较好用水平尺丈量;也能够把窗扇推拉到挨近窗框的方位,略微留有空地,这个时分你看看上、中、下的缝隙是否相同巨细。假如上中下缝隙相同大,就阐明窗框装笔直了;反之,窗框没有笔直。 2、钢衬的查看,用磁石放在你想查看的窗体上,能吸附在窗体上,阐明供应商在型材腔里加了钢衬,反之没有加钢村。至于钢村的厚薄,除了在加工厂里能知道外,也能够在装置工固定窗框时,你仔细听电锤击打窗框里钢村的声响,感觉穿透是否吃力。 3、型材的真假辨别,一看型材表面上的保护膜;二看型材凹漕壁上是否有防伪标志(所谓的条码),拨打保护膜上的型材供应商电话,依据提示语录,即可得知真假。 4、窗扇在窗框轨迹上行走是否滑熘,是否细声(这取决于滑轮的质量)。 5、平开系列,开、关是否简便;关上之后是否严实。 6、纱网推、拉是否简便,行走是否平稳。 7、玻璃,质量好的玻璃无斑驳,无水纹(中空玻璃还要看玻璃之间是否清亮洁净)。 8、五金件(五金件装饰效果图)的查看,是否运用了签约时要求的五金品牌(运用时是否简便,手感是否好)。 9、窗框与墙体之间缝隙的处理。依照施工要求,窗框与墙体间至少留有1公分的缝隙,便于建筑胶的填充(先运用发泡胶填实缝隙,至少过90分钟,把跑出来的发泡整平,此后再用防水胶做表面处理)。