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。

氯化亚锡水解是很多人都会关心的问题，因为格影响着锡的价格，下文中就会有这方面的知识。一般讲四氯化锡比二氯化锡更容易水解，而二氯化锡保存不慎往往因为氧化而变成四氯化锡和氧化锡或者锡酸（水合物）溶于水而发生浑浊，且锡的氢氧化物碱性弱，难以吸收二氧化碳。从你的现象来看，的确比较可疑，加入盐酸，澄清溶液还放出气体。如果你确信原来的物质的确是二氯化锡水合物，而释放的气体又是无味的，那么我想可能是这样的，二氯化锡被大量的碱污染，或者你所用的水是碱溶液，我们知道锡的氢氧化物具有两性，可以溶解于强碱中。如果这碱是烧碱或者氢氧化钾，则其含有碳酸根的可能性还是很大的，因此加入盐酸放出气体便容易解释了。我想你用ph试纸检测溶剂和溶质就可以得出结论。溶于水、乙醇和乙醚。易水解生成Sn(OH)Cl，为防水解，先将固体SnCl2溶于浓盐酸，再加水稀释。物化性质： 无色或白色斜晶系结晶。相对密度2.710。熔点37.7℃。在熔点下分解为盐酸和碱式盐。在空气中逐渐被氧化成不溶性氯氧化物。溶于醇、乙醚、丙酮、冰醋酸中，在浓盐酸中 溶解度大大增加。遇水则分解。中性的水溶液易分解生成沉淀，酸性溶液有强还原性，能将氧化铬（六价）还原为Cr3+,Cu2+还原为Cu+,Hg2+还原为Hg+和Hg，Ag+还原为Ag，Fe3+还原为F2+；能将硝基化合物还原为胺类。与碱作用生成水和氧化物沉淀，但碱量过剩时，生成能溶解的亚锡酸盐。 如果你想了解氯化亚锡水解等更多关于锡的信息，你可以登陆上海有色网中的锡专区进行查询和访问。

唐谟堂等在多年研讨的基础上提出了一种新的处理铋精矿的湿法冶金办法－新氯化水解沉铋法。在36～378K的温度下，选用两段循环浸出，大大提高了铋的浸出回收率。该流程的特点是选用了一种含有金属氯化物的酸性水溶液（A#CA），它兼有和氯化剂的长处，处理了浸出剂的再生和溶液中铁的循环堆集问题，并使溶液中的铋浓度大大提高，后续工序的生产能力相应得以扩展。准则工艺流程见图1。图1  新氯化水解法准则工艺流程图 由所以在高温下浸出，杂质如As和S的氧化浸出率较高，一起副反应将导致氧气的消耗量增大。

此法实质上是使用氯氧铋的水解性，在弱酸性溶液中水解铋氧络合物，生成氯氧铋白色沉淀物，制取氯氧铋精矿。 为使水解彻底，溶液pH值一般控制在2，这就要求很多的水稀释溶液，形成酸耗高、水耗大、试剂耗量大、铋回收率低、废水排放量大的缺陷。某小型铋冶炼厂曾选用此法出产氯氧铋精矿，但作用不抱负，其技能经济指标为：吨精矿耗工业800kg，铋回收率为60%～70%。

高纯二氧化锗（GeO2）是将高纯（GeCl4）参加去离子水分化而成的。经过过滤使固体GeO2与水解液别离，水解液中的锗含量一般为2～4g/L。现在，一般选用直接往水解液中加氯盐法或参加等质量的进行蒸馏的办法收回其间的锗，锗以GeCl4的方式得到收回。驰宏公司选用第二种办法收回水解液中的锗，需耗费30%的工业约110t/a，发生H＋浓度为6.5mol/L的蒸馏残液约200m3/a，环保处理时困难比较大。本研讨就是为了寻觅一个成本低和残液发生量较少的环境友好型锗收回新工艺。       一、试验部分       （一）质料       试验所用水解液是从高纯GeCl4水解生成GeO2后的水解上清液，为淡黄色的酸性溶液，悬浮有少数白色漂浮物，其化学组成见表1。此外，试验所用试剂MgCl2·6H2O，MgSO4·7H2O，MgO均为分析纯（广东省汕头市达濠精密化学品有限公司出产）；NaOH，NH3·H2O为分析纯（上海化学试剂有限公司出产）。   表1  水解液首要化学组成水解母液c（H＋）/（mol·L－1）ρ（Ge）/（g·L－1）1#4.513.402#4.822.753#5.032.12       （二）试验原理       高纯GeCl4水解成高纯GeO2的化学反应式为： GeCl4＋2H2O＝GeO2＋4HCl   或：GeCl4＋（x＋2）H2O＝GeO2·xH2O＋4HCl       水解生成的GeO2具有必定的溶解度（0.004mol/L），是一种可溶性的结晶氧化物。       向水解液中参加与氯化镁，首要生成溶于水的锗酸钠，后生成不溶性的锗酸镁，此进程的化学反应式为：   GeO2＋2NaOH＝Na2GeO3＋H2O   Na2GeO3＋MgCl2＝MgGeO3↓＋2NaCl       过滤枯燥后将锗酸镁与按1∶6（质量比）参加到蒸馏釜中一起蒸馏，运用GeCl4沸点低（83.1℃）的性质，锗便以GeCl4的方式得到收回，此进程的化学反应式为：   MgGeO3＋6HCl＝MgCl2＋GeCl4＋3H2O       （三）试验办法       试验在室温下（25℃）进行，锗收回首要包含以下几步（图1）：图1  从水解母液中收回锗的工艺流程   （因故图件不清，需求者可来电免费讨取）       过程1：选用NaOH与NH3·H2O调理水解液的pH值为7.0～8.0，参加MgCl2、MgSO4和MgO作为沉积剂，使锗生成不溶于水的锗酸镁（MgGeO3）。       过程2：将过程1所得溶液过滤，得到含锗滤饼。       过程3：将含锗滤饼进行枯燥，能够削减滤饼40%～60%的含水量，以便蒸馏。       过程4：将枯燥脱水后的滤饼与一起蒸馏，在大约70～100℃使锗以GeCl4的方式蒸发，用分析纯吸收蒸馏出来的GeCl4。       二、成果与评论       试验发现，选用NaOH或NH3·H2O来调理水解液的pH值，对锗收回率几乎没有影响。运用NH3·H2O调理水解液的pH值时，会有必定量的NH3冒出，因而从往后的工业使用考虑，试验选用NaOH来调理水解液的pH值。       （一）Mg/Ge摩尔比对锗收回率的影响       试验中选用MgCl2作为沉积剂，沉积时刻为24h，Mg/Ge摩尔比对锗收回率的影响见表2。由表2能够看到随Mg/Ge摩尔比的添加，锗的收回率也是不断添加的。含锗量高的水解液，锗的收回率也比较高，但锗沉积后的上清液中含锗量根本一起。当Mg/Ge摩尔比到达1.5时，锗的收回率比较抱负，持续添加Mg/Ge摩尔比对锗收回率的影响不是十分显着。因而，将Mg/Ge摩尔比确定为1.5。   表2  不同Mg/Ge摩尔比条件下的锗收回率/%水解母液n(Mg)/n(Ge)00.511.522.51#65.392.495.998.599.199.12#57.190.594.998.298.898.93#41.687.193.197.598.598.5       （二）不同镁化合物对锗收回率的影响       试验中选用MgCl2、MgSO4或MgO作为沉积剂，Mg/Ge摩尔比为1.5，沉积时刻24h，锗收回率见表3。由表3可知，MgCl2与MgSO4作为沉积剂，锗的收回率都比较抱负，而MgO的沉积作用不抱负，这可能是因为MgCl2与MgSO4在水溶液中都能够电离出Mg2＋，而MgO则不能。   表3  不同镁化合物对锗收回率的影响镁化合物收回率/%MgCl298.3MgSO498.2MgO85.3       （三）氯化铵对锗收回率的影响       据有的材料介绍，溶液中若有NH4＋存在时，水解液中的锗更简单沉积分出。试验中选用MgCl2作为沉积剂，沉积时刻为24h，参加不同量的NH4Cl，锗收回率见表4。由表4成果能够看到，NH4Cl的参加量对锗收回率几乎没有影响。   表4  氯化铵对锗收回率的影响n(NH4Cl)/n(Ge)收回率/%098.20.598.5197.81.597.1296.82.595.6       （四）沉积时刻对锗收回率的影响       试验中选用MgCl2作为沉积剂，Mg/Ge摩尔比为1.5，沉积时刻对锗收回率的影响见表5。试验发现，参加MgCl2后，能够在4h内根本完成沉积。   表5  沉积时刻对锗收回率的影响沉积时刻/h收回率/%292.5498.11298.0       （五）蒸馏法收回锗沉积中的锗       将枯燥后的锗沉积滤饼均匀混合后，锗的档次测定为31.55%。试验时每次称取1000g锗沉积滤饼，参加6000g工业一起蒸馏，锗以GeCl4的方式得到收回。依据公司多年的出产经历，1kg的锗能够出产GeCl4为1576mL，蒸馏工艺锗的收回率见表6。   表6  蒸馏工艺锗的收回率水解母液GeCl4理论产值/mLGeCl4实践产值/mL收回率/%1#497.2491.598.852#497.2489.598.453#497.2488.598.25均匀497.2489.598.52       三、结语       本研讨获得了一种新的从水解母液中收回锗的工艺，此工艺首要包含用NaOH或调理水解液的pH值，参加镁化合物生成锗酸镁沉积，过滤得到锗沉积并烘干，再用传统的蒸馏工艺收回锗。选用此工艺能够使锗的收回率到达98%以上，最佳试验条件为：选用NaOH来调理水解液的pH值至7～8，MgCl2或MgSO4作为沉积剂，Mg/Ge（摩尔比）为1.5∶1，沉积时刻为4h。       驰宏公司水解母液的发生量为110m3/a，含锗均匀为3g/L，选用此工艺发生档次为31.55%的锗沉积约为1046kg，需求30%的工业约6.5t/a，选用新工艺比选用旧收回工艺每年可节省工业100t左右，而锗总的收回率根本一起。

铁是湿法冶金中最常遇见的杂质元素。它在天然界的丰度以及它与周期表中许多元素（如第二类主族元素中的Ca和Mg及榜首过渡系元素Ti，V，Cr，Mn，Co，Ni，Cu）化学性质上的相似性，使之常常发作元素替代，致使这些元素的矿藏假如不是悉数，至少也是大部分含有铁。作为固溶体结合在矿藏中的铁含量从微量（＜0.5wt%）到多量（＞10wt%）不等，闪锌矿中替代锌的铁量可多达17.4%，镍黄铁矿（Fe，Ni）9S8含铁最多乃至可达43%。因此，湿法冶金中各种浸出液和工艺溶液中都程度不同地含有铁。下表列出了几种首要金属出产进程中由酸浸或酸洗作业发作的可溶性铁的预算数量。因此，含铁溶液的水解天然成了湿法冶金中堆积别离铁最重要最常见的反响，并且大都是为了从浸出液和各种工艺溶液中，首要是从硫酸盐介质中，除掉铁杂质。用堆积法除铁的一个额定的长处是能够通过与铁的共堆积一同除掉其他有害元素如砷。 表  某些冶金业中发作的可溶性铁预算量金属出工业金属产值∕（t·a－1）发作的可溶性铁∕（t·a－1）铜100000003000000锌60000001000000镍5000002500000钢7000000002000000 在湿法冶金所遇到的氧化电位和pH条件下，溶液中的铁只需二价和三价两种价态。由图1看，Fe3＋与Zn2＋，Cu2＋，Co2＋，Ni2＋等的堆积线相距甚远，标明能够通过水解挑选性堆积铁化合物，在3.5～5的低pH值下从这些金属的溶液中除掉铁。Fe2＋则即便在中性条件下也不发作堆积，因此湿法冶金中的堆积除铁问题都是根据Fe3＋的水解，Fe2＋需先氧化成Fe3＋后才干有用除掉。 铁的水解是一个十分复杂的进程，溶液的性质和水解的条件都对水解的成果有着重要影响，发作不同的水解产品和不同的晶型结构。也正因为如此，天然界才会有多种铁的氧化物存在。现在现已知道的铁氧化物、羟基氧化物和氢氧化物有13种，包含水铁矿（Fe5HO8·4H2O）、赤铁矿（α－Fe2O3）、赤磁铁矿（γ－Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、针铁矿（α－FeOOH）、四方纤铁矿（β－FeOOH）、纤铁矿（γ－FeOOH）和六方纤铁矿（δ'－FeOOH）。除针铁矿和六方纤铁矿外，其他铁氧化矿藏都或许为杰出的晶体。图2描绘了常见铁氧化物的构成条件和它们间改变的道路和大致的改变条件。图1  金属氢氧化物堆积图25℃图2  常见铁氧化物构成和转化道路及其条件 除氧化物、羟基氧化物和氢氧化物外，铁水解时还或许结合溶液中某些阴离子而构成复盐，最典型的比如是黄铁矾。其间的一些水解产品或许发展为湿法冶金中从溶液中除铁的化合物。挑选作为除铁的水解产品应具有下列性质： （1）应具有较小的溶解度，然后可把溶液中残留的铁降到最低； （2）应能在较低的pH值下堆积分出，避免在除铁时引起主金属堆积丢失； （3）应易于结晶，晶粒较大尤好，便于过滤洗刷； （4）应有较大水解速度，使除铁进程能在短时刻内完结； （5）最好能与溶液中的其他有害杂质发作共堆积作用，简化溶液净化进程； （6）水解堆积进程应尽或许经济、简洁。 现已开发并工业运用的沉铁办法有4种，都是运用中和水解办法堆积的。其间3种用于除铁，都是从锌的湿法冶金工业发展起来并首要工业化的，依其堆积的铁化合物别离称为黄铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法。第4种首要用于磁铁组成。下面别离介绍3种水免除铁的办法。 氧化复原电位和pH值是操控铁在水溶液中行为的两个重要要素。氧化环境有利铁堆积，复原环境促进铁溶解；酸性条件有利铁溶解，碱性条件有利铁堆积。高铁离子平衡浓度受溶液pH值改变的影响很激烈，在pH＜3时，pH值每添加1个单位，高铁离子的平衡浓度就下降2～3个数量级。因此简略地进步高铁溶液的pH值进行水解会发作巨大的过饱和度，引起很大的成核速度而构成胶体分出。溶液中的铁大于5kg∕m3时，中和水解发作的胶状Fe（OH）3堆积就难于乃至无法过滤或沉降。这样的堆积夹藏许多溶液，构成有价组分的严重丢失，无法在工业出产顶用来除铁。 温度对铁的行为也有重要影响。高温会促进铁堆积，使堆积在更低的pH值下发作。因此，操控溶液中Fe3＋堆积程度和堆积物安稳性的最重要的要素是温度和pH值。诱发水解反响相应地有两种首要办法：加热溶液或加碱中和。巴布坎在20～200℃规模内用0.5mol∕L         Fe2（SO4）3－KOH水解组成黄钾铁矾阐明晰其构成的温度－pH联系，如图3所示。图中斜线暗影部分为黄钾铁矾的安稳区，跟着温度的升高，安稳区向pH值下降的方向歪斜。在20℃下黄钾铁矾构成的pH值规模从2延伸到3，而在100℃下pH值规模从1延伸到2.3，200℃下pH值从0到1.2。低于此安稳区的pH值时无堆积生成，pH值高过此区则因温度的不同而构成各种其他铁化合物。特别值得注意的是，在100℃以上会构成赤铁矿，而在较低温度下构成针铁矿。看来pH在1.5～1.6之间是100℃下黄钾铁矾构成的抱负酸度。黄钾铁矾堆积的程度随溶液初始pH值的上升而进步，初始pH值再高则会构成别种铁化合物。图3  黄钾铁矾构成的安稳区与温度与pH值的联系 （20～200℃下从0.5mol∕LFe2（SO4）3溶液中堆积） 高铁浓度液对铁的堆积也有重要影响。测定Fe2O3－H2SO4－H2O三元件系的等温线标明，在110℃下，硫酸铁酸性溶液中，在最低的铁和酸浓度下堆积的是针铁矿α－FeO（OH），中等铁浓度时呈现草黄铁矾H3OFe3（SO4）2（OH）6，在黄铁矾与针铁矿之间还有另一个化合物    Fe4（SO4）（OH）10，它在较低的铁浓度下构成，或许在黄铁矾构成后期铁浓度只需几g∕L时生成，只需在很高的硫酸铁浓度下才有Fe3（SO4）（OH）生成。 关于铁水解堆积的物理化学更深化的评论可参阅有关文献。 一、黄铁矾的水解堆积 黄铁矾习惯上也统称为黄钾铁矾，在酸性溶液中具有很小的溶解度。矾是指两种或两种以上金属的硫酸盐所组成的复盐，它比其对应的单盐更易从溶液中结晶分出，还能构成较大的晶粒，有利于固液别离。黄铁矾是一组Fe（Ⅲ）的碱式硫酸盐的复盐，其分子式一般可写成M2O·3Fe2O3·4SO3·6H2O或MFe3（SO）2（OH）6，式中M＋为下列一价阳离子（或称矾离子）之一：H3O＋、Na＋、K＋、NH4＋、Ag＋、Rb＋和 Pb2＋等。在黄铁矾的化学组成中，高铁离子与硫酸根离子的比值（Fe3＋∶SO42－＝1.5）远大于1∕2，因此归于碱式盐而不是正盐。与正盐比较，它是在溶液酸度较低和SO3百分含量较小的条件下构成的，并可看成是氢氧化物向正盐过渡的中间产品。在正盐中，高铁离子的键合物是SO42－离子中的O2－离子，在氢氧化物中则为OH－离子。溶液酸度增大就会向正盐改变，酸度下降则分出氢氧化物。 天然界巳知有6种黄铁矾，别离为：黄钾铁矾，草黄铁矾，黄铵铁矾，银铁矾，黄钠铁矾和铅铁矾。它们都是在酸性环境中构成的，多为黄铁矿氧化成褐铁矿的中间产品，多发作在硫化矿氧化带发育的开始阶段。一价阳离子M＋的品种对黄铁矾的堆积有影响。在160～200℃规模内别离参加Na2SO4，Na2CO3，NH4OH或K2SO4作为堆积黄铁矾的一价阳离子源进行比较，发现堆积后溶液中残留的铁浓度很不相同，残留铁浓度按此次序递减，但到180℃以上这种不同变小。几种黄铁矾中草黄铁矾最不安稳，尽管没有碱金属存在时能够见到草黄铁矾H3OFe3（SO4）2（OH）6生成，但即便少数碱金属的参加便会使之转化为碱金属黄铁矾，水合质子    H3O＋被碱金属离子替代的程度随温度上升而添加。钾的铁矾安稳性最高，NH4＋离子半径比K＋大，Na＋、Li＋等离子的半径尽管比K＋小，但它们的水合分子数多，其水合离子的半径大，因此它们的铁矾的安稳性都不及钾的铁矾。不过考虑到钾盐较贵，工业上铵一般是堆积黄铁矾首选的一价阳离子源。 黄铁矾一旦构成，就很安稳，不溶于酸，因此黄铁矾的堆积反响可用于从硫酸盐溶液中除铁，然后下降给定酸度下铁的溶解度。堆积反响可用下式标明：   （1） 如上式所见，黄铁矾堆积进程中有游离酸发作，需求随反响进程处以中和以坚持堆积要求的溶液pH值。因此，堆积黄铁矾运用的中和剂不只用以中和初始酸，也用以中和高铁水解发作的酸。不过如前所述，中和不宜运用强碱如，即便很稀的强碱液也很难操控pH值。在电解锌厂的实践中是用锌焙砂（首要含ZnO）作中和剂。 文献汇集了各种黄铁矾的自由能数据，从黄铁矾离解成它的组成成分的平衡常数能够核算在给定条件下铁的溶解度。黄钾铁矾堆积构成的速度随温度而异。在25℃下黄铁矾的构成速度缓慢，从pH值0.82～1.72规模的溶液中堆积彻底或许需耗时6个月。进步温度可改善堆积速度，80℃以上时堆积速度变得较快，100℃时可在数小时内堆积彻底。温度100℃以上堆积速度明显加速，不过就黄铁矾的安稳性而言，堆积温度有一个上限。尽管此温度上限会因溶液的组成而异，但180～200℃似为黄铁矾安稳性的上限。 诚如上述，除pH值和温度外，黄铁矾的构成及其安稳性还与一价阳离子浓度、铁浓度以及有无晶种或杂质存在等许多要素密切相关。假如把黄铁矾看作一种难溶电解质，其离解反响式可写为：    （2） 相应地，溶度积写为    （3） 能够看出，参加碱金属硫酸盐可促进黄铁矾的构成。不过上式中以一价阳离子M＋的浓度方次最低，对溶液中铁的堆积影响最小，黄铁矾能够从含K＋低至0.02mol∕L的溶液中堆积，但一般来说，铁堆积的程度随一价阳离子M＋对Fe3＋之浓度比添加而进步，且试验证明，抱负状况的M＋浓度应满足分子式MFe3（SO4）2（OH）6所规则的原子比。从含Fe3＋0.025至3mol∕L的溶液都彻底能够堆积黄铁矾，堆积的下限是10－3mol∕L。只需溶液中有过量的M＋离子存在，堆积的黄铁矾的数量和成分与初始溶液中的Fe3＋浓度无关。另一方面，OH－离子的浓度方次最高，因此溶液酸度对铁矾分出影响最大。在工厂实践操作条件（堆积温度～100℃）下，黄铵铁矾堆积时溶液中残留的Fe3＋浓度与初始H2SO4浓度存在以下联系： [Fe3＋]／[H2SO4]＝0.01 上式标明，初始H2SO4浓度越高，黄铁矾堆积残留的Fe3＋浓度也越高。并且到达平衡所需求的时刻也越长。 黄铁矾堆积根本上是一个成核与成长的进程，其堆积数量和速度与晶种的运用很有联系。在均相系统中发作堆积反响发作固体表面或许需求一个诱导期，晶种的存在可望消除这种诱导期并加速铁矾堆积的速度。尽管因为反响设备的尺度然后壁效应、所用试剂的纯度等许多要素都或许影响新相成核进程，因此文献对晶种的作用的报导颇有收支，有的乃至以为晶种作用不大，但一般的观念都必定晶种对黄铁矾构成的促进作用。晶种的参加可大大添加黄铁矾的堆积速度并按捺诱导期，堆积的初始速度随晶种参加量呈线性添加。参加晶种还可使黄铁矾在更低的pH值及温度下堆积。 铅、银及其他二价金属如Cu、Ni、Co等在黄铁矾堆积中的行为也不容忽视。在酸度不高的条件下铅可按下式构成铅铁矾：    （4） 铅铁矾的生成量与铁浓度及酸度有关。铁浓度越高，能构成铅铁矾的酸度也越高。这类铁矾还会与其他黄铁矾如草黄铁矾和碱金属的黄铁矾构成固溶体。假如溶液中的铅浓度本来有收回价值，则铅铁矾的生成会构成铅的丢失。为避免铅铁矾的生成，提出过3种办法，（1）将酸度进步到能阻挠铅铁矾能构成的浓度，在95℃下铅铁矾能溶于1mol∕L硫酸；（2）在180～190℃规模内堆积铁，在此温度规模内铅铁矾不安稳；（3）在有满足高的碱金属离子浓度下有用地堆积铁，这样会构成比铅铁矾更安稳的碱金属黄铁矾。例如，在Fe3＋为0.1mol∕L，H2SO4为0.1mol∕L、PhS为4.5kg／m3的矿浆中，在150℃、K2SO4或Na2SO4或（NH4）2SO4为0.3mol∕L下就能够有用避免铅铁矾的构成。而碱金属离子浓度较低时则会发作碱金属与铅的混合黄铁矾。 贵金属如银也易堆积为银铁矾或含银铅铁矾    （5） 当从含100×10－4%以下Ag的溶液中堆积黄钠铁矾时，有95%以上的银被结合到铁矾中。而二价金属如Zn2＋，Cu2＋，Ni2＋则只在很小程度上结合到碱金属黄铁矾中，这使得黄铁矾法能够很方便地用于从这些金属的溶液（尤其是硫酸盐溶液）中除铁而不构成金属丢失。金属结合到碱金属黄铁矾中的次序是：Fe3＋＞Cu2＋＞Zn2＋＞Co2＋＞Ni2＋。但这些金属结合到铅铁矾中的量要大得多。三价金属如Ga和In比较简单结合到黄铁矾类化合物中。 还有一种观念以为，二价金属离子替代的是黄铁矾结构中的Fe3＋而不是碱金属离子。二价金属结合到黄铁矾中的总的趋势是随其离子浓度、pH及碱金属离子浓度添加而加强，并随Fe3＋浓度削减而下降。 二、针铁矿的水解堆积 针铁矿是羟基氧化铁的一种，称为α型羟基氧化铁α－FeO（OH）。天然界有4种羟基氧化铁同质异象体，其他3种别离是：四方纤铁矿β－FeO（OH），纤铁矿γ－FeO（OH）和六方纤铁矿δ－FeO（OH）。针铁矿是天然界中最常见的羟基氧化铁矿藏，反映了它在风化条件下最安稳。事实上占一般是天然界中含铁的硫化矿、氧化矿、碳酸盐和硅酸盐风化的产品。研讨指出，在常压的沸点下pH1.5～3.5规模内及硫酸根总浓度3mol∕L以内针铁矿是高铁水解最或许的产品。大大都针铁矿都以固溶体办法含有其他元素。 针铁矿也可看为α型－水氧化铁α－Fe2O3·H2O，其结构上与一水硬铝矿相同，属斜方晶系。在针铁矿的晶体结构中，只需Fe3＋，O2－和OH－3种离子，三者的合作比为1∶1∶1。其间O2－坐落八面体的极点，而Fe3＋处于八面体的中心，并为O2－所围住。O2－离子与4个Fe3＋离子相联合，即共用于4个八面体之间，其间每一个价键仅为1／2价。OH－离子则共用于2个八面体之间，每一个价键也是1／2所。坐落八面体中心的高铁离子具有很强的极化才能，使四周配位离子的外层电子云发作偏移，导致正负离子外层电子云的彼此堆叠，并构成共价键。因为  O2－较OH－更易于发作变形，因此配位氧离子将具有较配位氢氧离子为强的共价键，即键的极性较弱。 热力学核算指出，针铁矿较三水氧化铁具有更大的晶格能，标明针铁矿比后者更安稳。因此，在一般状况下（酸度不大和温度不高于140℃），高铁水解产品在热力学上的安稳结构应是针铁矿而不是胶态氢氧化铁。但在实践上，当用中和法使高铁从水溶液中分出时，得到的堆积物都是三水氧化铁胶体而不是结晶态的针铁矿。呈现这种状况的首要原因在于pH对溶液中高铁的过饱和程度影响很大，因此中和水解时，跟着溶液pH的升高构成巨大的高铁过饱和度，构成很大的成核速度，使得水解产品呈肢体分出。鉴于高铁溶液中和水解很难操控系统的过饱和度，欲避免胶件氢氧化铁分出，关键是水解时要将溶液中的高铁离子浓度操控在很低的水平，一般低于1kg·m－3。针铁矿法正是针对这一问题而提出来的。它选用的水解条件是运用空气氧化、低过饱和度及较高温度，既有利于水合物的脱水和缩合，也有利于有关质点有序摆放，然后使水解产品呈晶体而不是肢体。针铁矿法有两种办法来操控高铁浓度。其一是先将溶液中的高铁离子复原成贱价，再中和至pH值为4.5～5，这时因高铁浓度很低，不会分出胶态氢氧化铁，而亚铁离子在此pH值下也不会构成Fe（OH）2堆积。然后通空气在90℃左右的温度下再将亚铁从头氧化成高铁，小量发作的高铁离子一经呈现即水解构成少数晶核，并缓慢发育成针铁矿晶体而堆积，相关的反响方程式为：    （7） 高铁的复原剂能够有许多挑选，但出产中运用的复原剂应报价低廉，操作简洁，并且氧化后不引进任何损害。从这种实践的视点考虑，硫化锌精矿是硫酸锌电解液针铁矿法净化的最佳复原剂。用硫化锌复原高铁的成果，ZnS中的锌即以Zn2＋离子办法进入溶液，硫则以元素硫的固体办法留在渣中，对这以后的作业无任何损害。硫化锌复原高铁的总反响式为：    （8） 热力学核算得到该氧化复原反响的标准电动势为0.506V，具有满足的热力学推动力。实践标明反响的速度也比较高，在90℃温度下一般只需3～4h就可到达恰当的复原深度。例如，由反响式（8）的标准电动势求得的平衡常数为Kc＝[Fe2＋]2[Zn2＋]∕[Fe3＋]2＝1017.09，若取锌离子的活度为0.1mol∕L，则求得[Fa2＋]∕[Fe3＋]≈109，阐明硫化锌使高铁的复原进行得比较彻底。 针铁矿法中亚铁的再氧化选用空气中的氧作氧化剂，其氧化反响方程为：    （9） 在25℃温度下空气的标准氧化电位E＝1.22－0.059pH。在pH＝4时，氧的标准电位为0.984V，仅此Fe3＋∕Fe2＋电对的标准电位（0.771V）高0.213V。可是，因为在此刻Fe3＋已预复原成Fe2＋，此电对的实践电位E 大为下降。例如当Fe3＋／Fe2＋＝10－4时，     E 降至0.538V，然后氧化反响（9）的电位进步到0.316V。一同，在水解沉铁系统中，氧化发作的高铁高子即时水解堆积，因此能一直坚持系统中[Fe3＋]／[Fe2＋]为一个较低的值。 亚铁氧化堆积包含亚铁氧化和高铁水解这两个接连的环节。氧气氧化亚铁的进程又包含氧气的溶解、氧分子由相界面向溶液内部的分散、亚铁离子对氧分子的吸附、氧分子裂解为氧原子、亚铁离子与氧原子之间的电子交流等多个过程。其间氧分子裂解为氧原子为操控速度的关键过程。进步氧分子裂解反响的速度能够采纳3种办法：进步氧分压，如运用富氧鼓风和运用压缩空气并保持整个反响进程在较高的压力下进行，进步温度；选用催化，一般以Cu2＋作为催化剂。 被吸附的氧分子改变为被吸附的氧原子后，即发作氧原子与亚铁离子之间的电子搬运，其成果是亚铁离子被氧化成高铁离子，而氧原子则复原为O2－离子：另一个氧原子也将以相同办法被复原成离子O2－，所构成的O2－会和高铁离于激烈结合，构成（Fe－O－Fe）4＋这样的合作物离子。它再与OH－离子结合，并进一步脱水归纳，就生成了针铁矿：针铁矿法另一种操控高铁浓度的办法是澳大利亚电解锌公司开发的，它不通过先复原，而是直接将热的高铁溶液连同中和剂以操控的速度参加堆积槽中，使高铁的浓度保持在1kg·m-3以下。在70～90℃温度下并保持pH在2.8左右，针铁矿跟着高铁的参加接连分出。相关的反响为：    （10） 三、赤铁矿的水解堆积 赤铁矿系Fe2O3三方晶系，结构属刚玉型，有两种结晶形状，即α－Fe2O3（赤铁矿）和α－Fe2O3（磁赤铁矿）。这两种不同晶型的改变温度大致在400℃左右，γ－Fe2O3在热力学上是不安稳的，处于介稳状况，在400℃左右会向α－Fe2O3改变。天然赤铁矿α－Fe2O3首要是含铁的硅酸盐、硫化物和碳酸盐风化的产品，是天然环境中最安稳的铁化合物。从低温溶液水解分出的氢氧化铁加热时首要得到的产品是一水氧化铁即针铁矿，继而是半水氧化铁即水赤铁矿，进一步加热则得到α型Fe2O3。针铁矿和γ型Fe2O3的改变温度大致在160℃邻近。假如选用高温水解的办法，跟着不断进步水解温度，也能够顺次得到一水、半水和无水三氧化二铁。工业上用以堆积除铁的赤铁矿法系高温水解办法。温度愈高水解速度愈快，愈有利于在较高酸度下堆积铁。在200℃高温下，即便硫酸浓度高达100kg∕m3，溶液中残留的铁浓度仍可下降到5～6kg∕m3。 四、铁水解堆积在湿法冶金中的运用 运用水解堆积除铁的最典型的实却是锌的焙烧－浸出－电积法出产实践。尽管焙烧是为了将硫化锌改变为氧化锌，但原猜中的铁在焙烧进程中简直悉数与锌结组成铁酸锌。稀硫酸溶解焙砂中的氧化锌只能到达85%～93%的总浸出率，而用热酸浸出铁酸锌中的锌则导致许多铁进入溶液，净化除铁因此曾一度成为电解锌出产的瓶颈问题。通过艰苦而行之有用的尽力，到20世纪60年代中后期开发了几个能发作易于过滤的铁化合物的除铁办法，并首要工业运用于电解锌工业，焙烧－浸出－电积法自此得到长足发展，成为出产电解锌的首要办法，现在国际80%的电解锌系由此法出产。这些除铁办法在很大程度上也可运用于其他溶液的除铁实践。 （一）黄铁矾法 黄铁矾法作为有用的除铁办法在湿法炼锌厂的实践最具代表性。黄铁矾法的开发成功是在20世纪60年代中期，其时澳大利亚的电锌公司、挪威锌公司和西班牙阿斯图里亚那公司各自独登时开发了这项技能并简直一同申请了专利。尔后黄铁矾法敏捷得到广泛运用，成为电解锌出产中首要的除铁技能，现在国际上至少有16家大型电解锌厂选用了此技能。现在用以除铁的黄铁矾法是将溶液pH值调到1.5且保持这一pH值，并在95℃左右参加一价阳离子从酸性硫酸盐溶液中堆积黄铁矾。工业中最常用的一价阳离子是NH4＋和Na＋。黄铁矾堆积后，溶液中铁的浓度一般降到1～5kg∕m3。 湿法炼锌中黄铁矾法典型的操作分3个根本过程：中性浸出、热酸浸出和黄铁矾堆积。在中性浸出阶段，酸性电解贫液被锌焙砂ZnO中和，得到含铁酸锌的渣和供电解堆积锌的中性硫酸锌溶液。铁酸锌渣在热酸浸出段用补克了硫酸的电解贫液构成的热酸中溶解，得到的含Zn和Fe的浸出液再在黄铁矾堆积段处理，先用锌焙砂调整酸度，再参加硫酸铵或硫酸钠堆积碱金属黄铁矾。沉铁后液回来中性浸出，黄铁矾渣则弃去。需求指出，堆积黄铁矾时用作中和剂的锌焙砂中所含的铁酸锌将不溶解而进入铁矾渣中，因此新生成的黄铁矾渣不宜直接弃去，避免丢失焙砂中和剂中未溶的铁酸锌。鉴于黄铁矾一旦生成则对酸恰当安稳，实践上黄铁矾渣弃去前可在相似热酸浸出的条件下进行酸洗，溶解收回渣中残存的铁酸锌，而黄铁矾本身不致溶解。 黄铁矾法的3个根本过程的详细操作条件及次序在不同供应商不尽相同，但意图是相同的；最大极限地收回锌而不考虑少数的伴生元素如Pb和Ag。例如，铁酸锌的热酸浸出和黄铁矾的堆积能够合而为一，即所谓转化法，其总反响如下：    （11） 该兼并过程的溶液然后可用新鲜焙砂中和，产出溶液供电解和渣回来循环。若精矿中含有较许多的Pb和Ag，则选用其他的流程，得到含Pb∕Ag的渣、黄铁矾堆积和中性Zn电解液。这类流程中包含有一个预中和作业。在一般的黄铁矾流程中是用焙砂下降热酸浸出液的酸度，然后敏捷而有用地堆积黄铁矾。焙砂中存在的Zn2＋，Cd2＋，Cu2＋，Pb2＋和Ag进入黄铁矾而丢失。在热酸浸出和黄铁矾堆积作业之间引进一个预中和作业能够下降黄铁矾中的金属丢失。在预中和作业中，溶液中的酸一部分被焙砂中和，所得的渣回来热酸浸出段溶解其间的Zn和Fe，而Pb和Ag留在铅－银渣中。部分中和过的溶液随后参加所需求的中和剂进行黄铁矾堆积。 图4为集成的黄铁矾法流程示意图。它的规划中结合了各种黄铁矾法计划中的大大都改善环节。图4  集成黄铁矾法 除运用于湿法炼锌工业中外，黄铁矾法还在铜、镍、钴等金属提取顶用作除铁工艺，尤其是在硫酸盐系统中。例如，在处理钴－铜精矿的阡比什（Chambishi）焙烧－浸出－电积法中，铜电积前的除铁就是选用黄钾铁矾沉铁。因为硫酸化焙烧本身供给了K＋离子，堆积黄钾铁矾时无需外加高本钱的硫酸钾。 黄铁矾法的长处是堆积简单过滤，Zn，Cd和Cu在堆积中的丢失最少，能够一同操控硫酸根和碱金属离子，简单与各种湿法冶金流程结合。但它也有其本身的缺陷，例如：1）所用试剂本钱较高；2）渣的体积较大，为1.4kg∕（m3·t），堆存占地较大；3）需求充沛洗刷以除掉吸附的有害环境或可供运用的金属；4）需求在操控条件下寄存避免分化放出有害组分污染环境。通过热分化或水热分化将黄铁矾转化为赤铁矿供出产铁并将硫酸钠／硫酸铵循环至黄铁矾堆积作业，可望战胜这些缺陷。 （二）针铁矿法 运用堆积针铁矿除铁的技能是由比利时老山公司巴伦厂（Vieille Montagne）首要开发和工业化的，称为VM法。成功地堆积针铁矿的关键在于保持溶液中Fe3＋的低浓度，例如＜1kg∕m3，否则在堆积针铁矿的pH规模（2～3.5)内将得到胶状的Fe（OH）3或碱式硫酸铁Fe4SO4（OH）10。VM法处理此问题选用的是复原－堆积法，流程如图5所示，从热酸浸出得到的含100kg∕m3Zn，25～30kg∕m3Fe3＋及50～60kg∕m3H2SO4的硫酸锌溶被先通过复原作业，即在堆积针铁矿前在一个独自的作业中先用锌精矿（ZnS）将溶液中的Fe3＋都复原成Fe2＋，复原后未反响的ZnS与反响生成的元素硫一同别离出来送回焙烧炉。复原后液再用焙砂ZnO预中和至3～5kg∕m3H2SO4，得到的铁渣回来热酸浸出作业，溶液则送入堆积反响器。向堆积器通空气将Fe2＋氧化成Fe3＋而使之水解堆积出针铁矿晶体。图5  VM针铁矿法 堆积针铁矿时需不断在参加焙砂以中和水解反响发作的酸，将pH值操控在恰当的规模内，如pH＝2～3.5。VM法需求特别注意操控Fe2＋的氧化速度，使得溶液中Fe3＋的浓度在水解堆积针铁矿的进程中一直坚持在1kg∕m3以内。与黄铁矾法不同的是，针铁矿堆积时无需供给一价阳离子，而得到的针铁矿渣也不能进行酸洗收回其间由焙砂中和带入的未溶解的锌。为避免这部分锌的丢失，一个对策是运用低铁的闪锌矿焙砂作中和剂。 澳大利亚电解锌公司开发的EZ法直接将含Fe3＋的待水解液慢慢参加水解堆积器中，操控水解液Fe3＋浓度不超越1kg∕m3然后操控水解，因此EZ法亦称部分分化法。在70～90℃下接连水解堆积针铁矿，一同不断参加锌焙砂中和因水解发作的酸，保持溶液pH值在2.8以适于水解。 两种针铁矿法比较，堆积相同数量的铁，VM法水解发作的酸此EZ法少，因此为中和水解的酸需求耗费的锌焙砂也少，随锌焙砂丢失的锌电少，除铁的作用也好于EZ法。但VM法触及先复原后氧化两道工序，比较繁琐。此外，VM法用空气氧化Fe2＋的速度较慢，而用其他氧化剂则本钱高。 与黄铁矾法比较，针铁矿法不需求硫酸根和碱金属，可运用于任何酸浸系统，包含氯化物系统和硝酸盐系统，除铁的作用也更好（从30kg∕m3到小于1kg·kg∕m3），但针铁矿对酸的安稳性较差，堆积中未溶解的铁酸锌不能如黄铁矾法那样用酸洗来收回。 （三）赤铁矿法 日本秋田公司饭岛锌冶炼厂和德国鲁尔锌公司达特伦电锌厂均选用赤铁矿法处理锌厂中性浸出的浸渣收回其间以铁酸锌存在的锌及其他有价组分。用赤铁矿法处理湿法炼锌的铁渣源于环境保护的压力。赤铁矿法准则流程见图6。来自浸出主流程的高铁渣在村耐酸砖和铅的高压釜顶用电解贫液补加酸再提出，反响温度95～100℃。浸出在SO2（分压0.15～0.25MPa）气氛下进行，所以也称为SO2浸出。在此条件下渣中的铁酸盐很简单溶解，高铁复原成二价伴随铁酸盐中的锌和铜进入溶液：    （12）    （13）图6  赤铁矿法准则流程图 从溶液中排去过量的SO2和用H2S堆积除掉铜后，对含大约Zn90kg∕m3，Fe60kg∕m3，H2SO4 20kg∕m3的溶液用石灰百分两段中和。榜首段中和到pH＝2以发作可供应的高等第石膏，然后再中和到pH＝4.5，堆积分出含有价金属如Ca和In的石膏，一同有碍赤铁矿堆积的元素如Al等也在此阶段随石膏堆积除掉。第二段中和发作的浆料经重力沉降得到的固体回来榜首段中和槽，沉降后液高压过滤得到氧化物－氢氧化物的混合堆积，送熔炼厂收回镓和铟。一同用空气氧化堆积部分铁和其他杂质。堆积石膏有助于除掉SO2氧化发作的硫酸根以保持硫酸根平衡。两段中和后的溶液（含Fe 40～45kg∕m3）用赤铁矿法堆积除铁。沉铁在衬钛高压釜中进行，通入新鲜蒸汽和氧气，温度从95℃升高到200℃，压力进步到1.8MPa（氧分压0.15～0.25MPa），溶液中的硫酸亚铁被氧化成硫酸铁并发作水解：    （14） 高压釜中停留时刻约3h，首要水解产品为赤铁矿，含有w（Fe）＝59%和w（S）＝3%，固液别离后赤铁矿也首要供应给水泥厂。别离出赤铁矿的溶液含Fe5～7kg∕m3和H2SO460～70kg∕m3，回来焙砂的中性浸出段。 选用赤铁矿法的饭岛锌冶炼厂自1972年投产以来，至今已成功运行了26年，经1997年扩产，电锌产值巳达190000t∕a。因为锌精矿铁含量添加，出产功率进步和工厂扩产，赤铁矿法处理的铁量逐年添加，并在技能上作了若干改善。例如，锌焙砂弱酸浸出的渣与元素硫混合用电解贫液补加硫酸后在衬铅和耐酸砖的高压釜中再浸出。参加元素硫使溶液中大部分铜作为硫化铜堆积。热酸浸出的排料除掉过量的SO2后，在拌和槽中通入H2S堆积其他的铜。沉铜槽的排料稠密、压滤，得到的滤渣含铜、铅和贵金属，送熔炼厂收回。沉铜稠密机溢流含30kg∕m3游离酸，用细磨的石灰石两段中和。榜首段中和游离酸（至pH＝1）得到纯的石膏，离心过滤后供应给水泥厂。 近些年来，跟着锌精矿中铁含量的添加，焙砂中进入铁酸盐中的铜添加，焙砂弱酸浸出的铜削减而进入浸渣的铜添加，因此浸渣赤铁矿法处理厂中需求堆积的铜大为添加，然后使渣处理厂堆积铜的本钱进步。1992年曾经，渣处理厂中溶液中的铜用元素硫和硫化氧堆积：    （15）    （16） 饭岛锌冶炼厂1992年用于堆积铜的硫化氧气体耗费本钱占总的耗费性本钱的25%。这无疑太高，需求开发一个不必堆积铜的新办法。后来发现硫化锌精矿能够替代气体，它堆积除铜的反响如下    （17）    （18）当出产上用硫化锌精矿沉铜时，铜的堆积并不彻底。后来运用更细的精矿添加SO2分压处理了这一问题。现在这种办法有用地脱除了铜。 高铁水解成赤铁矿和铝水解堆积铝矾都发作酸，因此下降赤铁矿堆积釜的料液中游离硫酸的浓度和铝的浓度对促进高铁的水解很有用：本来第二段中和的溶液有30%回来榜首段，从1997年3月以来，第二段溶液回来的量逐步添加，赤铁矿水解高压釜的料液中游离硫酸浓度从7kg∕m3降到4kg∕m3，铝的浓度降到2kg∕m3以下，除铁功率进步到88%以上，使操作本钱要素如氧气或蒸汽的本钱下降。 尽管赤铁矿法在环保方面比黄铁矾法和针铁矿法更有利，它依然遭到环境方面的压力。为了使堆积的赤铁矿能悉数售出给水泥厂，有必要处理赤铁矿中的含砷和含硫问题。因为火法冶金不只本钱高，并且很难满足脱除砷，所以饭岛炼锌厂研讨在堆积赤铁矿前从溶液中脱砷，提出了图7所示的改善赤铁矿法新流程。图7  改善的赤铁矿法新流程 在改善的赤铁矿法中，弱酸提出的渣在105℃下SO2气氛中浸出而不加锌精矿或元素硫，发作的含银和铅的渣过滤别离。滤液用石灰榜首段中和到pH＝1，发作纯石膏。然后在该中和段的溶液中参加锌灰，堆积砷化铜，铜和砷的脱除率到达99%。脱砷后液榜首段加石灰石中和到pH＝4，堆积出含Ga，In和Al的石膏。该段的溶液大部分送赤铁矿堆积高压釜，其他溶液用于浸出砷化铜。浸除在独自的高压釜中氧气氛下进行，铜被浸出而砷堆积为铁。浸液中的铜用锌灰置换，然后将溶液回来焙砂中性浸段。改善的赤铁矿法进行了中试和可行性研讨，得到的赤铁矿质量及本钱都令人满足。 德国鲁尔公司（Ruhr－Zink GmbH）的赤铁矿法首要包含以下过程： （1）中性浸出渣两段热酸浸出。榜首段为热酸浸出，中性提出渣用第二段超热酸浸出的滤液在95℃下浸出，浸出的终酸浓度50kg∕m3。渣中的大部分有价金属如锌、铜和镉伴随铁一同溶解。浸出的排料稠密后溢流泵送至复原段，底流在过热酸浸段中沸点以上浸出，酸浓度140kg∕m3。过热酸浸中铁酸盐都溶解，残留的低铁富铅的Pb－Ag渣经稠密和高压膜压滤机过滤，滤液回来热酸浸出。 （2）高铁复原。为了在堆积赤铁矿前净化溶液并能在最尽或许低的温度下堆积铁，需求将离解的高铁先复原成亚铁。硫化锌精矿可用作复原剂，它的本钱低，但需大大过量，反响温度在90℃左右。未反响的含元素硫的渣过滤后回来焙烧。 （3）溶液的净化与中和。复原后液用焙砂在中和槽和稠密机中两段中和，使一切影响赤铁矿质量的元素大部分堆积分出，特别是砷和锑。铜则部分共堆积。这些元素富集在中和渣中，再在终浸作业中彻底溶解。终浸用废酸进行，终酸浓度为40kg∕m3。在稠密机中固液别离后，底流送去热酸浸出作业，溢流送去用海绵铁置换沉铜，将铜的浓度降至500g∕m3以下，再返至前面的中和作业。置换的铜用废酸洗刷后出售。 （4）赤铁矿堆积。这是最重要的部分。中和净化的浸液（含Fe2＋25～30kg∕m3，Zn120～130kg∕m3）用蒸汽加热到180℃以上，其间的亚铁在氧压1.8MPa下氧化并水解成含w（Fe）＝60%左右的细粒赤铁矿，铁的堆积率达90%～95%。详细流程如图8所示。 赤铁矿法出资和操作费用远高于黄铁矾法和针铁矿法，但它或许收回锌精矿的悉数成分，发作的满是可供应的产品，一切作为中间产品的渣帮可进一步加工而无需堆存。图8  鲁尔公司电解锌厂赤铁矿法准则流程

不管哪一种方法，在精制除钒进程中都发生含钒(VOCI2）、高沸点杂质的TiCl4泥浆，其处理难度较大。    铝粉除钒的TiCl4泥浆按国外熔盐氯化的经历，是返回到独立的熔盐炉中处理。首要收回TiC14，之后通人C12，使VOC12从头转变成VOC13、VC14，经冷却、冷凝、收回，再制成V2O5，做到综合利用，变废为宝。    国内铜丝球除钒工艺，因铜复原后生成的VOCI2被吸附在铜丝球上，定时用HCI,清水清洗，没有办法收回钒，操作环境恶劣，影响环境。法除钒的泥浆需求独自的蒸腾设备收回TiCl4，其固体杂质弃去处理。有机物除钒的TiC14泥浆选用接连返氯化炉处理的工艺收回TiC14，钒渣(VOC12)落人氯化钒渣桶中一块被净化处理。工艺简略接连，处理才能大，节能作用非常好。含钒泥浆的处理工艺流程如图所示。    该技能已由锦州钛厂申获发明专利。    几种除钒工艺比较见下表。

铁是湿法冶金中最常遇见的杂质元素。它在自然界的丰度以及它与周期表中许多元素（如第二类主族元素中的Ca和Mg及第一过渡系元素Ti，V，Cr，Mn，Co，Ni，Cu）化学性质上的相似性，使之经常发生元素取代，以致这些元素的矿物如果不是全部，至少也是大部分含有铁。作为固溶体结合在矿物中的铁含量从微量（＜0.5wt%）到多量（＞10wt%）不等，闪锌矿中取代锌的铁量可多达17.4%，镍黄铁矿（Fe，Ni）9S8含铁最多甚至可达43%。因此，湿法冶金中各种浸出液和工艺溶液中都程度不同地含有铁。下表列出了几种主要金属生产过程中由酸浸或酸洗作业产生的可溶性铁的估算数量。因此，含铁溶液的水解自然成了湿法冶金中沉淀分离铁最重要最常见的反应，而且多数是为了从浸出液和各种工艺溶液中，主要是从硫酸盐介质中，除去铁杂质。用沉淀法除铁的一个额外的好处是可以通过与铁的共沉淀同时除去其他有害元素如砷。 表  某些冶金业中产生的可溶性铁估算量金属生产业金属产量∕（t·a－1）产生的可溶性铁∕（t·a－1）铜100000003000000锌60000001000000镍5000002500000钢7000000002000000 在湿法冶金所遇到的氧化电位和pH条件下，溶液中的铁只有二价和三价两种价态。由图1看，Fe3＋与Zn2＋，Cu2＋，Co2＋，Ni2＋等的沉淀线相距甚远，表明可以通过水解选择性沉淀铁化合物，在3.5～5的低pH值下从这些金属的溶液中除去铁。Fe2＋则即使在中性条件下也不发生沉淀，因此湿法冶金中的沉淀除铁问题都是基于Fe3＋的水解，Fe2＋需先氧化成Fe3＋后才能有效除去。 铁的水解是一个十分复杂的过程，溶液的性质和水解的条件都对水解的结果有着重要影响，产生不同的水解产品和不同的晶型结构。也正因为如此，自然界才会有多种铁的氧化物存在。现在已经知道的铁氧化物、羟基氧化物和氢氧化物有13种，包括水铁矿（Fe5HO8·4H2O）、赤铁矿（α－Fe2O3）、赤磁铁矿（γ－Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、针铁矿（α－FeOOH）、四方纤铁矿（β－FeOOH）、纤铁矿（γ－FeOOH）和六方纤铁矿（δ'－FeOOH）。除针铁矿和六方纤铁矿外，其余铁氧化矿物都可能为良好的晶体。图2描述了常见铁氧化物的形成条件和它们间转变的路线和大致的转变条件。图1  金属氢氧化物沉淀图25℃图2  常见铁氧化物形成和转换路线及其条件 除氧化物、羟基氧化物和氢氧化物外，铁水解时还可能结合溶液中某些阴离子而形成复盐，最典型的例子是黄铁矾。其中的一些水解产物可能发展为湿法冶金中从溶液中除铁的化合物。选择作为除铁的水解产物应具备下列性质： （1）应具有较小的溶解度，从而可把溶液中残留的铁降到最低； （2）应能在较低的pH值下沉淀析出，以免在除铁时引起主金属沉淀损失； （3）应易于结晶，晶粒较大尤好，便于过滤洗涤； （4）应有较大水解速度，使除铁过程能在短时间内完成； （5）最好能与溶液中的其他有害杂质发生共沉淀作用，简化溶液净化过程； （6）水解沉淀过程应尽可能经济、简便。 现已开发并工业应用的沉铁方法有4种，都是利用中和水解方法沉淀的。其中3种用于除铁，都是从锌的湿法冶金工业发展起来并首先工业化的，依其沉淀的铁化合物分别称为黄铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法。第4种主要用于磁铁合成。下面分别介绍3种水解除铁的方法。 氧化还原电位和pH值是控制铁在水溶液中行为的两个重要因素。氧化环境有利铁沉淀，还原环境促使铁溶解；酸性条件有利铁溶解，碱性条件有利铁沉淀。高铁离子平衡浓度受溶液pH值变化的影响很强烈，在pH＜3时，pH值每增加1个单位，高铁离子的平衡浓度就降低2～3个数量级。因此简单地提高高铁溶液的pH值进行水解会产生巨大的过饱和度，引起很大的成核速度而造成胶体析出。溶液中的铁大于5kg∕m3时，中和水解产生的胶状Fe（OH）3沉淀就难于甚至无法过滤或沉降。这样的沉淀夹带大量溶液，造成有价组分的严重损失，无法在工业生产中用来除铁。 温度对铁的行为也有重要影响。高温会促使铁沉淀，使沉淀在更低的pH值下发生。因此，控制溶液中Fe3＋沉淀程度和沉淀物稳定性的最重要的因素是温度和pH值。诱发水解反应相应地有两种主要方法：加热溶液或加碱中和。巴布坎在20～200℃范围内用0.5mol∕L Fe2（SO4）3－KOH水解合成黄钾铁矾阐明了其形成的温度－pH关系，如图3所示。图中斜线阴影部分为黄钾铁矾的稳定区，随着温度的升高，稳定区向pH值降低的方向倾斜。在20℃下黄钾铁矾形成的pH值范围从2延伸到3，而在100℃下pH值范围从1延伸到2.3，200℃下pH值从0到1.2。低于此稳定区的pH值时无沉淀生成，pH值高过此区则因温度的不同而形成各种其他铁化合物。特别值得注意的是，在100℃以上会形成赤铁矿，而在较低温度下形成针铁矿。看来pH在1.5～1.6之间是100℃下黄钾铁矾形成的理想酸度。黄钾铁矾沉淀的程度随溶液初始pH值的上升而提高，初始pH值再高则会形成别种铁化合物。图3  黄钾铁矾形成的稳定区与温度与pH值的关系 （20～200℃下从0.5mol∕LFe2（SO4）3溶液中沉淀） 高铁浓度液对铁的沉淀也有重要影响。测定Fe2O3－H2SO4－H2O三元件系的等温线表明，在110℃下，硫酸铁酸性溶液中，在最低的铁和酸浓度下沉淀的是针铁矿α－FeO（OH），中等铁浓度时出现草黄铁矾H3OFe3（SO4）2（OH）6，在黄铁矾与针铁矿之间还有另一个化合物    Fe4（SO4）（OH）10，它在较低的铁浓度下形成，可能在黄铁矾形成后期铁浓度只有几g∕L时生成，只有在很高的硫酸铁浓度下才有Fe3（SO4）（OH）生成。 关于铁水解沉淀的物理化学更深入的讨论可参考有关文献。

使用三价钴氢氧化物的低溶度积，使钴氧化水解沉积，是出产上别离溶液中镍和钴的常用办法。 在酸性溶液中，Co2＋比Ni2＋优先氧化，且Co（OH）3的溶度积及水解沉积的pH值显着低于Ni（OH）3，在强氧化剂效果下，Co2＋被氧化而水解沉积。在氧化水解沉钴进程中，即便少置Ni2＋氧化而生成Ni（OH）3沉积，也仍对Co2＋具有氧化效果，发作发生Co（OH）3沉积的置换反响，Ni2＋进入溶液。常用的强氧化剂为或次改。 水解沉积进程中有H＋发生，有必要加碱进行中和。 在出产使用中，为了使钴和镍杰出别离，应遵照以下根本原则： （一）参加过量氧化剂和碱，如用次为氧化制，应使NaCl∶Na2CO3＝（1.1～1.2）∶1。 （二）操控恰当的析钴率，溶液含钴高时析钴率可高些。 （三）用二次沉钴替代一次沉钴，以取得较高纯度的氢氧化钴。 沉钴作业在空气拌和槽中完结。NaClO作氧化剂时，二次沉钴的工艺进程为：一次沉钴→压滤→滤渣用二次沉钴母液淘洗→复原溶解→二次沉钴→压滤，如图1所示。二次沉钴的根本技术参数见表1。图1  从氢氧化钴出产电钴的工艺流程图 表1  二次沉钴的首要技术参数沉钴进程中，溶液用空气拌和均匀，氧化剂有必要用压缩空气雾化均匀喷洒在液面上。一次沉钴得到的氢氧化钴中，Co∕Ni≥10；二次沉钴得到的氢氧化钴中，Ca∕Ni≥350，Co∕Cu≥200，Co∕Fe≥100。假如要求出产1号电钴，Co∕Ni比须大于600。

钛液的水解是硫酸法从钛铁矿出产钛白（二氧化钛）的重要进程。钛铁矿经酸免除杂后得到净化的钛液，再经热水解得到偏钛酸（水合二氧化钛），煅烧后得到钛白。 与—般盐类水解不同，钛液的水解没有固定的pH值，稀释或加热都能分出氢氧化钛的水合物沉积。甚至在高达400～500kg∕m3硫酸的条件下长期煮沸也能水解分出沉积。常温下稀释分出的是胶体氢氧化钛，不能满意钛白出产的要求。工业上是加热钛液并保持欢腾水解分出水合二氧化钛，化学计量式可表示为：    （1） 关于钛液热水解的精确机理尚不彻底清楚，一般认为是H＋离子的搬运进程和胶体的凝集进程。其离子搬运进程大致如下。 钛离子在溶液中为6配位水和配离子[Ti（H2O）6]4＋，其水解进程大致分为3个阶段：晶核构成，晶核生长与沉积构成，水解作用进一步使沉积物及溶液组成改动。水解成核的第一步是从一个H2O分子中脱去1个H＋离子而下降了钛的水合高子的电荷：    （2） 此羟基水合钛离子在溶液中发作二聚，构成二核钛离子－八水合二羟基钛配离子：    （3） 放置时该钛的羟桥配离子中H2O分子上的H＋持续搬运，构成更安稳的氧桥配离子    （4） 钛氧桥配离子中H2O分子上的H＋离子再搬运，进一步离解成羟桥配离子，再搬运成氧桥，就可能结组成四钛合作物：[（H2O）4Ti（O）2Ti（H2O）2（O）2Ti（H2O）2Ti（O）2（H2O）4]4＋。这种H＋离子的搬运跟着水解进程持续发展，便逐步构成多核合作物。多核合作物中H＋离子的不断搬运直至电中性而成为直径3～10nm的水合二氧化钛。该水合二氧化钛为无定型或具有不显着的锐钛型微晶结构，它们按必定方向20～30个聚组成胶粒，胶粒加快凝集至＞10μm则开端沉积分出。跟着水解的发展，溶液中TiO2的含量逐步下降，而游离酸浓度不断进步。这样能使沉积的少数粒子部分溶解，而后又从头分出新组成的沉积。这个进程不断持续，直至只剩下极少数钛及较浓的硫酸。 钛液热水解时其组成和质量，尤其是钛含量、F值（酸度系数）、铁钛比、三价钛含量、弄清度和安稳性等，对水解产品水合二氧化钛的纯度、微晶的结构和胶粒的巨细影响很大。安稳性差的钛液在贮存和放置进程中有陈化而逐步分出胶状污浊或沉积倾向，用而在水解前自身即已发生某些胶性结晶中心，使水解产品粒子不均，且易吸附较多杂质使终究颜料产品的白度、上色力和分散性都显着下降。 钛液浓度太低，例如TiO2小于150kg∕m3时，水解产品煅烧后转化成粗粒型二氧化钛，其颜料功能极差。钛液浓度进步可促进终究产品上色力进步，但水解速度会减慢。而当钛液TiO2浓度＞200kg∕m3时浓度的进步对产品上色力的进步已不显着。因而，对非颜料用钛白出产多选用低浓度水解以取得较高水解率并简单水洗，对颜料用钛白出产需在TiO2为190～230kg∕m3下水解以发生契合质量要求的颜料钛白。 钛液中含硫酸亚铁高会使水解速度减慢、水解产品过细，一起母液黏度和比重添加，水解产品洗刷速度减慢。但硫酸亚铁含量过低会添加冷冻结晶硫酸亚铁工序的担负、水解产品颗粒也变粗。出产中Fe∕TiO2一般操控在0.2～0.3之间。 在水解操作中，晶种、水解温度、时刻、加热方法、拌和速度是重要的操作参数。晶种活性和数量都对钛液热水解有很大影响。晶种活性取决于其制备条件。晶种的制备归纳起来有稀释法（自生晶种）和中和法（外加晶种）两大类，其实质都是先制得一种正钛酸肢体，然后在稀硫酸或稀中加热胶溶、熟化，在TiO（OH）2颗粒表面吸附具有必定电荷的TiO2＋和Ti4＋，构成不溶于稀酸的胶体溶液（晶种）。晶种可正确诱导热水解的进行，不光影响水解速度、收率和水解产品粒子巨细，并且可决定产品的晶型（锐钛型或金红石型）。一般来说，晶种参加量0.6%～2%时产品上色力最好。 水解温度对水解速度及产品粒度也很有影响。欢腾温度下水解速度最能契合工业出产要求，操作也最易操控。一般常压下水解以2～4h为宜。

针铁矿是羟基氧化铁的一种，称为α型羟基氧化铁α－FeO（OH）。自然界有4种羟基氧化铁同质异象体，其余3种分别是：四方纤铁矿β－FeO（OH），纤铁矿γ－FeO（OH）和六方纤铁矿δ－FeO（OH）。针铁矿是自然界中最常见的羟基氧化铁矿物，反映了它在风化条件下最稳定。事实上占通常是自然界中含铁的硫化矿、氧化矿、碳酸盐和硅酸盐风化的产物。研究指出，在常压的沸点下pH1.5～3.5范围内及硫酸根总浓度3mol∕L以内针铁矿是高铁水解最可能的产物。大多数针铁矿都以固溶体形式含有其他元素。 针铁矿也可看为α型－水氧化铁α－Fe2O3·H2O，其结构上与一水硬铝矿相同，属斜方晶系。在针铁矿的晶体结构中，只有Fe3＋，O2－和OH－3种离子，三者的配合比为1∶1∶1。其中O2－位于八面体的顶点，而Fe3＋处于八面体的中心，并为O2－所包围。O2－离子与4个Fe3＋离子相联结，即共用于4个八面体之间，其中每一个价键仅为1／2价。OH－离子则共用于2个八面体之间，每一个价键也是1／2所。位于八面体中心的高铁离子具有很强的极化能力，使四周配位离子的外层电子云产生偏移，导致正负离子外层电子云的相互重叠，并形成共价键。由于  O2－较OH－更易于发生变形，因而配位氧离子将具有较配位氢氧离子为强的共价键，即键的极性较弱。 热力学计算指出，针铁矿较三水氧化铁具有更大的晶格能，表明针铁矿比后者更稳定。因此，在通常情况下（酸度不大和温度不高于140℃），高铁水解产物在热力学上的稳定结构应是针铁矿而不是胶态氢氧化铁。但在实际上，当用中和法使高铁从水溶液中析出时，得到的沉淀物都是三水氧化铁胶体而不是结晶态的针铁矿。出现这种情况的主要原因在于pH对溶液中高铁的过饱和程度影响很大，因而中和水解时，随着溶液pH的升高造成巨大的高铁过饱和度，形成很大的成核速度，使得水解产物呈肢体析出。鉴于高铁溶液中和水解很难控制系统的过饱和度，欲避免胶件氢氧化铁析出，关键是水解时要将溶液中的高铁离子浓度控制在很低的水平，一般低于1kg·m－3。针铁矿法正是针对这一问题而提出来的。它采用的水解条件是利用空气氧化、低过饱和度及较高温度，既有利于水合物的脱水和缩合，也有利于有关质点有序排列，从而使水解产物呈晶体而不是肢体。针铁矿法有两种模式来控制高铁浓度。其一是先将溶液中的高铁离子还原成低价，再中和至pH值为4.5～5，这时因高铁浓度很低，不会析出胶态氢氧化铁，而亚铁离子在此pH值下也不会形成Fe（OH）2沉淀。然后通空气在90℃左右的温度下再将亚铁重新氧化成高铁，小量产生的高铁离子一经出现即水解形成少量晶核，并缓慢发育成针铁矿晶体而沉淀，相关的反应方程式为：    （1） 高铁的还原剂可以有很多选择，但生产中使用的还原剂应价格低廉，操作简便，而且氧化后不引入任何危害。从这种实际的角度考虑，硫化锌精矿是硫酸锌电解液针铁矿法净化的最佳还原剂。用硫化锌还原高铁的结果，ZnS中的锌即以Zn2＋离子形式进入溶液，硫则以元素硫的固体形式留在渣中，对其后的作业无任何危害。硫化锌还原高铁的总反应式为：    （2） 热力学计算得到该氧化还原反应的标准电动势为0.506V，具有足够的热力学推动力。实践表明反应的速度也比较高，在90℃温度下一般只需3～4h就可达到相当的还原深度。例如，由反应式（2）的标准电动势求得的平衡常数为Kc＝[Fe2＋]2[Zn2＋]∕[Fe3＋]2＝1017.09，若取锌离子的活度为0.1mol∕L，则求得[Fa2＋]∕[Fe3＋]≈109，说明硫化锌使高铁的还原进行得比较彻底。 针铁矿法中亚铁的再氧化采用空气中的氧作氧化剂，其氧化反应方程为：    （3） 在25℃温度下空气的标准氧化电位E＝1.22－0.059pH。在pH＝4时，氧的标准电位为0.984V，仅此Fe3＋∕Fe2＋电对的标准电位（0.771V）高0.213V。但是，由于在此时Fe3＋已预还原成Fe2＋，此电对的实际电位E 大为降低。例如当Fe3＋／Fe2＋＝10－4时，      E 降至0.538V，从而氧化反应（9）的电位提高到0.316V。同时，在水解沉铁体系中，氧化产生的高铁高子即时水解沉淀，因而能始终保持体系中[Fe3＋]／[Fe2＋]为一个较低的值。 亚铁氧化沉淀包括亚铁氧化和高铁水解这两个连续的环节。氧气氧化亚铁的过程又包括氧气的溶解、氧分子由相界面向溶液内部的扩散、亚铁离子对氧分子的吸附、氧分子裂解为氧原子、亚铁离子与氧原子之间的电子交换等多个步骤。其中氧分子裂解为氧原子为控制速度的关键步骤。提高氧分子裂解反应的速度可以采取3种办法：提高氧分压，如使用富氧鼓风和利用压缩空气并维持整个反应进程在较高的压力下进行，提高温度；采用催化，一般以Cu2＋作为催化剂。 被吸附的氧分子转变为被吸附的氧原子后，即发生氧原子与亚铁离子之间的电子转移，其结果是亚铁离子被氧化成高铁离子，而氧原子则还原为O2－离子：另一个氧原子也将以同样方式被还原成离子O2－，所形成的O2－会和高铁离于强烈结合，形成（Fe－O－Fe）4＋这样的配合物离子。它再与OH－离子结合，并进一步脱水综合，就生成了针铁矿：针铁矿法另一种控制高铁浓度的模式是澳大利亚电解锌公司开发的，它不经过先还原，而是直接将热的高铁溶液连同中和剂以控制的速度加入沉淀槽中，使高铁的浓度维持在1kg·m-3以下。在70～90℃温度下并维持pH在2.8左右，针铁矿随着高铁的加入连续析出。相关的反应为：    （4）

有关钛液水解方法的专利和报导许多，但只需2种方法现在仍在各国广泛运用。一种是法国人约瑟夫·布鲁门菲尔德(Joseph Blu-menfeld)在1923年研讨成功的自生晶种稀释法水解工艺，又称布鲁门菲尔德法；另一种方法是麦克伦堡(Meklenberg)在1930年开发成功的，选用以碱中和钛液制备晶种的外加晶种工艺，又称麦克伦堡法或沉积法。几十年来这2种方法的操作细节尽管做了不少改动，但根本原理和根本操作方法简直和本来相同。2种方法所得到的产品质量没有在何显着差异，2种方法都不具有显着优于对方的长处，在操作时外加晶种法水解时对钛液的浓度比较灵敏，而自生晶种稀释法水解工艺对钛液的F值比较灵敏；自生晶种稀释法水解一般选用直接蒸汽加热，外加晶种大部分选用直接蒸汽加热，也有少量用直接蒸汽；自生晶种稀释法水解操作操控比较杂乱，外加晶种尽管操控相对比较简略，但要增加一套制备晶种的设备。       (1)自生晶种稀释法水解     该方法是在严厉规则的条件下，把浓钛液稀释使其在溶液中先构成一批符合要求的结晶中心(晶核或晶种),然后持续再参加待水解的钛液，在它的沸点左右进行加热水解。用这种方法能够运用更浓的硫酸氧钛溶液(TiO2:240~260g/L,有用酸为480~520/L),以保证水解初期自生晶种的数量，防止钛液在预热期间水解，在大型工业化出产中设备简略比较经济。     这种方法钛液和水都要事前预熟，按必定的热钛液和热水的份额；把钛液按必定的速率在规则的时刻内加到热水中，这一步操作是该水解工艺的中心部分，只需这样才干构成必定数量和质量的晶种，然后在拌和和加热的状况下持续参加其他钛液进行热水解操作。   但榜首批钛液参加热水中时，会呈现细微的混浊，谁续参加钛液，混合物敏捷溶解又出规相对通明，这种溶解进程仅仅是表面规象，事实上该胶体沉积物被涣散到钛液中，起着晶种和结晶中心的效果，而在今后的水解进程中、水合二氧化钛就堆积在这些晶种或结晶中心上。大约20min后溶液从黑色变为橄榄绿色，继而又变成钢灰色，此刻应当即中止加热和拌和，使水合二氧化钛粒子在比较温文、均匀的状况下增加。数分钟后色彩牙良快由棕褐色转为乳白色，中止加热和拌和的期间，工业上称为水解“诱导期”，通过中止加热、中止拌和的水解产品的过滤速度要比不断拌和接连加热的水解产品的过滤速度快50%；在这个期间内尽管未加热，但水解产品的粒子仍在不断增加，整个水解进程粒子生长改动的状况如下：      在溶液变白时，实践上水解已完结60%~70%，可是在钛液参加热水中开端几分钟的反响是十分重要的，它根本断定了该批水解反响的速率和水解产品的质量，有的工艺明确规则了一分钟后的离子浓度(80~120g/L)。停正加热、拌和的时刻一般操控在20~60min左右，然后从头加热拌和，水解时的速率一般先快后慢，但水解挨近结尾，持续加热不再有新的沉积分出时，加水稀释能够加快水解反响使水解更趋彻底，以进步水解得率。稀释一般运用热水，这是一项看起来简略，实践上技能性很强的作业，不能不屑一顾，不然会呈现许多的细粒子，使水解物料呈牛奶状，粒径散布变差，使水合二氧化钛的过滤和洗刷变得好不简单。[next]     有的工厂把加稀释水的时刻，改在水解诱导期完毕，从头加热拌时，把稀释水不间断的在整个煮沸期间均匀地加到水解物猜中，他们以为这样能够坚持整个水解期间的酸度相对安稳，使水解沉积颗粒比较均匀。     自生晶种稀释法水解最难操作的当地是榜首怎么操控钛液的加量和参加的速率，特别是前4min的加量和速率。由于钛液参加快度过快，由于来不及生成满足的胶体二氧化钛(晶种)，会构成水解率偏低，而参加快度过慢，或温度过高，乃至或许呈现在悉数钛液加完之前呈现许多不规则的沉积，不只水解率差，过滤功能也欠好。关于这一点现代计量和自动操控技能已能根本解决这一难题；第二是怎么调查变色断定中止加热、拌和的时刻，一般操作是肉眼调查为主、时刻和温度把握为辅，但这样在大型工业化出产中，多少带有人为的主观性。英国专利No.1335537和美国专利USP3706829中都提出，通过测定水解钛液的反射率的方法，来断定中止加热、拌和时刻的临界点。他们运用一种色差仪(Colormaster)，选用绿色滤光镜，在水解罐壁的视镜上接连进行检测，当水解钛液变色到达某一临界值时，发现反射率曲线呈现转折点，这一点就是中止加热，中止拌和最理想的时刻。但由于视镜的污染、钛液色彩的深浅影响调查成果，实践出产中运用的不多，首要仍是靠把握温度、时刻加上肉眼调查来决议。表1为布鲁门菲尔德法水解产品数据的实例。 表1    稀释法水解初期钛液的组成时刻/min溶液状况二氧化钛浓度/g/L溶解状况胶体方法沉积4 5 6 7 8 9 10 11 12 13通明 通明 通明 细微混浊 细微混浊 显着混浊 混浊 严峻混浊 白色 白色104 97 92 84 78 70 71 88 45 4321.1 28.2 33.0 40.8 46.8 55.0 53.6 41.9 31.6 26.60 0 0 0 0 0 0 0 48.2 55.2         美国专利USP3706829、4014977曾对自生晶种稀释法水解有比较具体的介绍。在上述专利中，要求钛液中的TiO2浓度为230~260g/L、F值1.75~1.85，并以为1.8时最好。水解开端前钛液和水都要求预热到88~98℃，最好是96℃，钛液与水的份额为3.5~4.5:1,最好是4:1.     水解操作时，先把热水放入水解罐中，然后在16~20min内将热钛液按必定速率参加水解罐中，在拌和下用直接蒸汽加热，大约20min后钛液欢腾(108℃左右)，称榜首沸点。但到达水解临界点时，即在钛液由黑刚刚发现变白时(此刻水解率约有15%~25%)，当即中止加热和拌和保温45min左右，然后再开动拌和和蒸汽，持续加热至再次欢腾(约112℃左右)，称第二沸点，然后坚持欢腾3h，接着参加热水稀释至TiO2浓度为155~175g/L，再拌和10~30min即可冷却放料。     放料后水解罐必定要清洗洁净，不留任何水解残留物，不然这些产品在下次水解时，会起到不良结晶中心的效果。在用大型水解罐(100m3以上)水解时，有时只停蒸汽不断拌和，由于在中止拌和期间分出的水合二氧化钛粒子生长变大，溶液的粘度也急剧上升，再次发动拌和时电机需求的发动功率太大。钛液在水解时要坚持必定的速率，在常压下加大直接蒸汽的通入量，不只不会使反响温度很快升高，反而糟蹋燕汽，许多的直接蒸汽引起剧烈拌和，会损坏水合二氧化钛粒子的絮凝，因而只需坚持微沸即可，大型水解罐为了便于调查操控，运用微压计指示来调理蒸汽的参加量。[next]     在别的一篇专利中以为实践出产中所供给的钛液F值动摇规模较大，一般在1.7~1.9之间，有时更高，由于F值的改动构成水解成果不同，因而该专利中设法把待水解的钛液分为2部分，前lmin先参加的钛液(占总钛液的3%~12%)F值有必要精确地操控在1.75~1.85之间，然后将总钛浓度相同，但F值能够偏高(可高达2.1~2.4)的第二份钛液参加水解罐中水解。其他钛液与水的预热温度、欢腾时刻、中止拌和和加热的时刻、保温欢腾的时刻和稀释浓度等都和上面介绍的水解方法根本相同。此法水解产品的消色力比较高，一般要比上面一种的水解方法的雷诺数高100左右(1750~1850)。这种方法的另一个长处是能够通过调整榜首份低F值钛液的参加量，来操控水解出来的水合二氧化钛的粒径，一般加量多粒径偏小，加量少粒径相对偏大。     自生晶种稀释法水解与外加晶种水解法比较，具有操作简略、设备少、不需求装备专门的晶种制作设备、能够节约制备晶种时的原材料和动力费用。自生晶种稀释法水解时，直接蒸汽所发作的冷凝水，能够起到缓解水解进程中有用酸进步对水解进程的抑制效果，也相当于水解后期增加稀释水的效果，并且选用直接蒸汽加热，水解罐内没有加热盘管，便于清洗水解罐防止盘管腐蚀对产品质量的影响。可是自生晶种稀释法水解，钛液开端参加构成晶种以及钛液变色时的临界那一时刻短的时刻很难操控，为了战胜这一缺陷，近年来又开发1种水解方法，这种方法在钛液水解前参加晶种，其他水和钛液的预热、停拌和、停蒸汽、再欢腾和保温时刻等操作进程和自生晶种稀释法水解分样，它实践上归纳了2种方法的长处，操作操控比较简洁，产品质量也较好，就是多了一套晶种的制备设备和晶种制备进程。     (2)外加晶种水解法(麦克伦堡法)     外加晶种水解法的操作进程比较简略，其工艺关键是制备晶种的方法和晶种的质量。自生晶种稀释法水解的操作进程数十年来改动不大，而外加晶种水解法晶种制备方法改动较多，水解时对钛液的浓度改动较灵敏。     首先要介绍的是晶种及晶种的制备方法。所谓晶种就是硫酸氧钛溶液经不彻底中和而制得的一种胶体氢氧化钛溶液，它在水解时起着水合二氧化钛结晶中心的效果，它不只能加快水解反响、缩短水解周期，并且对水解沉积产品的粒径、粒径散布和终究产品质量都有较大的影响。工业出产中要制取粒径巨细均匀，并且具有必定组成的水合二氧化钛，就有必要使钛液在热水解前，事前参加(外加晶种法)或先培育(自生晶种法)出必定数量、必定组成的杰出结晶中心，以便正确引导热水解的进行。假如晶种质量差或彻底没有晶种存在，水解操作不正常，得到的产品往往是粒子既细又不均匀“牛奶”状的悬浮物，这种水解产品不沉积，很难过滤和水洗，并且出产出来的钛颜料功能差。     水解进程中硫酸氧钛在加热和晶种的诱导效果下发作水解，所生成的水合二氧化钛就沉析在这些晶种的表面，只需钛液中有满足数量的晶种，且升温速率、拌和速度、稀释妥当，那么所生成的水合二氧化钛都沉析在这些结晶中心上，不会发作新的结晶中心，这样不只水解能进行得更彻底，水合二氧化钛的粒径比较均匀，并且能够获得颜料功能优越的二氧化钛，过滤水洗也比较简单，穿滤丢失少。     晶种的质量(活性)直接影响水解率，晶种的数量直接影响水合二氧化钛的原级粒子巨细，而晶种自身胶粒的均匀程度又直接影响水合二氧化钛的粒子散布。     晶种加量多时，水解所生成的水合二氧化钛粒子细、比表面积大，因而表面自由能也大，简单凝集成大颗粒的偏钛酸；晶种加量少时，其成果则相反，会影响过滤和水洗的速度。假如晶种数量太少，水解时短少满足的结晶中心，硫酸氧钛在加热和稀释的状况下会发作新的结晶中心，这种不受控的结晶中心的结构、组成、数量改动较大，会构成水解产品粒子不均匀，导致过滤水洗很困难。运用晶种加量多少来调整、操控水合二氧化钛原级粒子巨细，是钛产品品种的工艺规划手法之一。     许多化合物都能够作为晶种，可是用碱中和的胶体氢氧化钛溶液是钛液热水解的最有用晶种，有关晶种制备的专利许多，但一般说来它们都是一种悬浮的正钛酸胶体，然后在稀的硫酸或中酸溶，构成一种带正电荷的二氧化钛胶体溶液，所不同的是用碱的品种(、碳酸钠、等)、制备方法、晶种浓度、F值、加量及参加的方法各有不同，实践证明，质量好的晶种既使加量少效果也十分显着。     碱中和晶种(通常是锐钛型晶种)是外加晶种水解法运用最遍及的晶种，它的制备方法通常是取出一部分待水解的钛液，在拌和下坚持必定温度用稀碱液中和至必定pH值，中和反响所生成的正钛酸沉积，经机械拌和而涣散到溶液中，在与溶液中剩下的游离酸一道加热热化(酸溶)后，构成带电的微晶化胶粒。钛液与碱中和制备晶种时发作的首要化学反响如下：                                   H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O     钛液中的硫酸氧钛与碱效果生成正钛酸沉积。                                  TiOSO4+2NaOH+H2O→Ti(OH)4↓Na2SO4     钛液中的三价钛在用碱中和后的低酸度下，发作水解生成蓝色的氢氧化亚钛沉积，所以晶种的胶体溶液一般呈蓝色，且钛液中的三价钛含量越高，色彩越深乃至皇蓝紫色。                                 Ti2(SO4)3+6H2O→2Ti(OH)3↓+3H2SO4     经中和制得的正钛酸在加热熟化酸溶时发作化学反响生成带有必定电荷的TiO2+和SO42-,它们吸附在水合二氧化钛的表面使其带有正电荷而成为不溶于稀酸的胶体溶液(晶种)。                                Ti(OH)4+H2SO4→TiOSO4+3H2O                                TiOSO4===TiO2++SO42-     溶液中的Ti(OH)3在熟化酸溶进程中，因溶液的酸度不高，不参加酸溶反响。经加热熟化后的胶体晶种溶液，如不立刻运用，应当即冷却至室温备用。[next]     外加晶种水解时钛液一般不用事前预热，但对晶种参加的时刻和参加时的温度有规则，通常在待水解的钛液温度加热到晶种酸溶温度邻近，或略高于酸溶温度时参加晶种比较好，晶种的加量依据产品品种和水解工艺的不同，按TiO2计参加0.6%~2%，很少有超越5%的实例，不合格的晶种宁可抛弃也不能运用。     由于外加晶种水解法对水解时的钛液浓度要求很严，一般晶种参加后要调整待水解的钛液浓度坚持在200g/L左右，这样水解出来的产品质量和水解率都比较好。为了防止直接蒸汽带进去的水使钛液浓度变稀，所以大部分外加晶种都选用直接蒸汽加热。     外加晶种水解法的钛液变色没有自生晶种稀释法水解那么显着，它首要操控晶种参加后钛液升温至欢腾的时刻不宜过长，一般不能超越1h，所以平常在规划水解罐盘管的加热面积时，要充分考虑这一特色。它与自生晶种稀释法水解相同，在水解挨近完毕时、相同要参加热水稀释以利进步水解率。     由于外加晶种水解法涉及到晶种参加钛液中要尽或许地涣散均匀，并且大部分都是选用询接加热；因而外加晶种法的拌和速度要比自生晶种水解法的拌和速度快一些。在水解完毕冷却放料后，相同要用清水冲刷水解罐，不得残留未放洁净的偏钛酸在罐内。     水解完毕后检测水解产品的质量好坏，从水合二氧化钛粒子制备的视点来讲，应该用电子显微镜调查和粒度分析仪来测定水合二氧化钛的粒子巨细及粒径散布，可是这些仪器不只报价昂贵，并且测验时刻较长，工业出产中一般用下述方法来辨别水解操作的质量：     a.水解率即水解前液相(钛液)中的二氧化钛转变成固相二氧化钛的比值，以百分数表明，这是查看水解完结程度的一个目标，具有重要的经济价值，一般水解率应不低于95%。化验时别离取水解前钛液和水解后的偏钛酸浆液各1份，别离测定其间的TiO2含量，或直接测定水解后母液(水解废酸)中的TiO2含量.     b.粒子沉降速度这是一种直接调查水解后水合二氧化钛粒子巨细的方法，通常是取100mL水解后的浆液，在一个1000mL的量筒内，用水稀释至1000mL，摇匀后静置沉降0.5h，测其固液分界处的刻度，能够用毫升数(或毫米数)核算。     c.过滤速度这种方法不只能够直接估量水解后水合二氧化钛的粒子巨细和粒子均匀程度，并且能够直接通过过滤速度来把握今后水洗操作的难易程度，通常是取必定量的水解后浆液在布氏漏斗中抽滤，测其抽干后的时刻，以秒核算。     以上3种方法合适各种不同水解工艺。     (3)晶种的制备方法     a.锐钛型晶种的制备     取必定量的清钛液(操控过滤后未浓缩的钛液)，二氧化钛含量约130~170g/L,三价钛含量约2~5g/L,用浓度为100g/L左石的稀碱液(NaOH)，在坚持中和温度不超越45℃，井、并有杰出的拌和状况下，缓慢发参加稀钛液中进行中和，碱液参加的速度先快后慢，中和结尾时的pH值为2~3，酸度系数0.26~0.30，TiO2浓度50~60g/L，在挨近结尾时要取样预分析，如达不到上述目标可调整水、钛液和碱的份额，然后用直接蒸汽在l0min内升温至60℃，保温30min进行酸溶熟化，生成蓝色带乳光的胶体晶种溶液，随即急冷至室温备用。     另一种锐钛型晶种的制法是选用水解前的浓钛液，用脱盐水稀释至30g/L,在拌和下用浓度为100g/L的碱液(NaOH)中和，操控整个中和时刻在30min内，先快后慢并坚持中和温度在60~65℃，中和结尾pH为3.3~3.7, TiO2浓度为18~22g/L,然后急冷至30℃以下备用。该法的特色是中和时的温度坐落酸溶温度区间，晶种的外观污浊不清，TiO2浓度较低。依据胶体化学的一般原理，当下降电解质浓度时，胶体溶液的安稳性增大，并且由于酸度的下降，晶种活性得到进步。可是晶种浓度过稀加量会太多，会下降水解开始时的钛液浓度，因而该法首要适用于水解前要求钛液浓度较高(215~230g/L)的外加晶种水解法，不然就不能保证200g/L的水解开始浓度。[next]     最近有不少工厂选用一种称为“快速晶种”的碱中和锐钛型晶种。它的制法是在拌和下把净化后的钛液一次性敏捷参加80~100g/L的碱液中，坚持中和期间的温度在50℃以下，中和结尾时的酸度系数在0.42~0.50之间，然后以2℃/min的速度升温酸溶，但发现正钛酸颗粒已显着胶溶澄清时，保温5min，接着再以2℃/min的速度升至70℃，保温熟化15min后急冷备用。该法的特色是中和结尾的酸度系数，不是在中和期间用试纸或酸度计测定，而是事前核算好钛液和碱液的加量1次性参加，因而比较简洁、操作时还能够预留一部分脱盐水在急冷时加到晶种中，既可做稀释用水，又可协助降温。核算公式如下：         式中  v钛——依据需求制造晶种量所需求的钛液体积，L;             v晶——需求制造的晶种量，L;             c钛——制备晶种用钛液的TiO2浓度，g/L；            c晶——晶种浓度(按30g/L计)；           v碱——所用碱液的体积，L;            c钛酸—一制备晶种用钛液的有用酸含量，g/L；            c晶酸——晶种有用酸含量(g/L,以0.48计)；            c碱——已溶解好备用的碱液浓度,g/L；            v′水——把碱液稀释至100g/L所需求的水量，L;            v水——酸溶后急冷时所需补加的冷却水量，L；            0.815——酸碱中和常数(NNaOH/NH2SO4=40/49)；            0.9——经历常数。     这种晶种运用时能够在钛液欢腾时参加。     b.金红石型晶种的制备方法     并流晶种:在我国前期金红石型钛出产中，曾广泛运用过这种并流晶种。它的制备方法是将核算好的清钛液和稀碱液(Na2CO3、NaOH)，选用并流法中和，在整个中和期间坚持pH3.8~4.5，然后水洗除掉正钛酸中的硫酸根离子，再用加热酸溶，使正钛酸转化成溶胶，当溶液变得通明转而污浊发作乳光时，中止加热急冷后备用。这种晶种的活性较高，也比较安稳，但中和时pH操控很严厉，正钛酸水洗时很费时费事，假如硫酸根洗不净，得到的是混晶型晶种，现在已很少选用。     晶种：晶种过去在国外选用的较多，该晶种的活性高，制备方法是先把溶于水中，制形成475g/L的溶液，另将制形成67g/L的碱液，把核算好的溶液和碱液放入晶种制备罐中(搪瓷罐)，在拌和下进行部分中和，保存一部分过剩的供酸溶时运用，中和温度坚持10℃以下，中和结尾操控酸度系数为0.7~0.8(HCl/TiO2)，然后在30min内升温至80℃进行酸溶熟化，接着急冷至室温后备用。该法由于的储存、运送、稀释时很费事，一旦走漏会有许多氯化体溢出污染环境，国内很少选用。     煅烧晶种：煅烧晶种又称二次晶种，是现在遍及运用的一种金红石型晶种。前面两种金红石型晶种，归于水解晶种(在水解时参加)，现代金红石型钛出产中，水解时不需求增加金红石型水解晶种，而是选用普通的锐钛型水解晶种，然后在漂白或盐处理时参加煅烧晶种，因而又称二次晶种。[next]     煅烧晶种的制法大致为将漂白水洗合格后的偏钛酸与碱(NaOH)在高温下煮沸碱溶，两者的份额为NaOH:H2TiO3=2.3:1,偏钛酸的浆液浓度≥300g/L，碱液浓度≥42%，碱溶温度为110~115℃，保沸4h，使偏钛酸生成偏钛酸钠，反响式如下：                                         H2TiO3+2NaOH→Na2TiO3+2H2O     反响物在夹套冷却水的冷却下，于60℃放入水洗罐，首要洗掉游离碱和硫酸根，除掉钠离子和硫酸根能进步晶种的活性，偏钛酸钠在水洗时有部分会水解生成正钛酸。     然后用中和至pH3.5,使一切Na2TiO3生成H4TiO4沉积下来。     接着把沉积物再水洗2次，洗去氯根后进行酸溶，酸溶温度110℃，保沸2h后急冷至40℃备用。制得的煅烧晶种浓度60~70g/L，金红石型转化率98%~100%，电镜照片晶种呈杰出涣散状况的柳叶形颗粒，煅烧晶种的加量一般为2.5%~5%。     用也能制备煅烧晶种，它比用偏钛酸制成的煅烧晶种在煅烧时晶型转化的温度更低，但操作杂乱，收购运送比较困难，用偏钛酸为质料，能够直接运用出产中的半制品来制备比较便利。       (4)制备晶种时的注意事项     a.中和操作     硫酸氧钛与的中和反响是一个放热反响，因而要操控加碱的速度和时刻，防止中和时温度过高部分发作硫酸氧和正钛酸热水解生成偏钛酸而下降晶种的活性，反响式如下：      可是中和温度也不能过低(低于30℃)，过低会影响碱的涣散使反响不均匀，乃至部分发作过中和而下降产品质量。由于当中和过量时，钛液中的铁会生成氢氧化铁沉积而污染产品，反响式如下：                                                    FeSO4+2NaOH→Fe(OH)2↓+Na2SO4    因而中和结尾时的pH一般不超越4，相反假如中和度缺乏，会使生成的晶种中晶核数量削减，会在水解时由于结晶中心数量缺乏构成水解率下降，水解颗粒细而难水洗。     中和结尾时的pH凹凸直接影响酸溶时的温度和时刻，当中和pH值低时，正钛酸的沉积在酸性介质中完结，部分TiO22+呈游离状况吸附在沉积物的表面，带有正电荷，酸溶时耗费的也少，晶种安稳性好。假如中和时pH过高，沉积物在中性(pH=7)条件下完结，其颗粒不带电，TiO22+离子会与OH-离子结合，使溶液中不存在TiO22+，晶种安稳性低、活性差，酸溶时耗费的也多。     大多数的状况下，中和时都是选用把碱加到钛液中的方法，由于当钛液做为涣散相时，能够防止钛液中的铁进入晶格中。中和时的拌和速度也很重要，一般操控在60r/min左右，过于剧烈的拌和会下降晶种的安稳性。[next]     b.酸溶操作     中和所生成的正钛酸沉积是无定型的涣散体，只需通过酸溶才干生成锐钛型或金红石型晶种。未酸溶的正钛酸有被钛液中的游离酸溶解的倾向，并且寄存时刻过长有改动其结构的风险，通过加热酸溶熟化使胶粒微晶化，生成不溶于稀酸的胶体颗粒，并不能用普通的过滤方法使它别离，此胶体溶液带有细微的乳光而不发作沉积，操作时能够从乳光的呈现来判别酸溶的结尾。     酸溶的温度与酸溶的时刻有必定的依存关系，一般温度高、时刻短；温度低则时刻长。由于晶种的热安稳性比钛液还要差，故酸溶时的温度不能高，时刻也不能长，过高的温度和过长的时刻都会引起晶种的水解而下降活性。     酸溶后的急冷是很重要的，由于在此温度下的胶体二氧化钛含量最高，一起也极不安稳，有必要敏捷冷却后才干保证它的活性和安稳性。     当用一价阴离子的强酸(HCl、HNO3、HF等)来酸溶时，水合二氧化钛吸附一价阴离子，因一价阴离子的半径较小，不会阻止锐钛型的微晶向金红石晶型转化，所以制得的是金红石型晶种。而二价以上的阴离子(SO42-、PO43-等)会阻止锐钛型向金红石型转化，在制备锐钛型晶种时，酸溶时运用的酸是钛液中的有用酸(H2SO4)，因而制得的晶种是锐钛型。     C.制品晶种的浓度     许多研讨资料都证明晶种中胶体二氧化钛含量的多少是晶种活性凹凸的首要标志，可是晶种中胶体二氧化钛含量越高越不安稳，实验证明当晶种二氧化钛浓度为84.8g/L时，寄存72h即发作污浊，当晶种浓度稀释1倍(42.4g/L)后，放置148h后才发作污浊。可是晶种浓度太低会减弱水解钛液的浓度，一般金红石型晶种的TiO2浓度偏高，能够使水解时水合二氧化钛的粒子较细，对产品的消色力、遮盖力等有长处，而锐钛型晶种由于它自身的结晶中心较细，故不用再进步它的浓度。并流法晶种之所以安稳性好，是由于它的正钛酸在酸溶前要通过洗刷，正钛酸的纯度比较高所以安稳性好。     晶种的质量首要取决于晶种的活性、安稳性和胶粒的均匀程度，现在还没有比较好的分析方法。有人用电位滴定法来测定聚合离子的多少和聚合度的凹凸来表明溶液中活性二氧化钛含量的凹凸；有人以为晶种在水解时的结晶中心靠羟桥(OH-)和氧桥(O2-)来诱导水解，因而能够用测定羟络基的含量或羟络基团和氧络基团的比值[(OH-)/(TiO22+)]来表明晶种的活性凹凸，可是以上方法在工业出产中都未正式采用，仅有保证晶种质量的方法，就是按工艺要求仔细一丝不苟地操作。     d.晶种的储存     一次晶种(水解晶种)安稳性都不太好，一般只能寄存24h，所以工厂操作时都是现配现用，最好1次用完，也不允许用不完剩下的部分与下一批晶种混在一重用，而二次晶种(煅烧晶种)安稳性较好，能够长时间寄存不蜕变。

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%。

赤铁矿系Fe2O3三方晶系，结构属刚玉型，有两种结晶形态，即α－Fe2O3（赤铁矿）和α－Fe2O3（磁赤铁矿）。这两种不同晶型的转变温度大致在400℃左右，γ－Fe2O3在热力学上是不稳定的，处于介稳状态，在400℃左右会向α－Fe2O3转变。天然赤铁矿α－Fe2O3主要是含铁的硅酸盐、硫化物和碳酸盐风化的产物，是自然环境中最稳定的铁化合物。从低温溶液水解析出的氢氧化铁加热时首先得到的产物是一水氧化铁即针铁矿，继而是半水氧化铁即水赤铁矿，进一步加热则得到α型Fe2O3。针铁矿和γ型Fe2O3的转变温度大致在160℃附近。如果采用高温水解的方法，随着不断提高水解温度，也可以依次得到一水、半水和无水三氧化二铁。工业上用以沉淀除铁的赤铁矿法系高温水解方法。温度愈高水解速度愈快，愈有利于在较高酸度下沉淀铁。在200℃高温下，即使硫酸浓度高达100kg∕m3，溶液中残留的铁浓度仍可降低到5～6kg∕m3。

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。

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

黄铁矾习惯上也统称为黄钾铁矾，在酸性溶液中具有很小的溶解度。矾是指两种或两种以上金属的硫酸盐所组成的复盐，它比其对应的单盐更易从溶液中结晶分出，还能构成较大的晶粒，有利于固液别离。黄铁矾是一组Fe（Ⅲ）的碱式硫酸盐的复盐，其分子式一般可写成M2O·3Fe2O3·4SO3·6H2O或MFe3（SO）2（OH）6，式中M＋为下列一价阳离子（或称矾离子）之一：H3O＋、Na＋、K＋、NH4＋、Ag＋、Rb＋和 Pb2＋等。在黄铁矾的化学组成中，高铁离子与硫酸根离子的比值（Fe3＋∶SO42－＝1.5）远大于1∕2，因此归于碱式盐而不是正盐。与正盐比较，它是在溶液酸度较低和SO3百分含量较小的条件下构成的，并可看成是氢氧化物向正盐过渡的中间产品。在正盐中，高铁离子的键合物是SO42－离子中的O2－离子，在氢氧化物中则为OH－离子。溶液酸度增大就会向正盐改变，酸度下降则分出氢氧化物。 自然界巳知有6种黄铁矾，别离为：黄钾铁矾，草黄铁矾，黄铵铁矾，银铁矾，黄钠铁矾和铅铁矾。它们都是在酸性环境中构成的，多为黄铁矿氧化成褐铁矿的中间产品，多发作在硫化矿氧化带发育的开始阶段。一价阳离子M＋的品种对黄铁矾的沉积有影响。在160～200℃规模内别离参加Na2SO4，Na2CO3，NH4OH或K2SO4作为沉积黄铁矾的一价阳离子源进行比较，发现沉积后溶液中残留的铁浓度很不相同，残留铁浓度按此次序递减，但到180℃以上这种不同变小。几种黄铁矾中草黄铁矾最不安稳，尽管没有碱金属存在时能够见到草黄铁矾H3OFe3（SO4）2（OH）6生成，但即便少数碱金属的参加便会使之转化为碱金属黄铁矾，水合质子   H3O＋被碱金属离子替代的程度随温度上升而添加。钾的铁矾安稳性最高，NH4＋离子半径比K＋大，Na＋、Li＋等离子的半径尽管比K＋小，但它们的水合分子数多，其水合离子的半径大，因此它们的铁矾的安稳性都不及钾的铁矾。不过考虑到钾盐较贵，工业上铵一般是沉积黄铁矾首选的一价阳离子源。 黄铁矾一旦构成，就很安稳，不溶于酸，因此黄铁矾的沉积反响可用于从硫酸盐溶液中除铁，然后下降给定酸度下铁的溶解度。沉积反响可用下式标明：   （1） 如上式所见，黄铁矾沉积进程中有游离酸发作，需求随反响进程处以中和以坚持沉积要求的溶液pH值。因此，沉积黄铁矾运用的中和剂不只用以中和初始酸，也用以中和高铁水解发作的酸。不过如前所述，中和不宜运用强碱如，即便很稀的强碱液也很难操控pH值。在电解锌厂的实践中是用锌焙砂（首要含ZnO）作中和剂。 文献汇集了各种黄铁矾的自由能数据，从黄铁矾离解成它的组成成分的平衡常数能够核算在给定条件下铁的溶解度。黄钾铁矾沉积构成的速度随温度而异。在25℃下黄铁矾的构成速度缓慢，从pH值0.82～1.72规模的溶液中沉积彻底或许需耗时6个月。进步温度可改进沉积速度，80℃以上时沉积速度变得较快，100℃时可在数小时内沉积彻底。温度100℃以上沉积速度明显加速，不过就黄铁矾的安稳性而言，沉积温度有一个上限。尽管此温度上限会因溶液的组成而异，但180～200℃似为黄铁矾安稳性的上限。 诚如上述，除pH值和温度外，黄铁矾的构成及其安稳性还与一价阳离子浓度、铁浓度以及有无晶种或杂质存在等许多要素密切相关。假如把黄铁矾看作一种难溶电解质，其离解反响式可写为：    （2） 相应地，溶度积写为    （3） 能够看出，参加碱金属硫酸盐可促进黄铁矾的构成。不过上式中以一价阳离子M＋的浓度方次最低，对溶液中铁的沉积影响最小，黄铁矾能够从含K＋低至0.02mol∕L的溶液中沉积，但一般来说，铁沉积的程度随一价阳离子M＋对Fe3＋之浓度比添加而进步，且试验证明，抱负状况的M＋浓度应满意分子式MFe3（SO4）2（OH）6所规则的原子比。从含Fe3＋0.025至3mol∕L的溶液都彻底能够沉积黄铁矾，沉积的下限是10－3mol∕L。只需溶液中有过量的M＋离子存在，沉积的黄铁矾的数量和成分与初始溶液中的Fe3＋浓度无关。另一方面，OH－离子的浓度方次最高，因此溶液酸度对铁矾分出影响最大。在工厂实际操作条件（沉积温度～100℃）下，黄铵铁矾沉积时溶液中残留的Fe3＋浓度与初始H2SO4浓度存在以下联系： [Fe3＋]／[H2SO4]＝0.01 上式标明，初始H2SO4浓度越高，黄铁矾沉积残留的Fe3＋浓度也越高。并且到达平衡所需求的时刻也越长。 黄铁矾沉积基本上是一个成核与成长的进程，其沉积数量和速度与晶种的运用很有联系。在均相系统中发作沉积反响发作固体表面或许需求一个诱导期，晶种的存在可望消除这种诱导期并加速铁矾沉积的速度。尽管因为反响设备的尺度然后壁效应、所用试剂的纯度等许多要素都或许影响新相成核进程，因此文献对晶种的效果的报导颇有收支，有的乃至以为晶种效果不大，但一般的观念都必定晶种对黄铁矾构成的促进效果。晶种的参加可大大添加黄铁矾的沉积速度并按捺诱导期，沉积的初始速度随晶种参加量呈线性添加。参加晶种还可使黄铁矾在更低的pH值及温度下沉积。 铅、银及其他二价金属如Cu、Ni、Co等在黄铁矾沉积中的行为也不容忽视。在酸度不高的条件下铅可按下式构成铅铁矾：    （4） 铅铁矾的生成量与铁浓度及酸度有关。铁浓度越高，能构成铅铁矾的酸度也越高。这类铁矾还会与其他黄铁矾如草黄铁矾和碱金属的黄铁矾构成固溶体。假如溶液中的铅浓度本来有收回价值，则铅铁矾的生成会构成铅的丢失。为避免铅铁矾的生成，提出过3种办法，（1）将酸度进步到能阻挠铅铁矾能构成的浓度，在95℃下铅铁矾能溶于1mol∕L硫酸；（2）在180～190℃规模内沉积铁，在此温度规模内铅铁矾不安稳；（3）在有足够高的碱金属离子浓度下有用地沉积铁，这样会构成比铅铁矾更安稳的碱金属黄铁矾。例如，在Fe3＋为0.1mol∕L，H2SO4为0.1mol∕L、PhS为4.5kg／m3的矿浆中，在150℃、K2SO4或Na2SO4或（NH4）2SO4为0.3mol∕L下就能够有用避免铅铁矾的构成。而碱金属离子浓度较低时则会发作碱金属与铅的混合黄铁矾。 贵金属如银也易沉积为银铁矾或含银铅铁矾    （5） 当从含100×10－4%以下Ag的溶液中沉积黄钠铁矾时，有95%以上的银被结合到铁矾中。而二价金属如Zn2＋，Cu2＋，Ni2＋则只在很小程度上结合到碱金属黄铁矾中，这使得黄铁矾法能够很方便地用于从这些金属的溶液（尤其是硫酸盐溶液）中除铁而不构成金属丢失。金属结合到碱金属黄铁矾中的次序是：Fe3＋＞Cu2＋＞Zn2＋＞Co2＋＞Ni2＋。但这些金属结合到铅铁矾中的量要大得多。三价金属如Ga和In比较简单结合到黄铁矾类化合物中。 还有一种观念以为，二价金属离子替代的是黄铁矾结构中的Fe3＋而不是碱金属离子。二价金属结合到黄铁矾中的总的趋势是随其离子浓度、pH及碱金属离子浓度添加而加强，并随Fe3＋浓度削减而下降。

氯化稀土中文名　氯化稀土 　　英文名 Rare earth chloride 　　分子式 RCl3·6H2O物化性质　　微红色或灰色结晶或块状物，能溶于水，易潮解。遇碱生成氢氧化物或氯氧化物沉淀。水溶液与草酸反应生成草酸稀土沉淀，与硫酸钠或硫酸铵反应生成稀土硫酸钠复盐或稀土硫酸铵复盐沉淀。编辑本段主要用途　　主要用于制取混合稀土 金属 和提取单一稀土，大量用于制备石油裂化催化剂，还用作玻璃研磨剂。用作电解混合稀土 金属 ，稀土合金和提取单一稀土元素的原料，也可作石油化工催化剂，助催化剂和稀土抛光粉原料。段运输防护　　包装储运用内衬聚乙烯塑料袋的编织袋包装，每袋净重25kg；或用双层聚乙烯塑料袋密封、外套铁桶包装，每桶净重50kg或200kg。应贮存在通风、干燥的库房中。本品易吸水潮解，贮运中应防止包装破损，保持干燥。 　　物化性质微红色或灰色结晶或块状物，能溶于水，易潮解。遇碱生成氢氧化物或氯氧化物沉淀。水溶液与草酸反应生成草酸稀土沉淀，与硫酸钠或硫酸铵反应生成稀土硫酸钠复盐或稀土硫酸铵复盐沉淀。 　　毒性防护参见氧化铈。制备方法　　由独居石经碱熔、除杂、沉淀后与盐酸反应而得；或由氟碳铈矿精矿经浓盐酸溶解、用碱转化，再经盐酸溶解而得；也可由氟碳铈矿经焙烧后用盐酸溶解而得。从而可以得到氯化稀土了。                                                                                               以上是氯化稀土的介绍,更多信息请详见上海 有色金属 网。

美国科罗拉多的钒铀矿是美国钒的首要来历。前期以出产钒为主，铀是副产品。1943年后调整为以出产铀为主。矿石中的钒除钒钾铀矿（K2O·2UO3·V2O5·3H2O）外，还有钒云母[3（AIV）2O3·K2O·18SiO2·2H2O]及含钙钒酸盐。含U3O8约0.24%～1.23%，V2O5约0.07%～1.16%。矿石可不经焙烧，直接用碱液（Na2CO3、NaHCO3）浸取，可是浸取率低，原因在于钒云母中的钒不溶于碱溶液。为此需在氧化气氛下850℃加碱焙烧，然后再在高压釜中120℃，0.21MPa压力下浸取4～6h。钒、铀的浸取率别离可到达70%～80%、90%～95%。 美国阿特拉斯矿藏公司，选用新工艺处理米维达铀矿，工艺流程如图1所示。图1  阿特拉斯矿藏公司莫亚比铀厂工艺流程 矿石破碎至19mm，依据质料的不同，分酸浸、碱浸两条路线处理。 一、碱浸 参加Na2CO3 50～60g/L，溶液进湿球磨、水力旋流器分级，然后进稠密机。溢流回来，加碱，调理至Na2CO3 50～60g/L，再用于球磨。底流分两组，每组串联7个高压釜浸取，120℃、0.35MPa、6h。排出料浆与进料进行热交换，头两个高压釜用直接蒸汽加热。浸取后的矿浆用鼓式过滤机过滤，残渣送尾矿池。滤液进入4个串联的拌和槽，通蒸汽加热，增加NaOH，生成Na2U2O7沉积，经浓缩过滤，得铀产品。滤液通CO2气后，作为浸取液，送往提钒车间。 二、酸浸 将矿石与水在湿球磨及分级机中细磨，液固比5/1，进浮选槽回收得铜精矿。浮选后进入一段浸取槽。浸取后进入水力旋流器分级。溢流经弄清、过滤得清液。底流进2级浸取槽，用蒸汽加热，参加H2SO4，逗留21h。排料经耙式分级机，溢流用作一级浸取用液；底流过滤、洗刷后，残渣送尾矿池。1、2级的清液兼并送萃取工序。 三、萃取 萃取液加酸，调pH值至1.0～1.2。送4级混合弄清槽用叔胺先萃取铀。萃取有机相为： 成分     1号柴油     叔胺     异癸醇 %         92.5        5        2.5 萃取后有机相用碳酸钠碱液反萃得铀产品。萃取铀后的萃余水相，参加金属铁粉，使溶液的电动势降至150mV以下，使铁离子悉数还原为二价，部分钒也被还原为四价，以便进步钒的萃取率。加调停pH＝2，在5个混合弄清槽中逆流萃取。有机相为 成分     1号柴油     二－2－乙基－乙基磷酸     异癸醇 %          91                 6                  3 萃钒后的萃余液排入尾矿池。含钒有机相用15%H2O4反萃。反萃液送沉积槽，通蒸汽加热，参加NH4Cl、NH4OH沉钒得钒酸铵。最终将钒酸铵枯燥、熔化成薄片出售。

直接往含钒铁水中增加6%的纯碱、8%的铁皮，处理后得钠化钒渣。含钒铁水的脱钒率可达60%～80%。钠化钒渣含V2O5达6%以上。主要成分为NaVO3、Na4V2O7、Na3VO4的复合物。硫构成Na2S进入渣相，脱硫率大于80%；磷构成Na3PO4进入渣相，脱磷率60%～80%。所得半钢的硫、磷含量均低于制品钢的规格，因而可在转炉内完成无渣或少渣炼钢。 选用天然碱处理含钒铁水得到的钠化钒渣，曾在四川西昌410厂进行过湿法提钒及收回钠盐的扩展试验。天然碱取自河南吴城及内蒙古西林郭勒盟及鄂尔多斯湖等地。天然碱是Na2CO3及少数NaHCO3、Na2SO4、NaCl的混合物。所得钠化钒渣的成分如下：成分V2O5Na2OPSiO2S%12.8840.861.289.42.09 工艺流程共分6步：1）碳酸化浸取；2）浸取液的氧化及净化；3）深度碳酸化、浓缩结晶分出NaHCO3；4）碱性铵盐沉钒、制取；5）沉钒后液蒸、回来沉钒、后液回来浸取；6）NaHCO3煅烧得纯碱、煅烧得产品V2O5。 此流程在技术上有诱人的远景，扩展试验已成功，产品合格。但纯碱直销严重，故未能施行。

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。

三氯化锑 　　1英文名称 Antimony trichloride 　　别 名 氯化亚锑 　　分子式 SbCl3 外观与性状 白色易潮解的透明斜方结晶体，在空气中发烟 　　分子量 228.11 蒸汽压 0.13kPa(49.2℃) 　　熔 点 73.4℃ 沸点：223.5℃ 溶解性 溶于醇、苯、丙酮等 　　密 度 相对密度(水=1)3.14 稳定性 稳定 　　危险标记 20(酸性腐蚀品) 主要用途 用作分析试剂、催化剂及用于有机合成三氯化锑 对环境的影响:一、健康危害　　侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。 　　健康危害：吸入、摄入或经皮肤吸收对身体有害。高浓度的三氯化锑对眼睛、皮肤、粘膜和呼吸道有强烈的刺激作用。可引起支气管炎、肺水肿。 　　慢性影响：实验表明有诱变作用。二、毒理学资料及环境行为　　急性毒性：LD50525mg/kg(大鼠经口) 　　危险特性：受热或遇水分解放热，放出有毒的腐蚀性烟气。具有较强的腐蚀性。 　　燃烧(分解)产物：氯化物。三氯化锑 应急处理处置方法:一、泄漏应急处理　　隔离泄漏污染区，周围设警告标志，建议应急处理人员戴自给式呼吸器，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物，用沙土、干燥石灰或苏打灰混合，转移到安全场所。如大量泄漏，收集回收或无害处理后废弃。二、防护措施　　呼吸系统防护：可能接触其粉尘时，应该佩带防尘口罩。必要时佩带防毒面具。 　　眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。 　　防护服：穿工作服(防腐材料制作)。 　　手防护：戴橡皮手套。 　　其它：工作后，淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服，洗后再用。保持良好的卫生习惯。三、急救措施　　皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水彻底冲洗。若有灼伤，就医治疗。 　　眼睛接触：立即提起眼睑，用流动清水冲洗10分钟或用2%碳酸氢钠溶液冲洗。 　　吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖，保持呼吸道通畅。必要时进行人工呼吸。就医。 　　食入：患者清醒时立即漱口，给饮牛奶或蛋清。立即就医。 　　灭火方法：干粉、砂土。

氯化锌氯化锌是无机盐工业的重要产品之一，它应用范围极广.氯化锌易溶于水，溶于甲醇、乙醇、甘油、丙酮、乙醚，不溶于液氨。潮解性强，能自空气中吸收水分而潮解。具有溶解 金属 氧化物和纤维素的特性。熔融氯化锌有很好的导电性能。灼热时有浓厚的白烟生成。氯化锌有腐蚀性，有毒。中文名称：氯化锌 　　英文名称： Zinc Chloride 　　CAS号：7646-85-7 　　分子式：ZnCl2氯化锌的化学反应　　在化学合成中，氯化锌作为一种中强路易斯酸，用途广泛。它可以做费舍尔吲哚环合反应(A)的催  氯化锌化剂，也可以催化活化芳香环上的傅-克酰基化反应(B)。(见右图，点击放大。) 　　在普通的无机化学中，氯化锌可以用盐酸和锌粒反应制备氯化锌：Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑，而制备的氯化锌通常含有水和主要的水解产物：氯氧化锌(zinc oxychloride)。一般通过以下步骤来提纯：将100g的氯化锌加入800mL的二恶烷中加热，进行分馏。趁热进行过滤，除去锌粉，冷却后氯化锌变为白色沉淀。而无水的氯化锌则可以先在氯化氢气流中加热升华，然后在干燥的氮气流中加热到400°C。也可以将样品通过二氯亚砜处理。若要制备无水氯化锌，可以通过氯化氢气体和锌反应，锌在氯气中燃烧也能得到氯化锌。 　　氯化锌可以和氢氧化钠反应：ZnCl2+2NaOH==2Zn(OH)2↓+2NaCl；氢氧化钠过量时，氢氧化锌溶解：Zn(OH)2+NaOH==NaZnO2+2H2O，产物是锌酸钠和水。 　　无水氯化锌水解放热氯化锌主要用途　　可以用作有机合成工业的脱水剂、催化剂，以及染织工业的媒染剂、上浆剂和增重剂，也用作石油净化剂和活性炭活化剂，由于氯化锌与丝绸、纤维素等材料的亲和性，它可用作衣料的防火物质，也可用在织物气味洁净剂，氯化锌可以攻击 金属 氧化物（MO）生成MZnOCl2，这就是它作为 金属 焊剂的原理。还用于电池、硬纸板、电镀、医药、木材防腐、农药和焊接等方面。近年来随着小型电器的不断增多，同时石油、有机合成等工业发展迅猛，需要量也在大量地增加，从而促进了氯化锌工业生产的发展。         以上是氯化锌的介绍,更多信息请详见上海 有色金属 网。

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。

氯 化 铅；二氯化铅Lead chloride分 子 式：PbCl2分 子 量：PbCl2=278.11性　　状：白色结晶性粉末。易溶于热水、浓、氯化铵、硝酸铵和溶液；微溶于甘油；难溶于冷水和稀；不溶于醇。露置强光下表面变色。熔点：501℃。有毒。避光、密封保存。

[next]     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。

钒钛磁铁矿是一种以含铁、钛、钒为主的共生磁性铁矿，钒的绝大部分和铁矿物质呈类质同象赋存于磁铁矿中。该类矿在世界上赋存量巨大，在世界六大洲均有大型矿床分布，世界上钒产量的88%是从钒钛磁铁矿中提取出来的。本文首先归纳我国开发的提钒技术，然后再介绍国外从钒钛磁铁矿和铁矿中提钒的成熟流程。          从钒钛磁铁矿中回收钒，常用的方法是将钒钛磁铁矿在高炉或电炉中冶炼出含钒生铁，再通过选择性氧化铁水，使钒氧化后进入炉渣，得到钒含量较高的炉渣作为下一步提钒的原料。         目前含钒铁水的处理方法有三种：1、吹炼钒渣法：此法是在转炉或其他炉内吹炼生铁水，得到含V2O512~16%的钒渣和半钢，吹炼的要求是“脱钒保碳”。此法是从钒钛磁铁矿中生产钒的主要方法，较从矿石中直接提钒更经济。目前世界上钒产量的66%是使用这种方法生产的。2、含钒钢渣法：此法是将含钒铁水直接吹炼成钢。钒作为一种杂质进入炉渣，钢渣作为提钒的原材料。但这种钢渣中氧化钙含量高达45~60%，使提钒困难。这种方法不仅省去吹炼炉渣设备，节省投资，而且回收了吹炼钒渣时损失的生铁，是新一代的提钒方法。3、钠化渣法：此法是把碳酸钠直接加入含钒铁水，使铁水中的钒生成钒酸钠，同时脱除铁水中的硫和磷。该种渣可不经焙烧直接水浸，提取五氧化二钒。所获得的半钢含硫、磷很低，可用无渣或少渣法炼钢。

【英文名称】cobaltous chloride;cobalt dichloride 【结构或分子式】 CoCl2·6H2O   【密度】相对密度（25℃）：1.925（六水），3.356（无水） 【熔点（℃）】86（六水） 【性状】 六水物：赤色晶体，无水物：浅蓝色粉末。 【溶解状况】 六水：易溶于水，也溶于乙醇、和；无水物：溶于乙醇、、。 【用处】 用于制气压计、比重计、隐显墨水等。氯化钴试纸在枯燥时是蓝色，湿润时转变为粉赤色。硅胶中加一定量的氯化钴，可指示硅胶的吸湿程度。 【制备或来历】 由氧化钴与效果而制得。 【其他】 六水物在空气中易潮解，热至120～140℃则失掉结晶水而成无水物。

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。

无论是氯化法钛白生产还是海绵钛生产过程中，粗TiCI4的制取工艺基本相同。以氯化炉为主体设备可分为以下几种。    ①固定床氯化随着技术的进步已经被淘汰。    ②熔盐氯化哈萨克斯坦、中国锦州正在应用。    ③流化床氯化流化床氯化被普遍采用，快速循环流化床氯化正处于开发阶段。                      Ti02＋2CI2===TiCI4＋02         △G0T＝184300-58T（T为409一1940K)    该反应即使T=2000K, △G0T>0由此可见，在标准状态下不能自发进行氯化反应。    只有在加碳的情况下，钛铁矿、金红石才能正常反应。其反应式如下：        Ti02（s）＋2C（s）＋2CI2（g）===TiCI4（g）＋2C0（g）            △G2＝48000-266T（T为409一1940K)        Ti02（s）＋C（s）＋2CI2（g）===TiCI4（g)＋C02（g）            △G3＝210000-58T（T为409一1940K)    在正常情况下以上两反应△G pco；当T>980K时，pco2Mn0>Mg0>Fe203>Fe0>Ti02>A1203>Si02。其中钛的低价物氯化优于Ti02，其顺序为：Ti0>Ti203>Ti305>Ti02。    各物质在800℃时的氯化率见下表。    由此可以看出，在沸腾炉未被氯化的床层料和熔盐氯化排出废盐之中以Si02、A1203为主，其次为CaO, MgO.因CaO, MgO熔点低，沸点高，可被氯化成CaCI2、MgCl2且挥发度低，所以在沸腾炉氯化床层料中的比例大时最易造成烧结，黏附在筛板上造成筛板堵塞，影响氯化炉正常运行，因此要求原料中CaO, MgO含量要低。