第11卷第5期 2011年10月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering
含钒钢渣中钒在KOH亚熔盐介质中溶出行为
高明磊，陈东辉，李兰杰"，杜浩"，郑诗礼”
Vol.11 No.5 Oet.2011
（0610200）
摘要：对含钒钢渣中的钒在KOH亚熔盐介质中的溶出行为进行了研究，实验考察了反应温度、反应时间及碱渣质量比等因素对溶出过程的影响，并探讨了溶出机理，结果表明，随反应温度、反应时间及碱渣比增加，钒的溶出率增加.KOH业熔盐溶出含钒钢渣中钒的过程，是分解其中Ca,SiO，Ca,SiOs，Ca,Fe2O,等固溶钒的物相，生成可溶性钒酸钾及不溶性的Ca(OH)的过程，并可通过控制浸出液中的KOH浓度避免钢清中高CaO含量对钒沉淀的影响.反应温度220~240℃、反应时间1h、碱渣质量比为4时，钒漫出率高于90%，与传统焙烧法相比，不仪显著降低了能耗，且提高了溶出效率
关键调：含钒钢渣：亚熔盐：KOH；浸出：钒
中图分类号：TF841.3 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2011)05-0761-06
因此该法未能得到推广，另一种含钒钢渣的处理方法是
钒是一种重要的金属元素，用途广泛，约85%~90% 的钒用于钢铁生产中，钒作为钢的微合金化元素炼钢，能细化晶粒、提高钢的硬度和耐性(2，钒还用于硫酸工业和石化工业的催化剂制备与研究、飞机发动机、宇宙船舱骨架、舰船的水翼和引进器、蒸汽涡轮机叶片和火箭发动机壳等，以及锂钒高容量电池中[4)，钒主要赋存于钒钛磁铁矿和石煤矿中[3，目前，钒钛磁铁矿提钒主要采用高炉铁水吹炼钒渣提钒法，基本过程是钒钛磁铁矿经高炉冶炼成含钒铁水，然后通过选择性氧化使钒氧化进入炉渣而与铁水分离，得到的钒湾(V0s≥12%) 作为生产钒产品的原料67)
含钒钢渣是冶炼钒钛磁铁矿的副产品，其产生过程有2种途径18.9，一种是半钢中残存的钒经炼钢后氧化进入渣中，另一种是未经吹炼钒渣的铁水直接炼钢得到含钒钢渣.含钒钢渣具有如下特点：(1)CaO和铁含量高，结晶完善，质地密实，解离度差；(2)成分复杂，且波动较大(10-12)；(3)钒含量较低，钒弥散分布于多种矿相中，赋存状态复杂。基于以上特点，含钒钢渣提钒仍然是科学难题.我国每年排放的含钒钢渣近百万吨，不仅污染环境，且造成有价元素钒的损失，目前，含钒钢渣提钒主要有2种途径，一是含钒钢渣返回炼铁富集钒，炼出高含钒渣，再进一步提钒，即将含钒钢渣作为熔剂添加在烧结矿中进入高炉冶炼，钒熔于铁水中，经吹钒得到高品位钒渣，作为提钒或冶炼钒铁合金的原料该工艺能回收铁、锰等有价元素，但易造成磷在铁水中循环富集，加重钢渣脱磷任务；且钢渣杂质多，有效CaO 含量相对较少，会降低烧结矿品位，增加炼铁过程能耗，
直接提钒法，有钠化焙烧、钙化焙烧、降钙焙烧和直接酸浸等工艺钠化焙烧是以食盐或苏打为添加剂，通过焙烧将低价钒氧化为5价钒的可溶性钠盐(3]，采用水或碳酸化浸出，该工艺钒的转浸率较低，钠盐耗量大，焙烧过程污染空气、难以治理，且该工艺不适合V2Os含量低、CaO含量高的转炉钢渣.钙化焙烧是以石灰等作焙烧熔剂4，采用碳酸化浸出等浸出钒，此法对物料有一定的选择性，对一般钢湾存在转化率偏低、成本偏高等问题，不适于规模化生产，降钙焙烧l是由Amini提出的，其目的是为了解决含钒钢渣中CaO含量高造成钒难浸出的间题.降钙焙烧是将钢渣与Na;PO4,NazCO 混合培烧，Na;PO与CaO结合形成Cas(PO4)，钒与钠生成水溶性的Na;VO4，然后水浸即可溶出钒.但该法只停留在实验室研究阶段，且磷酸盐的配比大，成本高，自前还没有工业化推产，直接酸没是指未经焙烧工序：完全湿法提钒.但由于钢渣中CaO含量高，酸耗较大，成本较高：酸浸过程需在强酸溶液中进行，得到的浸出液杂质较多，难以进行后续分离
本工作采用KOH亚熔盐法提取含钒钢渣的钒，实验研究了反应温度、反应时间及碱渣质量比等因素对钒溶出效果的影响，并探讨了溶出机理，为含钒钢渣提钒
开辟了一条新的途径 2实验
2.1实验材料与试剂
含钒钢渣为承钢的转炉钢渣，其主要化学成分和物相组成见表1和图1.从图！可看出，含钒钢渣具有一般钢的特性，主要物相由硅酸二钙(2CaO-SiO2,C,S)、
收稿日期：2011-0804，修回日期：2011-10-10
作者简介：高明场(1984-），男，河北省承德市人，硕士，助理工程师，钢产品及工艺开发专业，Tel:15131684088,E-mai让:gaominglei.nsd@163.com 万方数据