釩鉻渣中變價元素價態(tài)分布規(guī)律及釩、鉻在渣金間分配行為的研究.pdf

1、紅格釩鈦磁鐵礦是一種伴生有釩、鉻、鐵、鈦等資源的多金屬礦。由于現(xiàn)有技術尚不足以同時充分提取多種有價金屬，紅格南礦區(qū)的高鉻型釩鈦磁鐵礦一直處于限制開發(fā)的狀態(tài)。依托現(xiàn)有兩步法提釩流程，可將鉻元素氧化進入釩渣，再在后續(xù)的濕法提釩過程中進行釩、鉻分離，達到同時回收釩、鉻的目的。鑒于目前少有針對含釩、鉻鐵水氧化過程以及高鉻型釩渣（釩鉻渣）物理化學性質的研究，釩、鉻元素同時提取回收的基礎理論研究亟待加強。
　　本文以FeOx-SiO2-MnO

2、-TiO2-VOx-CrOx-MgO渣系為研究對象，通過建立渣中變價元素的價態(tài)計算熱力學模型，并結合X射線光電子能譜（XPS）研究V、Cr、Fe的主要價態(tài)及其影響因素。理論計算表明釩鉻渣中釩的主要價態(tài)為+3、+4價，鉻的主要價態(tài)為+3價，鐵的主要價態(tài)為+2價；XPS結果表明，釩的主要價態(tài)為+3、+5價，鉻的主要價態(tài)為+3價，鐵的主要價態(tài)為+2、+3價。氧勢是對 V、Cr、Fe價態(tài)影響最明顯的因素，隨著氧勢的增加V、Cr、Fe的價態(tài)均增加

3、；而渣中V2O3、Cr2O3含量的變化不會對 V、Cr、Fe的價態(tài)產(chǎn)生明顯的影響。工業(yè)提釩條件下的2log(PO)經(jīng)計算約在-13~-10 atm之間，此時釩以+3價為主，其次是+5價；鉻以+2價為主；鐵以+2價為主，其次是+3價。
　　本文建立了基于共存理論的鉻、釩在渣金間平衡分配的熱力學模型。同時，為了避免鐵水中碳元素對實驗結果的影響，采用固體純鐵和釩鉻渣平衡的間接實驗方法進行了平衡實驗。理論和實驗結果均表明：w(FeO)增加

4、有利于LCr、LV增加；w(SiO2)增加會導致 LCr、LV降低；w(Cr2O3)、w(V2O3)增加會分別導致 LCr增加和LV增加；溫度低于1653 K的時候Cr、V的分配比保持在較高水平。log(LCr)、log(LV)的值均在2~3.2之間。因此，提高渣中FeO含量，控制渣中的w(Cr2O3)在5~6％且 w(V2O3)在9%~11%之間，降低的 SiO2含量；同時，氧化過程中的反應溫度不高于1653 K，將有利于增大提釩鉻過