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近年来,钒钛磁铁矿已成为生产钒的主要原料,当今世界每年生产的金属钒约88%是从用钒钛磁铁矿生产含钒渣中获得的。随着我国经济的发展,对铁、钒、钛等产品的需求量日益增加,提高钒钛磁铁矿资源的综合利用技术水平,探索新的钒钛磁铁矿冶炼工艺,为我国经济的可持续性发展提供良好的资源保证具有十分重要的意义。由于传统工艺均未能实现钒钛磁铁矿中铁、钒、钛有价元素的同时高效回收利用,导致了部分资源浪费。因此,研究钒钛磁铁矿的铁、钒、钛同时高效回收利用技术,实现资源的深度开发与充分利用,具有重要意义。 本课题组基于氯化废弃物的氯化提钒冶炼钒钛磁铁矿,提出了一种可以同时高效回收钒、铁、钛的综合利用工艺。该工艺包括钒钛磁铁矿氯化提钒技术,针对此技术以及前期的相关研究,提出基于铁氯化物的高钒渣氯化提钒技术,本研究把高钒渣作为反应原料,以FeCl3作为氯化剂进行氯化提钒试验,采取不同的反应气氛、不同的密闭反应器以及不同粒度的反应物料进行试验,得到以下成果: (1)热力学分析表明: 通过对高钒渣氯化反应的热力学计算可知,基于铁氯化物的高钒渣通过氯化法提取钒资源是可行的。 当温度在900K~1100K时,高钒渣中的成分与氯化剂FeCl3反应的容易程度为K2O>Na2O>CaO>MnO>V2O5>MgO,高钒渣中其余的成分与氯化剂FeCl3不发生反应。 根据V-Cl-O优势区域图,VOCl3的存在区域处于高氯高氧的区域,而且比较狭小,因此需要对反应条件精准控制。 (2)根据研究表明: 当反应温度为900K~1100K、反应时间为2h、反应气氛为氧气时,在较小体积的反应器中反应,高钒渣的提钒率比较高。 当反应温度为900K~1100K、反应时间为2h、在同一个反应器中反应时,氧气气氛下高钒渣的提钒率较高。 当反应温度为900K~1100K、反应时间为2h、反应气氛为氧气、在同一个反应器中反应时,提钒率最高的高钒渣的粒度为-200~300目。 通过反应前后球团的质量,可计算出实际失重与理论失重,当实际失重与理论失重越接近时,高钒渣的提钒率越高,表明此时实际反应情况与理论反应情况比较接近,高钒渣有较高的提钒率。 粒度为-200~300目的高钒渣的比表面积最大,最容易发生反应,有利于VOCl3的生成,提钒率能达到38%。