机械活化钒渣钙化焙烧—酸浸过程强化钒转化机制研究

Calcified replacement sodium is a clean method of vanadium production process, however, basic research and industrial practice has proved that low leaching rate has become a fatal flaw dip which limits its completely replaced sodium. To solve the problem, this study proposes that to mechanical activation vanadium slag and the mixture with CaCO3 using high-energy planetary mill, and to research the variation of physical and chemical properties of vanadium slag after mechanical activation, such as crystal structure and particle morphology, to investigate the thermodynamic and kinetic behavior of the oxidation reaction during calcified roasting, and to research the leaching law of calcified product after mechanical activation. It is to get the influence of mechanical activation on the physical properties of vanadium slag, to clear the energy conversion pathways, to obtain the strengthening mechanisms, and ultimately to provide technical support for clean and efficient converter vanadium slag extraction process.

钙化提钒方法是一种可替代传统钠化提钒方法的清洁生产工艺，但是基础研究和工业实践指出：钙化提钒工艺钒转浸率低已经成为限制其完全取代钠化提钒工艺的致命缺点。针对该问题，提出采用高能球磨机对钒渣及钒渣与CaCO3混合物进行机械活化，研究钒渣活化后晶体结构、颗粒形貌等物理化学性质的变化规律，机械活化产物钙化焙烧过程氧化反应的热力学和动力学行为，活化后焙烧产物的溶液浸出规律等。通过研究获得机械活化方法对钒渣各项物理化学性质的影响规律，明确钒渣机械活化过程能量转化途径，获得机械活化方法对钒渣钙化氧化—浸出反应的强化机制，最终为实现清洁、高效的转炉钒渣提钒工艺提供技术支撑。

钙化提钒方法是一种可替代传统钠化提钒方法的清洁生产工艺，但是基础研究和工业实践指出：钙化提钒工艺钒转浸率低已经成为限制其完全取代钠化提钒工艺的致命缺点。针对该问题，本项目了提出采用机械活化强化来解决该问题。首先，采用高能球磨机对钒渣及钒渣与碳酸钙混合物进行了机械活化，利用XRD、SEM/EDS、激光粒度分析、比表面积和热重分析，研究了机械活化对晶体结构、颗粒形貌等物理化学性质的变化规律，及机械活化产物钙化焙烧过程的动力学行为，发现了机械活化后的钒渣的氧化机理与未活化钒渣的氧化行为完全不同，扩展了机械活化理论。其次，研究钒渣活化后焙烧产物的溶液浸出规律，求解了焙烧产物中钒的浸出动力学。研究结果表明，通过机械活化可以降低钙化焙烧温度100℃，可将钒的浸出率提高5个百分点。本项目通过研究获得机械活化方法对钒渣各项物理化学性质的影响规律，明确了钒渣机械活化过程能量转化途径，获得了机械活化方法对钒渣钙化氧化—浸出反应的强化机制，最终为实现清洁、高效的转炉钒渣提钒工艺提供了技术支撑。项目共计发表境内外学术论文10篇，其中SCI检索5篇，申请发明专利2项，培养数名本科生，完成项目计划研究内容，达到了预期目标。