石煤提钒绿色工艺及节能减排关键技术研究

石煤提钒成为我国利用钒资源的一个重要发展方向。为了有效的解决石煤提钒领域存在的资源、能源消耗高、环境污染严重的问题,落实节能减排政策,本课题对石煤提钒绿色工艺以及节能减排关键技术进行了新的探索。通过石煤提钒工艺实验研究,对工艺条件进行了优化,主要包括焙烧工艺优化、浸出工艺优化、萃取工艺优化、反萃工艺优化、沉钒工艺优化。焙烧实验中,入炉温度250℃,焙烧温度850℃,CaO添加量16%,AF-QM添加量1.5%,焙烧时间应2.1h时,钒转化率可达80.1%。浸出实验中,液固比为3:1,助浸剂RTGJ添加量0.3%,浸出温度90℃,浸出时间1.5h,硫酸浓度4.5%,浸出率可达85.2%。萃取实验中,pH=3.0,萃取级数为5级,相比1∶1,振荡时间2min,萃取率可达99.1%。反萃实验中,有机相与水相比8:1,6级反萃,硫酸浓度10%,反萃率达98.5%。沉钒实验中,pH值2.0,沉钒温度90℃,沉钒时间2.5h,沉淀率可达95.0%。最终产品V2O5达到国家GB3283-87标准99级。石煤提钒节能减排关键技术主要包括废水循环利用、废气达标排放、固体废物综合利用、余热利用几个方面。工艺过程产生的废水主要为萃余液、偏钒酸铵洗涤水、沉钒尾水。偏钒酸铵洗涤水直接返回制粒工序;沉钒尾水采用砂滤+二级反渗透工艺处理后回用;萃余水采用中和+气浮+膜分离的工艺,可做到废水大部分循环利用。工艺过程中废气主要有焙烧烟气和煅烧废气,焙烧烟气采用布袋除尘+旋流板塔脱硫的处理工艺;煅烧废气中的污染物主要为NH3,采用稀盐酸作吸收液进行循环吸收。废渣主要有浸出废渣、净化废渣、石膏渣,浸出废渣和石膏渣作混凝土的掺合料,能提高混凝土的性能;净化渣按危险废物进行处置。工业应用中采用沸腾炉焙烧脱碳,沸腾锅炉产生的蒸汽可用于发电。