摘　要：就國內外含釩(fan)固(gu)廢(fei)(fei)提釩(fan)技術(shu)(shu)進(jin)行了(le)綜(zong)合(he)評述。認(ren)為:由于(yu)現行含釩(fan)固(gu)廢(fei)(fei)提釩(fan)工(gong)藝(yi)普遍成本(ben)高、污染大(da)、回(hui)收率(lv)低并難以大(da)宗量處(chu)理,所以應用一(yi)直受到限制,而已出現的一(yi)些“綠(lv)色(se)分離”新技術(shu)(shu),如選擇性(xing)析出技術(shu)(shu)、微(wei)生物浸出技術(shu)(shu)、礦漿電解(jie)技術(shu)(shu)等,有(you)可(ke)能(neng)應用于(yu)含釩(fan)固(gu)廢(fei)(fei)提釩(fan)領域并帶來(lai)突破性(xing)進(jin)展。

含釩固(gu)廢主(zhu)要(yao)有(you)低釩鋼(gang)渣(zha)、石(shi)煤(mei)、廢釩催化(hua)劑(ji)等(deng)。其(qi)來源(yuan)廣、總(zong)量大,如將其(qi)中的(de)釩合理提取利(li)用(yong),不僅對資源(yuan)有(you)效(xiao)利(li)用(yong)意義重大,且可帶來可觀的(de)經(jing)濟、環境(jing)與社會效(xiao)益。現行(xing)的(de)各種固(gu)廢提釩技術(shu)(shu),往(wang)(wang)往(wang)(wang)由于高(gao)成(cheng)本、高(gao)污染、長流程、低回收率,所(suo)以應用(yong)一直受到限制,而已出現的(de)一些綠色(se)分離(li)新技術(shu)(shu),如選擇(ze)性析出技術(shu)(shu)、微生(sheng)物浸出技術(shu)(shu)、礦漿電解技術(shu)(shu)等(deng),有(you)望在(zai)該領域獲得(de)成(cheng)功應用(yong)。

1 　含釩固廢類型及特點

1. 1 　低釩鋼渣

低釩(fan)(fan)(fan)鋼(gang)渣產(chan)生(sheng)于含釩(fan)(fan)(fan)鐵水的(de)(de)煉鋼(gang)過程,釩(fan)(fan)(fan)品位一(yi)般為(wei)2 %～ 4 %(以V2O5 計,下(xia)同) [1 ] ,余為(wei)鐵、鈣、鎂、鋁等的(de)(de)氧化物(wu)。其(qi)中(zhong)釩(fan)(fan)(fan)全部彌散(san)分(fen)布(bu)于多種礦物(wu)相中(zhong),難以直接(jie)選、冶分(fen)離。我國(guo)(guo)(四川攀枝花、河北(bei)(bei)承德、安(an)徽馬鞍(an)山) 每年總(zong)(zong)排(pai)量(liang)(liang)達數百(bai)萬t ,北(bei)(bei)歐、新(xin)西蘭、澳大(da)利亞等國(guo)(guo)每年也大(da)量(liang)(liang)產(chan)生(sheng)[2 ] 。 1. 2 　石(shi)(shi)　煤(mei)我國(guo)(guo)含釩(fan)(fan)(fan)石(shi)(shi)煤(mei)主要分(fen)布(bu)于南方諸省,總(zong)(zong)儲量(liang)(liang)豐富,賦存(cun)的(de)(de)釩(fan)(fan)(fan)估(gu)計超過世界其(qi)它國(guo)(guo)家釩(fan)(fan)(fan)的(de)(de)總(zong)(zong)儲量(liang)(liang)[2 ] 。此外(wai),美國(guo)(guo)、俄羅(luo)斯等國(guo)(guo)也有一(yi)些(xie)同類資(zi)源。含釩(fan)(fan)(fan)石(shi)(shi)煤(mei)中(zhong)釩(fan)(fan)(fan)品位為(wei)0. 3 %～ 1. 0 %[3 ] ,釩(fan)(fan)(fan)以變價形態賦存(cun),其(qi)礦物(wu)組成復雜(za),分(fen)離和提取困難。

1. 3 　廢釩(fan)催(cui)化劑(ji)廢釩(fan)催(cui)化劑(ji)來(lai)(lai)源于化學和石油工業。特(te)點(dian)是來(lai)(lai)源廣、數量大, 釩(fan)品(pin)位為8 %左右[2 ] , 其中(zhong)釩(fan)多(duo)以 V2O5 和VOSO4 的形(xing)態相對集中(zhong)于一些特(te)定相中(zhong)[4 ] 。

2 　現行含釩固廢提釩技術及其評價

現(xian)行含釩(fan)固廢提釩(fan)工藝(yi)較多(duo),具有代表(biao)性的有以下(xia)幾(ji)種。

 2. 1 　酸(suan)浸堿溶提釩法

先(xian)利用(yong)(yong)酸(suan)使含釩固廢中的(de)釩以(yi)VO2 + 、VO2 + 的(de)形態浸(jin)出(chu),加堿中和,在弱堿性條件下(xia)用(yong)(yong)氧化劑(ji)使釩成(cheng)為五(wu)價離子(如VO3 - 、[ H2VO4 ] - ) [5 ] ,并使釩與鐵(tie)的(de)水合氧化物等(deng)雜(za)質(zhi)共同(tong)沉淀,再用(yong)(yong)堿浸(jin)制得粗釩,粗釩經(jing)堿溶生成(cheng)五(wu)價釩的(de)鈉鹽,并除去雜(za)質(zhi)硅(gui), 后用(yong)(yong)銨鹽二次沉釩得偏(pian)釩酸(suan)銨,經(jing)焙燒(shao)得到高純 V2O5 。該工藝(yi)已應用(yong)(yong)于低釩鋼渣提釩。

此法優點(dian)是釩浸出率(lv)高,能耗(hao)相(xiang)對低,投資(zi)少, 缺點(dian)是釩、鐵、鈣分離較困難(nan),流程(cheng)長(chang),總(zong)回(hui)收率(lv)不高[1 ] 。

2. 2 　鋼渣返回(hui)提釩法

將低釩(fan)鋼(gang)(gang)渣添加在燒(shao)結(jie)礦中作為(wei)熔劑(ji)進入高(gao)(gao)爐(lu)冶煉, 釩(fan)在鐵水(shui)中得(de)以(yi)富集,后經轉爐(lu)吹釩(fan)得(de)到(dao)較(jiao)高(gao)(gao)品(pin)位的釩(fan)渣,以(yi)此制取V2O5 或釩(fan)鐵合金。該法是(shi)攀枝花鋼(gang)(gang)鐵研究院與中國科(ke)學院于20 世紀(ji)70 年代(dai)末和(he)(he)80 年代(dai)初提出,并曾(ceng)在攀鋼(gang)(gang)和(he)(he)馬鋼(gang)(gang)生產中應(ying)用(yong)[6 ] 。類似,也(ye)有研究者將含(han)(han)V2O5 1. 54 %的鋼(gang)(gang)渣, 以(yi)河沙和(he)(he)煤粉(fen)調整堿度,在礦熱(re)爐(lu)內直接還原得(de)到(dao)含(han)(han)釩(fan)2. 59 %～ 3. 99 %的高(gao)(gao)釩(fan)鐵水(shui),釩(fan)回收率可達(da) 90 %以(yi)上[2 ] 。

該法(fa)優點(dian)是利用現有生(sheng)產設(she)備回收釩,同(tong)時也能(neng)(neng)回收鐵(tie)、錳(meng)等(deng)元素(su),鋼渣(zha)處理量大。缺點(dian)是易產生(sheng)磷在鐵(tie)水(shui)中的循環富集(ji)[6 ] ,加重煉鋼脫磷任(ren)務[1 ] ; 此外,鋼渣(zha)雜(za)質(zhi)多,有效(xiao)氧化鈣含量相對低(di),會降低(di)燒結礦品位,增加煉鐵(tie)過程能(neng)(neng)耗(hao)。

2. 3 　鈉化(hua)焙燒提釩法

鈉(na)化焙(bei)燒提釩(fan)是含釩(fan)原(yuan)料(liao)提釩(fan)應用(yong)較(jiao)多的工(gong)(gong)藝(yi)(yi),研究也(ye)較(jiao)為透徹(che),我國陳厚生教授對(dui)該工(gong)(gong)藝(yi)(yi)技(ji)術貢獻較(jiao)大(da)。其基本(ben)原(yuan)理是:以(yi)食鹽或(huo)蘇打(da)為添(tian)加劑, 通過焙(bei)燒將(jiang)多價態的釩(fan)轉化為水溶性五價釩(fan)的鈉(na)鹽,如Na2O·yV2O5 、NaVO3 ,再(zai)對(dui)鈉(na)化焙(bei)燒產物直接水浸, 可(ke)得到(dao)含釩(fan)及少量鋁雜(za)(za)質(zhi)的浸取(qu)液,后(hou)加入(ru)銨(an)(an)(an)鹽(酸(suan)(suan)(suan)性銨(an)(an)(an)鹽沉淀(dian)法) 制得偏(pian)釩(fan)酸(suan)(suan)(suan)銨(an)(an)(an)沉淀(dian),經(jing)焙(bei)燒得到(dao)粗V2O5 ,再(zai)經(jing)堿溶、除(chu)雜(za)(za)并(bing)(bing)用(yong)銨(an)(an)(an)鹽二(er)次(ci)(ci)沉釩(fan)得偏(pian)釩(fan)酸(suan)(suan)(suan)銨(an)(an)(an), 焙(bei)燒后(hou)可(ke)得到(dao)純(chun)度大(da)于98 % 的 V2O5 [7 ] 。也(ye)可(ke)用(yong)硫酸(suan)(suan)(suan)浸漬焙(bei)燒產物,此時發生反(fan)應:2NaVO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + V2O5 ,分離得到(dao)粗V2O5 ,后(hou)經(jing)堿溶、除(chu)雜(za)(za)并(bing)(bing)用(yong)銨(an)(an)(an)鹽二(er)次(ci)(ci)沉釩(fan)得偏(pian)釩(fan)酸(suan)(suan)(suan)銨(an)(an)(an),經(jing)焙(bei)燒可(ke)得高(gao)純(chun)V2O5 。該工(gong)(gong)藝(yi)(yi)已(yi)用(yong)于石(shi)煤(mei)和低(di)釩(fan)鋼渣提釩(fan)[1 ] 。

該(gai)技術相(xiang)對成(cheng)熟、操作簡(jian)單、早期(qi)投入小,焙(bei)燒轉化率可達50 %以(yi)上(shang)。但由于(yu)(yu)鈉(na)鹽(yan)(yan)與燃料消耗(hao)大, 用于(yu)(yu)低釩固廢提釩成(cheng)本較(jiao)高。加之食鹽(yan)(yan)鈉(na)化焙(bei)燒時產生大量Cl2 、HCl 及SO2 等有毒(du)氣體[8 ] ,污染環(huan)(huan)境, 所以(yi)用于(yu)(yu)環(huan)(huan)境治理的成(cheng)本也很高。

2. 4 　直接焙燒(shao)提釩法

一般包(bao)括焙(bei)燒(shao)、浸(jin)出(chu)、沉(chen)(chen)釩、制(zhi)偏釩酸銨(an)(an)和(he)(he)煅燒(shao)幾個步驟(zou)[9 ] 。焙(bei)燒(shao)時不加任何添加劑(ji),靠空氣中的氧在高溫(wen)下將(jiang)低價(jia)釩直接(jie)轉化(hua)為酸可(ke)溶的 V2O5 [10 ] 。然(ran)后(hou)用硫酸將(jiang)焙(bei)燒(shao)產物(wu)中的V2O5 以五價(jia)釩離子形(xing)態浸(jin)出(chu),再對浸(jin)出(chu)液凈(jing)化(hua),除去(qu)Fe 等雜質(zhi),并用水(shui)解沉(chen)(chen)淀(dian)法(fa)(fa)或銨(an)(an)鹽沉(chen)(chen)淀(dian)法(fa)(fa)沉(chen)(chen)淀(dian)紅釩,再將(jiang)紅釩溶解于熱的燒(shao)堿水(shui)溶液中,控制(zhi)適當濃度和(he)(he)pH 值(zhi),使(shi)溶液中的釩主(zhu)要(yao)以VO3 (OH) 2 - 形(xing)態存(cun)在,澄清后(hou)取上(shang)清液采用銨(an)(an)鹽沉(chen)(chen)淀(dian)法(fa)(fa)制(zhi)偏釩酸銨(an)(an),再煅燒(shao)即得高純V2O5 。該法(fa)(fa)已用于含釩石(shi)煤的提釩。此法(fa)(fa)優點是環境污染小,成本相對低。缺點是焙(bei)燒(shao)轉化(hua)率較低,生產規模小,熱利用效率低,偏釩酸銨(an)(an)沉(chen)(chen)淀(dian)過(guo)程中氯化(hua)銨(an)(an)的消(xiao)耗(hao)過(guo)高[9 ] 。

2. 5 　鈣化(hua)焙燒提釩(fan)法

將石(shi)灰(hui)、石(shi)灰(hui)石(shi)或(huo)其它(ta)含鈣(gai)化合(he)物作溶(rong)劑(ji)添加到含釩(fan)固廢中造(zao)球、焙燒,使(shi)釩(fan)氧化成(cheng)不溶(rong)于水的釩(fan)的鈣(gai)鹽(yan)[11 ] ,如Ca (VO3) 2 、Ca3 (VO4) 4 、Ca2V2O7 [8 ,11 ] , 再用酸(suan)將其浸出, 并控制合(he)理的pH 值,使(shi)之生成(cheng) VO2+ 、V10O28 6 - 等離子,同時凈化浸出液,除去Fe 等雜質[8 ] 。后采用銨鹽(yan)法[10 ]沉釩(fan)、制偏釩(fan)酸(suan)銨并煅(duan)燒得高純V2O5 。鈣(gai)化焙燒法已應用于石(shi)煤(mei)提釩(fan)中[11 ] 。

此法(fa)廢(fei)氣中(zhong)不(bu)含(han)HCl 、Cl2等(deng)(deng)有害氣體,焙燒(shao)后的浸出渣不(bu)含(han)鈉鹽(yan),富含(han)鈣,有利(li)于綜合利(li)用,如用于建材(cai)行業等(deng)(deng)。但(dan)鈣化(hua)焙燒(shao)提釩工藝對焙燒(shao)物有一(yi)(yi)定的選擇性,對一(yi)(yi)般礦石存在轉化(hua)率偏低、成本偏高(gao)等(deng)(deng)問題,不(bu)適于大(da)宗量(liang)生產[8 ] 。

2. 6 　溶(rong)劑(ji)萃取提釩法(fa)

用(yong)焙(bei)燒(shao)、酸(suan)浸、堿浸等手段將含釩固廢中(zhong)的(de)釩轉(zhuan)變為(wei)水溶性或酸(suan)溶性的(de)含釩離(li)(li)子(zi)團,如(ru)HV10O28 5 - 、 VO3 (OH) 2 - 、V2O7 4 - 、V4O12 2 - 、VO3 - 、VO2 + (溶液(ye) pH 值(zhi)不(bu)同(tong),離(li)(li)子(zi)團也不(bu)同(tong)[12 ]) ,后(hou)用(yong)萃取劑(ji)(如(ru)N - 263 、7402) 萃取,并發(fa)生(sheng)陰或陽離(li)(li)子(zi)交換,如(ru):采用(yong)N - 263 在pH = 5 時(shi)萃取[ HV10O28 ]5 - ,發(fa)生(sheng)反應: [ HV10O28 ]5 - + 5R3N + CH3Cl - (O) →( R3N + CH3 ) 5 · [HV10O28 ]5 - (O) + 5Cl - ( (O) 表示有機相) ,由于其它金(jin)屬(shu)離(li)(li)子(zi)大(da)都(dou)不(bu)能進入有機相中(zhong),從而實(shi)現了釩與金(jin)屬(shu)雜質離(li)(li)子(zi)的(de)分離(li)(li)[12 ] 。經(jing)萃取的(de)有機溶液(ye),再用(yong)反萃劑(ji)(如(ru)NH4Cl 、氨(an)水) 反萃,使(shi)釩再從有機相轉(zhuan)入水相,后(hou)調整pH 值(zhi)[5 ] ,使(shi)釩以多(duo)釩酸(suan)銨(an)或偏(pian)釩酸(suan)銨(an)的(de)形態沉(chen)淀,再煅燒(shao)沉(chen)淀物即得高純(chun)V2O5 。

由(you)于(yu)(yu)含(han)(han)釩(fan)(fan)離子(zi)、萃取(qu)劑及反萃劑的(de)種類都很多, 所以相應提釩(fan)(fan)工藝也(ye)多,但工藝路(lu)線大(da)體(ti)相近,一般為:制含(han)(han)釩(fan)(fan)離子(zi)→萃取(qu)→反萃→沉釩(fan)(fan)→脫(tuo)氨得(de) V2O5 。此法已成功應用于(yu)(yu)石煤(mei)、低釩(fan)(fan)鋼渣、廢(fei)釩(fan)(fan)催化劑提釩(fan)(fan)[1 ,5 ,12 ] 。

溶劑萃取(qu)法的(de)(de)(de)優點在于(yu)(yu)釩(fan)的(de)(de)(de)回(hui)收(shou)率高、萃取(qu)劑可(ke)回(hui)收(shou)利用(yong)[1 ,5 ] 、生(sheng)產成本低、產品純度(du)可(ke)達 99. 9 %[5 ] 。缺點是工藝路線長,萃取(qu)條件(jian)苛(ke)刻(ke),操作(zuo)不(bu)穩(wen)定。 2. 7 　離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)提(ti)釩(fan)法先采用(yong)焙(bei)燒、酸(suan)(suan)浸、堿浸等(deng)(deng)工藝將含(han)釩(fan)固廢中的(de)(de)(de)釩(fan)轉(zhuan)化成水溶性的(de)(de)(de)含(han)釩(fan)離(li)(li)子(zi),如VO3 - 、V4O12 4 - (因溶液(ye)pH 值(zhi)不(bu)同(tong)離(li)(li)子(zi)也不(bu)同(tong)[13 ] ) ,再(zai)根據物料的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)采用(yong)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)劑(如717 樹脂) ,并調整溶液(ye)pH 值(zhi),在離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)柱上(shang)發生(sheng)吸附(fu)(fu)反(fan)應(ying),如采用(yong) 717 樹脂對(dui)VO3 - 進行(xing)離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)吸附(fu)(fu)時發生(sheng)反(fan)應(ying): VO3 - + R —N (CH3) 3Cl →R —N (CH3) 3VO3 - + Cl - (R 表(biao)示(shi)烴基) 。此時由于(yu)(yu)VO3 - 對(dui)717 樹脂的(de)(de)(de)親和(he)力大(da)于(yu)(yu)雜質(zhi)離(li)(li)子(zi)對(dui)樹脂的(de)(de)(de)親和(he)力,所以能(neng)除去磷、鐵(tie)、鋁、硅等(deng)(deng)雜質(zhi)。上(shang)述吸附(fu)(fu)于(yu)(yu)離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)柱上(shang)的(de)(de)(de)釩(fan)可(ke)以用(yong)NaCl 溶液(ye)洗脫,反(fan)應(ying)為:R —N (CH3 ) 3VO3 - + Cl - →VO3 - + R —N (CH3 ) 3Cl[14 ] 。經吸附(fu)(fu),釩(fan)被固定于(yu)(yu)離(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)柱上(shang),并實(shi)現了雜質(zhi)分離(li)(li)。再(zai)經脫附(fu)(fu), 釩(fan)轉(zhuan)入(ru)洗脫液(ye)中,后再(zai)用(yong)銨(an)鹽沉(chen)(chen)淀法[10 ]沉(chen)(chen)釩(fan)、制(zhi)偏釩(fan)酸(suan)(suan)銨(an),再(zai)煅(duan)燒得V2O5 。

此法在國外起步較(jiao)早,但直(zhi)到1991 年,加拿大 Fort McMurray 公司才建立離(li)(li)子(zi)交換(huan)廠提(ti)(ti)釩。我國 20 世(shi)紀70 年代初進行了一系列離(li)(li)子(zi)交換(huan)提(ti)(ti)釩的(de)試(shi)驗,到90 年代初,用(yong)717 離(li)(li)子(zi)交換(huan)樹脂法對石煤提(ti)(ti)釩工(gong)藝已在湖北通(tong)城(cheng)、丹江口等地(di)應用(yong)于生產[13 ] 。目前,離(li)(li)子(zi)交換(huan)法也成功地(di)用(yong)于廢釩催化劑的(de)提(ti)(ti)釩[13 ,14 ] 。

該法優點是流(liu)程(cheng)短、原材料消耗少(shao)、污染(ran)環境小、沉釩母液可循環利用(yong)、回收(shou)率可高達98 %、產(chan)品的純度高[13 ] 。缺點是離子交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)具有(you)選擇性,操作條件(jian)苛刻。

3 　含釩固廢提釩新技術前景及展望

現有(you)含釩固廢(fei)提釩工(gong)藝雖多,特點也不(bu)(bu)同,但基本(ben)都(dou)是(shi)(shi)由傳統(tong)提釩工(gong)藝移(yi)植過來(lai)(除鋼(gang)渣(zha)返(fan)回法外) ,針對性不(bu)(bu)強(qiang),很不(bu)(bu)適應(ying)含釩固廢(fei)的(de)資源特性(低(di)(di)品(pin)位、大宗量、成分雜) 。應(ying)用(yong)時(shi)成本(ben)高、污染大、難以大宗量處理,以致推廣一直(zhi)受(shou)到(dao)限制。因此,尋求短流(liu)程、大規模、低(di)(di)成本(ben)、低(di)(di)污染的(de)固廢(fei)提釩與殘渣(zha)綜合(he)利用(yong)的(de)新工(gong)藝,是(shi)(shi)含釩固廢(fei)提釩新技(ji)術未來(lai)的(de)發展(zhan)方向(xiang)。

近30 a ,針對含有(you)價組分(fen)的(de)礦、冶二次資源的(de)特性(低品位(wei)、大宗量(liang)) ,國(guo)內外(wai)出現(xian)一些綠色(se)分(fen)離和資源有(you)效利用(yong)新技術,其原理(li)與方法都(dou)具普遍適用(yong)性, 有(you)的(de)已用(yong)于含釩固廢提(ti)釩工(gong)(gong)藝的(de)研究。可(ke)以預(yu)見, 隨著這(zhe)些技術的(de)逐(zhu)步完善(shan),有(you)望(wang)給含釩固廢提(ti)釩工(gong)(gong)藝或(huo)方法帶來突破性進(jin)展。

3. 1 　選擇(ze)性析出技術

由東北(bei)大學隋智通教授提(ti)出(chu),并(bing)已成功用(yong)于(yu)(yu)硼(peng)渣、鈦渣體系。基本(ben)原理(li)是:針對(dui)固(gu)廢內有價(jia)元(yuan)素(su)品位低、且散布(bu)于(yu)(yu)各礦物相(xiang)內的(de)(de)資源(yuan)特點,創造適宜的(de)(de)物理(li)化學條(tiao)件,促(cu)進有價(jia)元(yuan)素(su)在化學位梯度的(de)(de)驅動(dong)下,選擇(ze)性地轉(zhuan)移于(yu)(yu)設計的(de)(de)礦物相(xiang)內富(fu)(fu)集,同時合(he)理(li)控制(zhi)相(xiang)關因(yin)素(su),使富(fu)(fu)集相(xiang)選擇(ze)性長大,再經磨礦后分出(chu)富(fu)(fu)集相(xiang),分離后的(de)(de)殘渣用(yong)于(yu)(yu)建筑材料等[15 ] 。該技術具有“短流程(cheng)、低成本(ben)、大規模、小(xiao)污染(ran)”的(de)(de)特點,目前已用(yong)于(yu)(yu)低釩鋼渣提(ti)釩的(de)(de)研究。

3. 2 　微生物浸出技(ji)術

自上世(shi)紀70 年代(dai)以(yi)來,國際上開始(shi)廣(guang)泛(fan)將(jiang)微生物用(yong)(yong)于冶(ye)金(jin)工業(ye),現(xian)已能(neng)用(yong)(yong)微生物浸(jin)出低(di)品位(wei)礦石中(zhong)的(de)(de)(de)銅、金(jin)、鈾、鉻(ge)、鎳、銀、鈧(kang)、鉬、鍺等(deng)有價(jia)元素[16 ] 。其原理是(shi)(shi)(shi):利用(yong)(yong)微生物自身的(de)(de)(de)生理機能(neng)(如(ru)氧(yang)化(hua)特性(xing)) 或代(dai)謝(xie)產物(如(ru)有機酸、無(wu)機酸和(he)Fe3 + ) 的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)來氧(yang)化(hua)、溶浸(jin)礦物中(zhong)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)組分[17 ] ,再(zai)采用(yong)(yong)絡合(he)、吸附等(deng)方法將(jiang)浸(jin)出的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)組分富(fu)集、分離(li)后提取(qu)。該(gai)技術(shu)的(de)(de)(de)優(you)點是(shi)(shi)(shi)固定資產投入較(jiao)低(di)、效率高、成本低(di)、污染少(shao)、能(neng)耗(hao)少(shao),尤其適(shi)用(yong)(yong)于低(di)品位(wei)礦物原料有價(jia)組分的(de)(de)(de)提取(qu)。缺點主要是(shi)(shi)(shi)過(guo)程的(de)(de)(de)反應速(su)度(du)慢(man)[16 ]和(he)細(xi)(xi)菌(jun)對礦物有選擇性(xing)。所以(yi),如(ru)找到(dao)并培養出合(he)適(shi)的(de)(de)(de)釩細(xi)(xi)菌(jun),將(jiang)其用(yong)(yong)于含釩固廢中(zhong)釩的(de)(de)(de)浸(jin)出,在技術(shu)上應是(shi)(shi)(shi)可(ke)行(xing)的(de)(de)(de)。

3. 3 　礦漿電解技術

礦漿電(dian)(dian)解技術是北京(jing)礦冶研(yan)究總院歷經(jing)20 余 a 的(de)(de)研(yan)究[18 ] ,開發出(chu)的(de)(de)一種新的(de)(de)濕法冶金(jin)(jin)方法,目前已成功地(di)從多金(jin)(jin)屬(shu)(shu)復(fu)合礦石中回收鉍(bi)、銻(ti)、鉛、銀(yin)等有價元素[19 ] 。基本原理為(wei)(wei):將濕法冶金(jin)(jin)所包(bao)含的(de)(de)浸(jin)出(chu)、溶液凈化、電(dian)(dian)積(ji)(ji)3 個工序(xu)合而為(wei)(wei)一,利用電(dian)(dian)積(ji)(ji)過程(cheng)(cheng)的(de)(de)陽極氧化反(fan)(fan)應來(lai)浸(jin)出(chu)礦物,其實(shi)質是用礦石的(de)(de)浸(jin)出(chu)反(fan)(fan)應來(lai)取代電(dian)(dian)積(ji)(ji)的(de)(de)陽極反(fan)(fan)應,使通(tong)常電(dian)(dian)積(ji)(ji)過程(cheng)(cheng)陽極反(fan)(fan)應大(da)量耗能(neng)(neng)轉(zhuan)變(bian)為(wei)(wei)某種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)有效(xiao)浸(jin)出(chu); 同時(shi)槽(cao)電(dian)(dian)壓(ya)降(jiang)(jiang)低,電(dian)(dian)解電(dian)(dian)能(neng)(neng)下(xia)降(jiang)(jiang),整個流程(cheng)(cheng)大(da)為(wei)(wei)簡化。這樣(yang),在(zai)陽極區(qu)可利用礦物的(de)(de)電(dian)(dian)氧化順序(xu)實(shi)現(xian)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)選擇性析出(chu),在(zai)陰(yin)極區(qu)可利用析出(chu)電(dian)(dian)位的(de)(de)不(bu)同實(shi)現(xian)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)分離[18 ] 。

該工藝保留了傳統(tong)濕法冶(ye)金的優(you)點,其(qi)主要(yao)特(te)點是:流程短、操作(zuo)簡便、生產成本低(di)廉、綜合回收和分離效率高、能(neng)同時提取多種低(di)品位復雜難選的金屬(shu)和元素[18 ,19 ] 。此法很(hen)適宜低(di)品位、大宗量含釩(fan)固廢中(zhong)釩(fan)的提取。

4 　結　語

含(han)釩(fan)(fan)(fan)(fan)固(gu)廢(fei)由于(yu)量(liang)大、釩(fan)(fan)(fan)(fan)品(pin)位低(di)且賦存(cun)形態復雜, 因而提(ti)釩(fan)(fan)(fan)(fan)困(kun)難。現行的固(gu)廢(fei)提(ti)釩(fan)(fan)(fan)(fan)工(gong)藝雖多,但普遍存(cun)在成(cheng)本高(gao)、污染大、回收率低(di)和(he)不能大宗量(liang)處理(li)的缺點,推(tui)廣受到限制。所(suo)以尋求(qiu)短(duan)流程(cheng)、大規模、低(di)成(cheng)本、低(di)污染的普適性(xing)新工(gong)藝用(yong)(yong)于(yu)含(han)釩(fan)(fan)(fan)(fan)固(gu)廢(fei)中釩(fan)(fan)(fan)(fan)的提(ti)取與殘渣的綜合利(li)用(yong)(yong),是含(han)釩(fan)(fan)(fan)(fan)固(gu)廢(fei)提(ti)釩(fan)(fan)(fan)(fan)新技(ji)(ji)術(shu)未來(lai)的發展方向。目前(qian),已出(chu)(chu)現的綠色(se)分離和(he)資源(yuan)有(you)效利(li)用(yong)(yong)新技(ji)(ji)術(shu),如選擇(ze)性(xing)析(xi)出(chu)(chu)技(ji)(ji)術(shu)、微生物(wu)浸出(chu)(chu)技(ji)(ji)術(shu)、礦漿電(dian)解技(ji)(ji)術(shu)等,有(you)望(wang)應用(yong)(yong)于(yu)含(han)釩(fan)(fan)(fan)(fan)固(gu)廢(fei)提(ti)釩(fan)(fan)(fan)(fan)并帶來(lai)突破性(xing)進展。

參考文獻

1 　陳林竣. 含釩(fan)鋼渣的全分(fen)解和綜合利用. 馬(ma)鋼科(ke)研(yan),1990 (2) :36～ 38

2 　黃道鑫. 提釩(fan)煉鋼. 北京:冶金工業出版(ban)社,2002

3 　鄒(zou)曉勇(yong),彭清(qing)靜,歐陽(yang)玉祝,等. 高硅低鈣(gai)釩礦的鈣(gai)化(hua)焙燒過程. 過程工程學報,2001 ,1 (2) :189～ 192

4 　陸(lu)騰甲. 從廢釩觸媒中提(ti)取(qu)五氧化二釩的研(yan)究. 濕法冶金,1992 (1) :11～ 15

5 　蔣馥華,張　萍. 用(yong)溶劑萃取法從廢釩催化(hua)劑制備(bei)高純五(wu)氧(yang)化(hua)二釩. 硫酸工業(ye),1996 (2) :32～ 36

6 　吉隆建(jian). 我國火(huo)法提釩技術的進(jin)展及現狀. 釩鈦,1992 (3) :29～ 37

7 　劉公召,隋智(zhi)通. 從HDS 廢(fei)催化(hua)劑中提取釩(fan)和(he)鉬的研(yan)究. 礦(kuang)產(chan)綜合利用,2002 (2) :39～ 41

8 　戴文燦(can),朱柒金,陳慶邦,等. 石煤(mei)提釩綜合(he)利用新工藝的研究. 有色(se)金屬(選礦部(bu)分) ,2000 (3) :14～ 17

9 　鄒曉勇,歐陽玉祝(zhu),彭清靜,等. 含釩石煤無鹽焙(bei)燒酸(suan)浸生(sheng)產五氧化(hua)二釩工藝的(de)研究. 化(hua)學(xue)世界,2001 ,42 (3) :117～ 141

10 　陸芝華,周邦娜,余仲興(xing),等. 石(shi)煤氧化(hua)焙燒—稀堿(jian)溶液浸出提(ti)釩(fan)工(gong)藝研究. 稀有金屬(shu),1994 ,18 (5) :321～ 327

11 　張中豪,王(wang)彥恒. 硅質釩礦氧化鈣化焙燒提釩新工藝. 化學世(shi)界,2000 ,41 (6) :290～ 292

12 　王永(yong)雙,李國(guo)良,童慶云. 用(yong)溶劑萃取法從炭質(zhi)頁巖(yan)中回收釩鉬(mu). 稀有金屬,1995 (4) :9～ 16

13 　鄭彭年. 離子交換(huan)用于石(shi)煤(mei)提釩(fan)的探討. 工程設計與研究,1992 (6) :35～ 38

14 　張　萍,蔣馥華. 苛(ke)化(hua)泥為焙燒添加劑從石煤(mei)提取(qu)五氧(yang)化(hua)二釩. 稀(xi)有金屬,2000 ,24 (2) :115～ 118

15 　Li Liaosha , Yang J unhe ,Lou Taiping ,et al. Study on The Oxida2 tion of Ti2Bearing Slag. Sixth International Conference on Molten Slags ,Fluxes , and Sults , in Stockholm2Helsinki J un 12 ～ 16 , 2000 ( Electronic Press)

16 　李浩然,馮(feng)雅麗. 微生物冶(ye)金的新(xin)進展. 冶(ye)金信息導刊,1999 (3) : 29～ 33

17 　龔文琪,魏　鵬(peng),雷紹民. 微生物技術與21 世紀礦(kuang)產資源(yuan)開發. 中國非金屬礦(kuang)工業導(dao)刊,2000 (5) :25～ 28

18 　邱定蕃. 清潔(jie)高效的提取冶(ye)金———礦漿(jiang)電解. 中國(guo)工程(cheng)科(ke)學, 1999 (1) :67～ 72

19 　邱定蕃. 礦漿(jiang)電(dian)解(jie)的特點和(he)研(yan)究背景. 礦冶(ye),1998 (4) :40～ 45

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章