【摘要】：除磷廢渣為化工及濕法冶金過程化學除磷的副產(chǎn)物,常含有磷、鈣、硅、鋁等成分,釩化工過程除磷廢渣除上述成分外還含有一定量的釩。磷、鋁、釩等為重要的有價金屬元素,回收意義重大,但由于組成復雜,目前仍無合理的資源化利用方法。因此開發(fā)高效的除磷廢渣回收工藝具有重要的實際意義。本文以提釩過程除磷、脫硅后的副產(chǎn)物為切入點,基于對釩化工領域除磷廢渣組成與結(jié)構(gòu)的分析,開發(fā)除磷廢渣資源化利用途徑,即提供了以除磷廢渣為原料制備磷酸鋁并回收金屬釩的新工藝。首先,對于硫酸浸出、磷酸鋁制備以及釩回收等關鍵環(huán)節(jié)的原理及工藝進行了研究。其次,從熱力學角度分析了除磷廢渣中主要組分與硫酸反應的標準吉布斯自由能變化�？疾炝怂峤鰸饬蛩岬挠昧俊⒔鲆汗瘫�、反應溫度、反應時間、pH值等條件對于除磷廢渣回收工藝的影響。并在此基礎上考察了氧化鈣中和脫硫過程中反應體系pH、反應溫度等對于磷、鋁、釩回收率的影響。最后,還探討了粗磷酸鋁凈化除雜過程中體系pH值、反應溫度對于得到的磷酸鋁除雜效果的影響。獲得了以下成果:(1)開發(fā)出以除磷廢渣為原料制備磷酸鋁并回收其中釩的新工藝,即將除磷渣經(jīng)過酸浸、中和、磷酸鋁沉淀、磷酸鋁溶解除雜、二次沉淀及轉(zhuǎn)型后制得磷酸鋁產(chǎn)品。磷酸鋁沉淀完成后溶液中通過加入除釩劑可將釩沉淀為多釩酸鹽,并經(jīng)煅燒后制備得到五氧化二釩產(chǎn)品。(2)優(yōu)化了酸浸過程的工藝參數(shù)。除磷廢渣中主要元素浸出的最優(yōu)條件為:98%濃硫酸與除磷廢渣質(zhì)量比1:1、液固體積質(zhì)量比3:1、攪拌轉(zhuǎn)速300r/min,反應溫度90℃,反應時間3小時,在該條件下,磷、鋁、釩浸出率均大于95%。(3)研究了氧化鈣中和脫硫及磷、鋁以磷酸鋁形式與釩分離過程工藝參數(shù)的影響。中和脫硫過程中選擇終點pH為0.5可以有效的消除磷、鋁、釩的夾帶損失。對磷、鋁、釩分離的研究表明,磷酸鋁制備過程中選擇終點pH為8.0可以有效的消除磷酸鋁對釩的吸附作用,提高分離效率。(4)優(yōu)化了粗磷酸鋁凈化除雜過程。得出反應終點pH為12,反應時間2h,反應溫度80℃條件下處理后的凈化液雜質(zhì)明顯減少,可以滿足磷酸鋁產(chǎn)品制備要求。對磷酸鋁產(chǎn)品制備方法進行研究的結(jié)果表明,終點pH為8.0,磷鋁比為最佳,130℃高溫轉(zhuǎn)型處理能夠使磷酸鋁漿料的過濾性能提升30倍,滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。本文的主要創(chuàng)新點在于開發(fā)了一種除磷廢渣資源化利用途徑,以除磷廢渣為原料制備磷酸鋁并可同時回收其中的釩。
【圖文】：

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【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院過程工程研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X705;TQ133.1;TF841.3

【參考文獻】

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本文編號：2643660