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固相煅烧法制备钒酸铋颜料工艺研究

杜光超 , 尹丹凤 , 孙朝晖 , 景涵 , 陈海军 , 唐红建 , 余彬 , 王唐林

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2016.05.007

通过固相煅烧法制备钒酸铋颜料,研究反应原料、煅烧温度及煅烧时间对产品物相、粒度及比表面积、颜料呈色性能等的影响.结果表明:以NH4VO3及Bi(NO3)3·5H2O为反应原料,制备条件更温和;煅烧温度为500℃、煅烧时间为12 h,制备出的钒酸铋产品物相纯度较高、平均粒径及比表面积处于较优水平,产品对应的色坐标为L*=84.91,a*=1.18,b*=85.87,c*=85.88,颜料呈色性能优于市售钒酸铋颜料.

关键词: 钒酸铋 , 颜料 , 固相煅烧 , 物相 , 呈色性能

固相煅烧法制备钒酸铋的动力学研究

杜光超 , 孙朝晖 , 鲜勇 , 陈海军 , 景涵 , 尹丹凤 , 唐红建

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2015.05.008

以五水硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)及偏钒酸铵(NH4VO3)为原料,利用TG-DSC对固相煅烧法制备钒酸铋的动力学进行研究.结果表明:不同升温速率下,反应均经历两个阶段,第一阶段的DSC峰值温度为400.67～425.95 K,反应同时在固、液两相中进行;第二阶段的DSC峰值温度为516.86～551.57 K,为固相反应;两个阶段的反应均涉及到体系副产物的分解及产物晶型的转变与完善.分别通过Flynn-Wall-Ozawa及Kissinger模型确定出两个阶段反应的动力学参数.第一阶段,表观活化能Ea1=86.56 kJ/mol,频率因子A1=4.49×1010 min-1;第二阶段,表观活化能Ea2=103.11 kJ/mol,频率因子A2 =4.12×109 min-1.

关键词: 钒酸铋 , 固相焙烧法 , 动力学 , TG-DSC , 拉曼光谱

钒在非钢铁领域应用的研究进展

杜光超

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2015.02.009

钒及其化合物在冶金、化工、航空等领域应用广泛,95％左右的钒用于钢铁及合金冶炼,约5％用于化工及其它行业.随着技术的发展,钒在非钢铁领域的应用日益增多.重点阐述钒系催化剂、钒系电池材料、钒颜料的制备方法及研究进展,概述钒在纳米、生物医药领域的研究及应用现状;系统分析目前存在的主要问题,其中高成本、基础理论研究薄弱是制约钒材料大规模工业化的重要原因.传统制备技术与纳米、生物医药等技术相结合,可有效降低钒材料的制备成本并提高其性能;随着先进表征技术的发展及物理、化学相关基础理论研究的突破,钒在非钢铁领域的应用及研究前景将更为广阔.

关键词: 钒 , 钒系催化剂 , 钒系电池材料 , 钒颜料 , 纳米技术 , 生物医药

多钒酸铵返溶的动力学研究

尹丹凤 , 孙朝晖 , 景涵 , 杜光超 , 陈海军

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2015.06.003

多钒酸铵返溶是工业上生产高纯五氧化二钒的重要步骤.采用pH标定法测量多钒酸铵的返溶率,在氢氧化钠浓度为0.5 mol/L,液固比为20:1的现行生产工艺条件下对多钒酸铵返溶的动力学进行了研究.结果表明:多钒酸铵的返溶率随温度和搅拌速度的增大而增大;多钒酸铵返溶的动力学模型为液膜非稳态扩散模型,受液膜非稳态扩散控制,表观活化能为6.15 kJ/mol;适当增大搅拌速度、升高返溶湿度都能提高多钒酸铵返溶的扩散速率.

关键词: 多钒酸铵 , 返溶 , 动力学 , 活化能

烟气硫酸应用于沉钒工艺研究

伍珍秀 , 孙朝晖 , 陈文龙 , 杜光超

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2014.05.004

模拟某钒厂沉钒工艺分别用工业硫酸和烟气硫酸沉钒,以钒损和成本均最低的结果为依据进行探索试验.选取其中钒损和成本低的一组试验,优化其工艺参数.试验结果表明,一步沉钒法烟气硫酸沉钒钒损最小,成本最低.其最优沉钒工艺参数:加沉钒剂后调节pH值为2.2,99℃至沸腾沉钒1h,以每吨V2 O3计,钒损为3.06 kg,成本763.18元,远低于工业硫酸沉钒成本.该技术应用于工业生产后,沉钒上层液钒含量均值为0.31 g/L,完全满足生产要求.其最终产品V2O3质量、粒度分布及堆比重均与工业硫酸沉钒水平相当.

关键词: V2O3 , 沉钒 , 工业硫酸 , 烟气硫酸 , 钒损

混合钒氧化物倾翻炉钒铁冶炼工艺研究

余彬 , 鲜勇 , 孙朝晖 , 景涵 , 唐红建 , 杜光超

钢铁 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2015.04.001

研究了适用于倾翻炉一步法和两步法钒铁冶炼过程混合钒氧化物铝热反应的冶炼特性.考察不同钒氧化物配比、不同配铝系数对渣中钒损及单炉冶炼效率的影响.结果表明:V2O3的增加能够有效降低平衡态渣中钒含量,但不利于提高单炉冶炼效率,原料配比(罐数比)从0∶8提高到6∶2时,渣中钒含量从2.23％降低至1.85％,单炉渣量减少19.7％,单炉冶炼时间从180 min增加到194 min;两步法冶炼过程中,随着配铝系数提高到1.20,贫渣钒含量从一步法钒铁冶炼的1.85％降低至0.44％,渣中平均钒含量降低至0.88％;贫渣时间从194 min减少至146m in,精炼时间则从0增加到94 min,单炉冶炼周期较一步法延长46 min;最优试验条件下,合金产品中钒含量提高到51.6％,铝含量降低到低于0.3％的水平,在提高合金品质的同时也提高了铝的利用率.

关键词: 混合钒氧化物 , 倾翻炉 , 两步法 , 钒铁冶炼

从含钒酸浸液中萃取高纯度五氧化二钒的工艺研究

唐红建 , 张力 , 孙朝晖 , 陈海军 , 余彬 , 杜光超

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2017.01.003

综合钒渣钙化焙烧硫酸浸出液的溶液特性及其钒浓度低、杂质离子繁多的特点,采用溶剂萃取法制得了高纯度五氧化二钒.对钒渣钙化焙烧硫酸浸出液萃取过程、洗涤过程、反萃过程、酸性铵盐沉钒过程进行了系统研究,旨在探索出一种从钒渣钙化焙烧硫酸浸出液中清洁高效提取高纯五氧化二钒的新工艺,为高纯度五氧化二钒技术开发与未来的生产实践提供数据支撑.结果表明:在较优的工艺条件下,制得的精钒品位高达99.991 5％,整个工艺的钒回收率达到88.78％.

关键词: 五氧化二钒 , 含钒酸浸液 , 溶剂萃取 , 酸性铵盐沉钒 , 高纯钒