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从石油燃灰中回收钒工艺实例

发布时间:2019-03-21 浏览数:35

从20世纪80年代起,以石油加工后的残渣为燃料的电站兴起。而这些石油燃料中都含有一定量的钒,含量约为百万分之一,有的高达千分之1.4(中美洲)。在发电厂,钒富集于锅炉灰及飞灰中。锅炉灰是沉积在炉膛中的烟尘,而飞灰则是收尘器捕集的细尘。燃油发电站产生的锅炉灰较少,而飞灰较多。

一、从锅炉灰中回收钒

锅炉灰含钒4.4%~19.2%,含镍0.2%~0.5%。先细磨至-100目,每次用8mol/L NaOH,112℃浸取4h,经三次错流浸取,钒浸取率可分别达到43%、16%、8%。所得浸取液不需净化,可进一步沉钒得高纯V2O5产品。浸取渣中剩余33%的钒再用8mol/L HCl浸取,炉灰中的Ni、Fe、Mg也被浸出,此后用萃取法分离。先用25%TBP的煤油萃铁,萃余液用氨调pH=6,再用25%LIX64N的煤油溶液萃取Ni、V。反萃用0.3mol/L HCl,先反萃镍,后用6mol/L的HCl反萃钒,如此可回收80%的钒。

二、从飞灰中回收钒、镍

台湾台南成功大学(Cheng kung Univ)的两位学者称,台湾地区每年烧1500万m³重油,约年产4.3万t飞灰。其中30%产自电除尘,称为EP灰;另70%产自旋风分离器,称为CY灰。主要成分都是Fe、C、V、Ni的氧化物。在电收尘器中要喷入液氨以中和酸性,因此在EP灰中还有30%~40%的(NH42SO4。从这些飞灰中回收V、Ni和(NH42SO4,这样既回收资源,又治理环境。

采用0.25mol/L NH3+1mol/L(NH42SO4对EP灰进行浸取,可优先浸取Ni,浸取率60%,然后再用NaOH浸取钒,钒浸取率80%。据此已建立一个2级浸取流程。煤油飞灰的成分见表1。

表1  燃油飞灰成分   (%)

飞灰

C

NH4

SO42

V

Ni

Fe

Na

Mg

EP2

56.7

7.27

29.1

0.41

1.02

0.55

0.41

2.55

CY1

63.2

 

24.8

1.91

0.80

1.96

1.50

0.07

三、从燃油飞灰中回收钒、镍

埃及亚历山大大学的学者提出用加压酸浸代替钠化焙烧从燃油飞灰中回收V、Ni,因为钠化焙烧虽然技术可行,但经济效率低。他们尝试在200℃,氧分压为1.5MPa,H2SO4浓度为60g/L,液固比=1/1(质量),浸取15min,V、Ni浸取率都在95%以上。铁在200℃以上水解沉淀,可达到除铁的目的。浸取液用电解法分离镍,溶液再中和用铵盐沉钒,最后煅烧得V2O5。据分析,此一方法较传统的钠化氧化焙烧法有以下优点:

(一)硫酸耗量约为烟灰的10%,较50%的碱耗量经济;

(二)焙烧法能耗高,估计为5000kJ/t烟灰;

(三)加压酸浸可使Ni、V与Fe分离,并使Ni、V充分回收。

本项研究所用烟灰成分如下:

成分

V

Ni

T-Fe

CaO

SiO2

MgO

Al2O3

H2O(100℃)

%

20

22

4.67

3.1

3.57

1.1

1.7

10