2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、釩是一種重要的合金元素,但其可供有價(jià)提取的資源較為不足。我國每年有1~5萬噸釩進(jìn)入氧化鋁生產(chǎn)流程,這是一種重要的釩資源,且氧化鋁流程中釩的存在對氧化鋁產(chǎn)品質(zhì)量有較大影響。因此,把釩從氧化鋁流程中提取出來是十分必要的。
   從氧化鋁生產(chǎn)流程提取釩的方法很多,而在工業(yè)上應(yīng)用的唯一方法為結(jié)晶法,但此法回收率低,且只適用于釩含量高的母液,對于國內(nèi)釩含量普遍較低的母液結(jié)晶法無法實(shí)現(xiàn)。因此,開發(fā)新的氧化鋁流程高效提釩技術(shù)勢在必行。

2、   本論文首先研究了釩對氧化鋁流程的關(guān)鍵工序-溶出及分解過程的影響規(guī)律,結(jié)果表明流程中的釩對溶出過程基本無影響,而對分解過程影響較大,可造成產(chǎn)品純度的下降和粒度的細(xì)化,從而明確了釩是一種對氧化鋁流程危害較大的雜質(zhì)。
   在確定拜耳法種分母液作為氧化鋁流程中提釩原料的基礎(chǔ)上,通過分析討論提出了本論文的技術(shù)路線:母液沉釩-含釩沉淀浸出-離子交換-二次沉釩-偏釩酸銨焙燒,并對各工藝過程進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。
   通過對

3、母液沉釩過程的熱力學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)了釩離子與母液中其它離子反應(yīng)的熱力學(xué)規(guī)律,并以此為指導(dǎo),針對傳統(tǒng)工藝沉釩后所得的含釩沉淀渣中V2O5含量較低的問題,提出了沉淀渣循環(huán)用于母液沉釩的新工藝,使沉淀渣中V2O5含量提高至2%以上,實(shí)現(xiàn)了母液的高效沉釩。
   含釩沉淀浸出過程的熱力學(xué)分析結(jié)果表明,此沉淀渣適宜采用Na2CO3溶液在低溫條件下浸出;通過對此過程的動力學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)其控制步驟為固膜擴(kuò)散控制;在熱力學(xué)和動力學(xué)理論研究的基礎(chǔ)上,針

4、對直接采用Na2CO3溶液進(jìn)行浸出時(shí)浸出率不高的問題,提出了浸出時(shí)通入CO2氣體的改進(jìn)工藝,使浸出率由80%提高到90%以上,并通過考察Na2CO3濃度、CO2通氣量、溫度、液固比及浸出時(shí)間等因素對浸出效果的影響,確定了適宜的浸出工藝條件。
   樹脂吸附釩陰離子過程的動力學(xué)研究結(jié)果表明,201×7樹脂對浸出液中釩離子的吸附效果較好,吸附率可達(dá)87%以上,201×7樹脂吸附釩離子過程符合動邊界模型,其控制步驟為顆粒擴(kuò)散控制;吸附

5、過程實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,采用201×7樹脂吸附浸出液中的釩離子可獲得較好的吸附效果,吸附率達(dá)95%左右;解吸過程實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,采用1mol/LNaCl+1mol/L NH4Cl的解吸體系進(jìn)行解吸可取得較好的效果,解吸率可達(dá)97%以上;通過考察浸出液流速、吸附溫度和吸附pH值等因素對吸附過程的影響及解吸體系、解吸劑濃度、解吸溫度和解吸劑流速對解吸過程的影響,確定了合理的離子交換工藝條件。
   二次沉釩過程實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,解吸

6、后的溶液加入NH4C1進(jìn)行沉釩,可達(dá)到較好的效果,沉率可達(dá)98%;根據(jù)二次沉釩過程反應(yīng)的特點(diǎn),推導(dǎo)出了此過程的動力學(xué)方程,并結(jié)合在考察解吸液濃度、pH值、加氯化銨系數(shù)和溫度的影響規(guī)律時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,確定了動力學(xué)方程的各項(xiàng)參數(shù),其反應(yīng)速率常數(shù)為9.16×10-5 mol/L·s,反應(yīng)級數(shù)為0.932,同時(shí)也確定了二次沉釩過程的適宜工藝條件;對于偏釩酸銨焙燒過程,主要通過實(shí)驗(yàn)考察了焙燒溫度及焙燒時(shí)間的影響情況,確定了合適的焙燒工藝條件,并制得

7、達(dá)到GB3283-1987標(biāo)準(zhǔn)對冶金99級V2O5產(chǎn)品品質(zhì)要求的產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了釩的回收。
   通過本論文的研究,首次在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了利用除結(jié)晶法外的其它方法從氧化鋁流程中回收釩,并具有高效且可處理釩含量低的母液的優(yōu)勢。以本論文研究得出的拜耳法種分母液中提取V2O5的技術(shù)路線為基礎(chǔ),有可能開發(fā)出從拜耳法種分母液提取V2O5的工業(yè)化技術(shù),如果能夠在氧化鋁廠推廣應(yīng)用,不僅可消除釩對氧化鋁生產(chǎn)流程的危害,提高產(chǎn)品質(zhì)量,而且可產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)

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