多相反应中有价组元的相结构变化规律-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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多相反应中有价组元的相结构变化规律

项目名称：多相反应中有价组元的相结构变化规律
项目类别：重大项目
批准号：51090382
申请代码：E0412
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2011-01-01-2014-12-31

项目负责人：齐涛
依托单位：中国科学院过程工程研究所
批准年度：2010

中文摘要：

钒钛磁铁矿为我国重大特色多金属矿产资源，储量巨大，且为钒、钛、铁、铬等多金属共生，资源综合利用价值很高。钒钛磁铁矿现有加工利用技术对钒、钛资源利用率偏低，铬等其它有价金属难以利用，废弃物排放量大，环境污染严重。本课题针对钒钛磁铁矿资源利用现状，依据清洁冶金原理，运用高温冶金－湿法冶金－电磁冶金－物理化学－溶液化学等多学科交叉研究方法，通过研究工艺矿物表面/界面特性对钒钛元素还原特性的作用规律、钒渣形成及氧化焙烧多相反应中钒铬的相结构变化规律，系统揭示钒/钛/铬在钒钛冶金过程中赋存形式的变化及多相反应中钒钛铬等有价组元相结构转移规律；在此基础上，通过研究钒渣/富钛料的亚熔盐多相反应过程强化与调控机制、钒铬萃取分离规律，最终建立亚熔盐法高效提取钒/钛/铬和清洁分离多金属的新理论和新方法，为钒钛资源，特别是高铬型钒钛磁铁矿资源中钒、钛、铬的高效利用提供理论依据和新技术。

中文主题词：钒钛磁铁矿；高温还原；钒渣；钒铬分离；亚熔盐

英文摘要：

Vanadium-bearing titanomagnetite；High temperature reduction；Vanadium slag；Separation of vanadium and chromium；Sub-molten salt

英文主题词： Vanadium-bearing titanomagnetite；High temperature reduction；Vanadium slag；Separation of vanadium and chromium；Sub-molten salt

结论摘要：

本课题研究了钒钛磁铁矿高炉冶炼过程钒、铬、钛、硅、铁的还原规律及其相互影响机制，对高炉炉缸区的耦合反应动力学进行了研究。采用分子模拟的方法研究了钒渣高温熔融结构及其性质并进行了实验验证，探明了钒渣中尖晶石的竞争性析出和长大的行为规律。针对高铬型钒渣形成机制，重点研究了铬含量增加对钒渣物理化学性质的影响、含钒铬尖晶石的析出和长大行为规律。根据高铬型钒渣中钒、铬元素的分布特点，提出并成功研发了原创性的亚熔盐法钒铬共提和分步焙烧-浸出分步取提钒铬的新技术，建成千吨级示范工程。针对亚熔盐处理钒渣反应体系中钒、铬尖晶石相结构同步转变与调控规律，研究亚熔盐分解钒渣过程中钒尖晶石向钒酸盐、铬尖晶石向铬酸盐的相结构同步转化及与其它组元相互作用规律等关键科学问题，进行了亚熔盐分解钒渣过程的有价组元相结构转变的热力学、反应动力学研究。为获得高品级钒、铬产品，开展了钒铬新型绿色萃取分离体系方面的研究工作，自主开发了三种新型钒铬萃取分离新体系，具体考察了咪唑型离子液体萃取体系，季铵盐与商业有机萃取剂伯胺构成的离子液体基协萃体系以及废橘子残渣在修饰Zr之后制备的生物质吸附凝胶对钒铬的萃取性能和选择性。通过本课题的研究，探明了钒钛磁铁矿中有价元素在冶炼与提取过程中的演变规律，为我国钒钛磁铁矿的综合利用奠定了理论基础。出版专著1项，正式发表和接收论文57篇，申请和授权专利14项，培养博/硕士研究生22名，获得国家技术发明二等奖1项。

成果综合统计