海绵钛生产中铜丝除钒废物回收过程的矿物学研究

海绵钛是钛工业的基础原材料。近年来国内海绵钛产业发展迅速，到2007年其产量已达到两万多吨。海绵钛生产产生大量的废渣、废气、废液等污染物质，对环境造成严重污染，是制约海绵钛产业发展的瓶颈。虽然国家早就将海绵钛生产的环境污染治理问题列为国家重大攻关课题，但长期以来却未从根本上得到很好的解决。本论文以海绵钛生产中铜丝除钒工艺产生的废物为对象，对其中的物质组成及其来源进行了分析，探索对该废物处置与综合回收技术。 除钒杂质是四氯化钛精制作业中极为重要的环节，铜丝除钒是国内采用的主要工艺技术，其产生的废物中含有铜、钒等有用资源。本文首先对海绵钛生产中四氯化钛精制环节铜丝除钒工艺产生的废物的物质组成进行研究，在确定其主要成分是含铜、钒的化合物基础上，设计了综合回收铜、钒等有用资源的技术方案——采用氢氧化钠进行碱处理形成铜钛沉淀物和含钒碱溶液；铜钛沉淀物用硫酸浸出得到硫酸铜溶液和钛沉淀物；硫酸铜溶液进一步电解得到电解铜；含钒碱溶液采用盐酸处理沉淀钒，再经焙烧得到五氧化二钒。在研究过程中主要采用环境矿物学的研究方法，利用化学分析、X射线衍射分析、扫描电镜观察等手段，查明该废物及回收过程产物的特点。 本文通过实验研究，得到以下主要结论： 1.海绵钛生产中铜丝除钒工艺产生的废物主要是水洗池废液，约占90%以上；水洗池废液中铜、钒的浓度很高，分别是5.4g/L、3.6g/L。水洗池沉淀物中的铜、钒主要是以(Cu0.95V2O5)CuO，Ni2V2O7的结晶态形式存在。 2.在废物的化学分析结果和X射线衍射分析结果的基础上，设计了对废物综合回收电解铜、五氧化二钒等资源的技术方案。该回收技术路线下电解铜的初步回收率可达97%，钒的一次回收率约为78%。 3.对回收过程中的各阶段产物进行了化学分析、物相分析和微观形貌观察，研究结果表明铜、钒、钛等资源得到了较好有分离和回收。