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攀西南矿区红格矿除含有铁、钛、钒之外,铬含量约占全国已探明储量的近两倍,是目前我国最大的铬矿资源。迄今为止,南矿区红格矿作为国家重要战略资源储备,在没有最大限度的综合回收利用之前,暂时实行封闭性保护。因此对红格矿中钒、铬、钛、铁等有价元素进行综合回收利用具有重要意义。本文首先对钒钛磁铁矿固相还原进行了热力学分析,并采用深还原—熔分处理固相还原后的金属化球团,从而实现渣铁分离,使钛进入渣相,而钒、铬富集于铁相。随后通过钒铬渣钙化焙烧及其酸浸工艺,将钒铬提取出来并对钒铬渣钙化焙烧、浸出过程进行了热力学和动力学分析。具体工作如下:(1)红格矿固相还原热力学分析结果表明,钒钛磁铁矿中磁铁矿(Fe3O4)与赤铁矿(Fe203)等被C还原的热力学趋势较大。根据Cr-Fe、V-Fe相图分析和相关文献可知,在有铁存在时,Cr-Fe、V-Fe在固液相均存在无限互溶,因此会提高铬钒氧化物还原的热力学条件且当体系温度达到还原要求时,Cr2O3与V2O5冶炼过程的走向是一致的。(2)在氩气保护下,配加一定量的碳粉,经过高温熔融处理后,金属相与渣相能够充分分离,达到熔分的目的。金属化球团深还原—熔分最佳条件:碱度为1.2,配碳量为0.5%,深还原—熔分温度为1610℃。在优化条件下经深还原—熔分温度处理后可最大限度地使钒、铬留在金属相中,此时分配比LV=4.52, LCr=1.66。(3)实验制备的钒铬渣主要由含FeO·V203, FeO·Cr2O3, MgO·V2O3等尖晶石相和Si、Ca含量较高的硅酸盐相组成,且SiO2对尖晶石的形成与长大有较大影响。(4)钒铬渣钙化焙烧热力学分析表明,V2O35、Cr2O3与CaO形成β-CaCrzO4, Ca(VO3)2, Ca2V2O7, CaCrO4等产物在热力学上都是可行的;钒铬渣钙化焙烧—硫酸浸出提钒、铬的最佳条件:焙烧温度为900℃,时间为180min,钙钒铬比为0.86;硫酸浓度为20%,浸出温度为85℃,浸出时间为120min,液固比为20:1(mL/g),搅拌速度为400r/min。在此优化条件下,钒、铬的浸出率较高,分别为96.64%,67.31%。在优化基础上研究了焙烧渣浸出动力学,结果表明,钒、铬浸出过程均受内扩散控制,两者的表观活化能分别为39.08kJ/mol,45.23kJ/mol。