[00128072]钒/铬多金属工业危废清洁高值利用关键技术及应用

钒、铬是重要的战略性矿产资源,其金属及化合物在国民经济多个领域应用广泛。其中,钒被称为“工业味精”,我国钒产量约10万吨（以五氧化二钒计）,主要应用于钢铁工业（钒铁、钒氮合金）、工业催化剂、储能电池、航空航天等领域,是支撑未来碳减排、碳中和战略目标的关键金属。伴随战略新兴产业快速发展,钒、铬特色产业的绿色可持续发展愈发重要。 本项目面向以废脱硝催化剂、钒铬泥为代表的钒/铬典型两性金属工业危废,聚焦其矿相复杂、有价金属分离难度大、伴生元素形态多样、资源化利用和无害化处置难度大的问题,提出钒/铬两性金属碱体系活性氧强化浸出-相似金属选择性结晶分离-碱浸中间体阳离子置换矿相重构与资源化研究思路。研究成果支撑建立了钒铬泥钒铬高效回收与产品高值化制备、废脱硝催化剂高效循环利用成套化技术,实现了工程化应用。 1、针对钒/铬两性金属危废中钒、铬、砷等元素矿相结构稳定、浸出难度大的问题,开展不同浓度碱体系中活性氧量化调控理论基础与强化浸出共性技术研究,形成中高浓度碱体系微气泡活性氧强化钒、铬高效浸出,低浓度碱体系自催化类芬顿强化钒、砷共提等关键技术,实现钒、铬、砷等两性金属的高效浸出。 2、针对含钒酸钠、铬酸钠、砷酸钠、钨酸钠等组分的碱性溶液组成复杂,钒/铬、钒/砷/钨相似金属难分离,产品价值低的问题,开展钒酸钠、铬酸钠、砷酸钠、钨酸钠多元复杂碱介质相平衡与选择性结晶调控方法研究,开发基于多元组分溶解-结晶相平衡的钒/铬、钒/砷/钨相似金属结晶分离、铵-钙-钠梯级置换制备高值产品等关键技术,实现钒/铬、钒/砷/钨的高效分离和高纯五氧化二钒、白钨精矿等高值产品制备。 3、针对碱浸出中间体铁、钠杂质含量高,矿相结构难以满足下游应用的问题,开展浸出中间体H+/Ca2+阳离子置换矿相重构与资源化利用共性技术研究,实现两性金属危废的全量化利用。 4、在关键技术研究基础上,重点聚焦废催化剂类、废渣泥类两性金属危废中的典型代表废脱硝催化剂和钒铬泥,开展成套化技术与工程示范研究,形成钒铬泥钒铬高效回收与高值产品化、废脱硝催化剂高效循环利用2项成套化技术。 本项目得到了国家973计划、国家自然科学基金、中国科学院STS计划等多项国家、省部级项目支持。本项目授权中国发明及实用新型专利26项,发表学术论文32篇,其中SCI收录22篇。近三年来,技术应用单位共处理钒铬泥2.2万吨,废脱硝催化剂约3万m3,回收钒资源（V2O5计）2752吨,钛（TiO2计）1.29万吨;三年共实现销售收入近6亿元,新增利润2.86亿元。 本项目技术及产品推广应用至山东、河北、安徽、浙江等多个省市,显著提高我国钒、钨、钛等金属的资源利用率,年节约钛铁矿消耗量约130万吨,钨矿约300万吨,钒矿约30万吨,降低废酸液产生量约3000万吨,降低钛石膏产生量约400万吨,钨冶金废水产生量降低50万吨,为有色行业复杂难用两性金属原生矿产清洁生产与二次资源高效循环利用提供科技支撑。