Resumen

En este trabajo se estudió, mediante análisis termodinámico, la viabilidad de la reducción térmica con carbono de escorias residuales extraídas de vanadio con biomasa como agente reductor. Los efectos de la proporción de absorción de oxígeno, la temperatura y la basicidad en los resultados de la reducción, especialmente en la recuperación de metales valiosos (hierro y cromo), se discutieron enfáticamente.

INTRODUCCIÓN

La titanomagnetita de vanadio es una de las principales materias primas para la fundición de metales valiosos en la industria metalúrgica. La titanomagnetita de vanadio genera escorias metalúrgicas enriquecidas en vanadio, cromo y hierro en el proceso de fundición, denominadas escorias de vanadio. En la actualidad, la mayoría de las empresas químicas y metalúrgicas sólo reciclan y utilizan el vanadio de las escorias de vanadio, lo que representa el 80% de la producción mundial de vanadio [1-2]. Se adopta principalmente el proceso de natritización-lixiviación con agua-extracción de vanadio, y el residuo sólido producido tras la extracción de vanadio es sólo escoria residual extraída de vanadio, que contiene una gran cantidad de hierro y cromo [3]. Por lo tanto, no es una buena opción a largo plazo utilizar directamente las escorias residuales extraídas del vanadio en productos industriales, lo que conduce al desperdicio de valiosos recursos metálicos y a la existencia de Cr6+ altamente tóxico [4-5]. Aunque algunos componentes metálicos pueden reciclarse hasta cierto punto por lixiviación, otros componentes metálicos no pueden aprovecharse bien y las aguas residuales de la lixiviación deben tratarse posteriormente. Como tipo de energía renovable, la biomasa no sólo tiene grandes reservas, sino que además todos los elementos de carbono que contiene proceden del dióxido de carbono de la atmósfera absorbido por la fotosíntesis de las plantas. Por lo tanto, en comparación con el carbón, la biomasa puede utilizarse para la reducción térmica del carbono y se considera un agente reductor ideal para sustituir al carbón en la reducción de otros metales. En este trabajo, se utilizó la biomasa para analizar los productos de equilibrio de la reducción térmica del carbono según el principio del mínimo de energía libre de Gibbs.

METODOLOGÍA

Materias primas

La escoria residual con extracción de vanadio seleccionada en este trabajo es la producida por lixiviación con agua de una empresa de Chengde, China, y sus componentes se muestran en la Tabla 1.

La biomasa utilizada en este trabajo es cáscara de cacahuete también procedente de Chengde. Sus composiciones elementales se muestran en la Tabla 2, y el análisis proximal en la Tabla 3.

• Materias:Hierro Vanadio Escoria metalúrgica Biomasa Análisis termodinámico
• Subjects:Iron Vanadium Metallurgical slag Biomass Thermodynamic analysis
• Palabras claves:Escoria de desecho extraída de vanadio; Biomasa; Análisis termodinámico; Reducción
• Keywords:Vanadium-extracted waste slag; Biomass; Thermodynamic analysis; Reduction