钒酸钙是以钒酸根离子与钙离子结合形成的化合物,根据钒酸根结构差异可分为偏钒酸钙(CaV2O6)、焦钒酸钙(Ca2V2O7)和正钒酸钙(Ca3V2O8)三种主要形式。截至2015年研究显示,不同形态的钒酸钙在酸性溶液中的溶解度存在显著差异,偏钒酸钙的酸溶性最优,直接影响其在冶金提钒工艺中的应用效果。
化学性质
钒酸钙的三种晶体结构对应不同钒酸根配位形式:
偏钒酸钙在高温下(>1,450 K)仍保持结构稳定,这与其在钙化焙烧工艺中的优势生成条件直接相关。
工业制备与应用
在钒冶炼工艺中,钙化焙烧-酸浸法是主流技术路线:
当使用CaSO4作为钙化剂时,焙烧生成物中偏钒酸钙(CaV2O6)占比显著高于CaCO3(焦钒酸钙Ca2V2O7)和CaO(正钒酸钙Ca3V2O8)体系。这一特性使其在工业生产中具有更高的钒回收效率。
钙化剂影响机制
不同钙化剂对产物组成的影响规律:
热力学特性
正钒酸钙(Ca3V2O8)在钙化焙烧过程中生成,其酸溶性低于偏钒酸钙(CaV2O6)和焦钒酸钙(Ca2V2O7)。焦钒酸钙(Ca2V2O7)的酸溶性介于偏钒酸钙(CaV2O6)和正钒酸钙(Ca3V2O8)之间。不同钙化剂体系的反应路径差异为工艺参数选择提供了理论支撑。
检测分析方法
工业生产中采用以下质量控制手段:
研究数据表明,XRD分析证实,使用
CaSO4时焙烧渣中CaV2O6占比显著高于其他钙化剂。