钒及钒生产工艺
一种制备金属钒的方法
一种制备金属钒的方法引言金属钒是一种具有重要工业应用价值的金属材料，广泛应用于冶金、化工、电子等领域。
目前已有多种方法制备金属钒，但由于成本高、工艺复杂等问题限制了其产量和应用范围。
本文将介绍一种简单、高效的制备金属钒的方法，开发出更可行的制备技术，以满足不同领域的需求。
材料与方法1. 原料准备：制备金属钒所需的主要原料为钒矿石，常见的有伴生钒矿、钒铁矿等。
此外，还需要一些辅助材料，如还原剂、助熔剂等。
2. 矿石选别：将采集到的钒矿石经过粉碎、磨矿等处理工艺，得到均匀的颗粒状物料。
通过重力分选、浮选等方法，将矿石中的杂质分离，得到纯净的钒矿石。
3. 还原提钒：将纯净的钒矿石与还原剂按一定比例混合，并加入适量的助熔剂。
将混合物装入高温炉中，采用还原反应提取钒。
温度、时间等参数需要根据具体情况进行优化。
4. 熔炼与精炼：通过还原提钒得到的钒合金需要经过熔炼和精炼工艺，以获得高纯度的金属钒。
采用真空熔炼、电炉熔炼等方法，调整合金成分和含杂质的浓度。
5. 产品成型：经过熔炼和精炼后的钒合金通过铸造、压延等工艺成型，制备出所需的金属钒产品。
结果与讨论采用上述制备方法制得的金属钒具有较高的纯度和良好的机械性能，符合工业应用的要求。
通过对不同矿石的处理和还原提钒工艺参数的优化，可实现钒的高效提取和合金化。
本方法相比传统的制备方法具有明显的优势。
首先，使用的原料广泛且资源丰富，提高了可行性和可持续性。
其次，制备工艺简单、操作方便，降低了制备成本和工艺控制的难度。
此外，还能达到较高的成品强度和韧性，提高了制品的使用寿命和稳定性。
然而，这种制备方法仍然存在一些不足之处。
例如，对原料矿石的加工和纯化过程可能存在能耗较高、流程复杂等问题，需要进一步优化。
同时，提高熔炼和精炼工艺的自动化程度，减少对人力的依赖，也是值得探索的方向。
结论通过本研究，我们成功开发了一种简单、高效的制备金属钒的方法，为工业生产中的钒材料提供了新的解决方案。
第五章含钒铁水炼钢工艺及钢渣(钒渣)提钒介绍
①轻烧镁球：1.0~1.5吨/炉，中高碳钢取下限，低碳钢取上限
②锰矿：0.4~0.6吨/炉 ③石英砂：根据石灰加入量控制 ④复合渣加入量为石灰的40%。
⑶渣料加入时间和炉渣的控制 攀钢渣料一般分两批加入,第一批占总渣料的60%以上,其余在第二批
分小批加入。如拉碳后需调整炉渣或炉温，则再加入第三批渣料。
高，本身还含有大量的物理热。将这种炉渣部分地或全部留在炉内， 可显著加速下一炉初期渣的成渣过程，提高吹炼前期的去磷和去硫
率，节省石灰用量和提高炉子的热效率。
留渣法操作适合于成渣困难的铁水条件，其脱磷率可达 85%左 右，脱硫率可达40~50%左右。 注意：这种渣有一定氧化性(尤其是低碳钢的终渣)，兑铁时会产 生爆炸性喷溅，不利于安全生产，但在兑铁前先加少量石灰稠化炉 渣，兑铁时细流慢兑，安全事故可完全避免。
钒氧化物由碳和硅还原，最终脱氧由硅钙合金和铝进行，这
种方法会造成还原期钢渣碱度降低(还原后渣中SiO2增加)和 氧化性(因为钒渣中氧化铁高)提高，钢中金属夹杂物增加。
②在盛钢桶中加入混合物——此方法最好 在出钢时将钒渣和还原剂组成的混合物(钒渣粉+硅铁粉 或铝粉制成块 ) 倒入盛钢桶，可避免钢脱氧时造成烧损。混 合物之间的相互作用就可达到合金化的目的。 钢水使钒氧化物发生热还原反应，还原出的钒进入钢水 中，钒还原率可达60~80%。 攀 钢 用 钒 渣 +FeSi75+ 萤 石 粉 制 成 混 合 物 ， 比 例 100:30:5,加水玻璃作粘结剂，压制成块，干燥后使用。生 产出了09V、22MnSiV、16MnSiVN等钢种。
分阶段恒压变枪位供氧操作(攀钢)
二、炼钢工艺制度 1、造渣制度
氧气转炉供氧时间只有十几分钟，在此期间内必须快速形成具有 合适碱度，较好流动性和一定氧化性的炉渣，以便迅速把半钢的磷、 硫等杂质去除，保证炼出合格优质钢水。此外，所造炉渣还应减少 炉衬的侵蚀，尽可能不引起喷溅，保证终点钢水适当的氧化性，渣 中金属铁最少，出钢后易于挂渣等特性。 造好渣是炼好钢的关键
浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景
浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景钒是一种稀有、柔软而黏稠的过渡金属，它的矿物形态一般与其它金属的矿物混合在一起，一般被用于材料工程中作为合金成分，把钒掺进钢里制成钒钢，可使钒钢结构比普通钢更紧密、更有韧性、弹性，机械强度更高。
目前全球钒渣、氧化钒、钒铁的主要产地是南非、中国、俄罗斯、美国、澳大利亚、新西兰和日本等七国。
南非、俄罗斯和中国一直是三个最大的产钒国，除美国和日本从石油残渣和电厂飞灰中提取钒外，其他各国都是从矿石冶炼过程中提取钒[1]。
中国钒工业的崛起主要得益于攀枝花钒钛磁铁矿的开发利用，目前国内各工厂钒的提取工艺基本相同，均是采用钒渣钠法焙烧、多钒酸铵沉淀焙烧法生产V2O5。
具体工艺为钒钛磁铁矿原矿经选矿得到的含钒铁精矿送入烧结、炼铁工序，得到含钒铁水经提钒转炉生产钒渣（含V2O5平均15%）。
钒渣经过添加氯化钠或碳酸钠进行钠法焙烧、水浸取、多钒酸铵沉钒等过程获得多钒酸铵，最后经反射炉熔化得到片状V2O5[2]。
本文在此介绍一种钢渣提钒新生产工艺——湿法提钒工艺，并从生产工艺、资源能源利用、经济技术指标、污染物排放等方面与传统钠法焙烧工艺进行比较，分析探讨湿法提钒工艺的发展前景。
1、湿法提钒工艺概况湿法提钒工艺是以含钒钢渣为原料，而不是传统钠法焙烧生产工艺使用的经提钒转炉生产的标准钒渣，该含钒钢渣是钒钛磁铁矿经过炼钢转炉生产钢水后废弃的钢渣，该钢渣中V2O5平均含量仅为4%。
该钢渣的成分见下：湿法提钒工艺是将钢渣直接酸浸—净化—沉钒—熔化制得片状五氧化二钒，不同于传统钠法工艺需要焙烧，为了区别传统工艺，本文将该新工艺称为湿法提钒工艺。
具体工艺流程叙述如下：①含钒钢渣预处理含钒钢渣经原料预处理，磨细达到所需粒径并除去所夹带的铁后，送入酸浸工段。
②酸浸酸浸工段是该生产工艺的核心。
含钒钢渣在蒸汽保温的条件下，用一定浓度的硫酸溶液（添加助浸剂）进行两段逆流酸浸浸取，使钢渣中的钒（也包括其他杂质）融入酸浸液中。
钒粉的制作工艺
钒粉的制作工艺
钒粉是由钒矿经过一系列的加工和处理工艺制得的粉状钒产品。
以下是一般的钒粉制作工艺流程：
1. 钒矿选矿：首先对原料钒矿进行选矿处理，去除杂质和低品位矿石。
选矿过程可以包括破碎、筛分、浮选、磁选等工艺步骤。
2. 钒矿矿浆制备：将选矿过程中得到的高品位钒矿通过破碎和磨矿等工艺步骤，制成适合后续处理的矿浆。
3. 硫酸浸出：将钒矿矿浆进行硫酸浸出过程。
在高温和高压的条件下，将硫酸与钒矿反应，使得其中的钒溶解到溶液中。
4. 钒溶液处理：将钒溶液进行进一步的处理和净化。
可能包括沉淀、过滤、中和、浓缩、离子交换等工艺步骤，以去除杂质和提纯钒溶液。
5. 钒溶液还原：将钒溶液进行还原处理，使得其中的钒以金属钒的形式析出。
还原反应可以使用还原剂，如氨水、二氧化硫等。
6. 钒粉干燥和粉碎：将还原得到的金属钒进行干燥处理，以去除水分。
然后将干燥的钒金属进行粉碎，得到所需的钒粉。
具体的钒粉制作工艺可能会因钒矿种类、工艺设备和生产要求等因素而有所不同。
这里提供的是一般的制作工艺流程，实际操作过程中可能会有进一步的细节和改进。
在实际生产中，需要根据具体条件和要求进行调整和优化。
钒如何提炼的原理
钒如何提炼的原理钒的提炼是指将钒化合物从矿石中分离出来，使其成为纯净的钒金属。
钒的提炼过程主要包括矿石选矿、钒化合物的还原与提纯等步骤。
下面我将详细介绍钒的提炼原理。
首先，矿石选矿是钒提炼的第一步。
矿石选矿是通过重力分离和浮选等方法将含有钒的矿石从其他无价值的岩石中分离出来。
常见的含钒矿石主要有钒钛磁铁矿、伊利石矿以及含钒钒酸钙矿等。
通过矿石选矿，可以提高钒的含量和浓度，为后续的提炼工艺提供了较好的原料。
钒的提炼主要是通过还原钒化合物来获得纯净的钒金属。
常见的还原剂有焦炭、石灰石以及钠等。
其中，焦炭是最常用的还原剂。
原理是利用焦炭在高温下与钒矿石中的氧化钒反应，生成CO和CO2气体，使钒氧化物从固态转变为气体形式，从而实现钒的分离。
接下来，是对钒气体的处理与提纯。
一种常用的方法是采用冷却浓缩法。
这是通过将钒气体冷却至足够低的温度，使其凝结成液体。
此时，液态的钒气体可以与液体中的杂质分离，达到提纯的效果。
进一步的提纯可以通过电解法或浸出法来实现，以去除残留的杂质，使钒金属达到较高的纯度要求。
另外，值得注意的是，钒的提炼还会受到矿石性质的影响。
比如，钒钛磁铁矿中的钒主要以三氧化二钒（V2O3）的形式存在，而伊利石矿则主要以五氧化二钒（V2O5）的形式存在。
因此，不同的矿石需要采用不同的提炼方法和工艺，以获得最佳的提炼效果。
总结起来，钒的提炼原理是通过矿石选矿、还原和提纯等步骤，将钒化合物从矿石中分离出来，获得纯净的钒金属。
矿石选矿能够提高钒的含量和浓度，还原过程通过还原剂将钒氧化物转变为气体形式分离钒元素，提纯过程通过冷却浓缩、电解或浸出等方法去除杂质，使钒金属达到较高的纯度要求。
不同的矿石需要采用不同的提炼方法和工艺，以获得最佳的提炼效果。
这些步骤和方法的应用和改进，使得钒的提炼过程更加高效和经济。
钒提炼的工艺流程
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在进行钒提炼之前，需要进行充分的准备工作。
钒材料制备原理及主要工艺
第五章钒材料制备原理及主要工艺5.1 钒渣5.1.1 钒渣的生产原理世界上钒铁磁铁矿冶炼，主要是用回转窑-电炉或用高炉，冶炼出含钒铁水。
含钒铁水提钒的主要任务有三：一是把含钒铁水吹炼成高含碳量的满足下一步炼钢的要求的半钢；二是最大限度地把铁水中的钒氧化进入钒渣；三是通过提钒得到适合于下一步提取V 2O 5要求的钒渣。
5.1.1.1铁水提钒过程的主要反应 铁水中元素氧化的T G -∆ϑ图吹钒过程是氧气流与金属熔体表面相互作用的过程，铁水中铁、钒、碳、硅、锰、钛、磷、硫等元素的氧化反应过程，这些元素的氧化反应进行的速度取决于铁水本身的化学成分、吹钒时的热力学和动力学条件。
气-液相间的氧化反应可用通式表示为：m/n[Me]+1/2{O 2}=1/n(Me m O n )式中 [Me]─为铁水中的组元； {O 2}─为气相中的氧气；(Me m O n )─为炉渣中的氧化物或气体氧化物； m 、n ─为化学反应的平衡系数。
反应能力的大小取决于铁水组分与氧的化学亲合力，通常称之为标准生成自由能ϑG ∆。
ϑG ∆值越负，氧化反应越容易进行。
许多资料提供了氧化物的标准生成自由能ϑG ∆与温度的方程式。
表5-1和表5-2中列出了一些元素反应的标准生成自由能和某些元素在铁液中的标准溶解自由能ϑ∆G -T 的关系式ϑG ∆=A+BT 中的A 、B 数值。
表5-1 某些反应的ϑG ∆=A+BT 关系式表5-2 某些元素在铁液中的标准溶解自由能(ϑG ∆=A+BT)注：以1%溶液为标准态，γ°I 为活度系数。
图5-1示出了铁水中各元素与氧生成氧化物的标准生成自由能ϑG ∆与温度T 的关系曲线。
图5-1 铁水中元素氧化的ϑG ∆-T图由图5-1可见，在铁水中各元素原始活度相等和不存在动力学困难的情况下，各元素氧化的情况。
钛的氧化优先，硅和钒的氧化较慢。
同时，从图中还可以求出标准状态下铁水中某元素与碳的氧化顺序交换的温度──选择性氧化的转化温度T 转 (P CO =0.1MPa 下被固体碳还原的初始温度)。
化学元素钒
化学元素钒1. 引言化学元素钒（vanadium）是一种过渡金属，原子序数为23，元素符号为V。
它在自然界中广泛存在于地壳中，并具有重要的工业应用。
本文将对钒的性质、用途、生产方法以及环境影响进行全面的探讨。
2. 钒的基本性质2.1 物理性质钒是一种银灰色的金属，在常温下呈固态。
它具有高熔点和高沸点，密度较大，是一种相对重的金属。
2.2 化学性质钒具有良好的耐腐蚀性，在常温下不易与氧气、酸、碱发生反应。
然而，在高温和一些特殊条件下，钒可以与氧、氮等元素形成化合物。
3. 钒的用途3.1 钢铁工业钒是一种重要的合金元素，在钢铁工业中广泛应用。
它可以改善钢的硬度、强度和耐磨性，提高钢的耐腐蚀性能，使钢具备更广泛的应用领域。
3.2 催化剂钒及其化合物在催化剂领域有着重要的地位。
氧化钒可以催化一些重要的化学反应，如氨氧化反应、烯烃氧化反应等。
钒催化剂具有高效率、选择性和稳定性的特点，被广泛用于化学工业的生产。
3.3 储能技术随着可再生能源的快速发展，钒电池作为一种储能技术逐渐受到关注。
钒电池具有高能量密度、长寿命、高效率等优点，可以用于储存大规模的电能，为可再生能源的应用提供支持。
3.4 医学应用钒化合物在医学领域有一定的应用。
钒化合物可以用于治疗糖尿病，具有降低血糖和改善胰岛素敏感性的作用。
钒还被用作放射治疗的辅助药物，用于治疗某些恶性肿瘤。
4. 钒的生产方法4.1 矿石提取钒矿石是钒的主要来源，主要含有钒的矿石有钒云母、钒矾石等。
通过矿石选矿、冶炼等工艺，可以提取出纯度较高的钒。
4.2 合成制备除了从矿石中提取钒外，还可以通过化学合成的方法制备钒。
常见的方法有还原法、氧化法等，可以得到不同形态和纯度的钒。
5. 钒的环境影响5.1 生态系统影响钒的广泛应用和生产会对环境造成一定的影响。
钒污染可能导致土壤和水体的污染，对生态系统产生负面影响。
5.2 人体健康影响高浓度的钒对人体健康有一定的危害。
长期接触钒可能导致呼吸系统疾病、消化系统问题等。
钒的工艺流程
钒的工艺流程钒是一种重要的金属元素，常用于制备合金和催化剂等领域。
以下是钒的工艺流程的详细介绍：1. 钒矿的选矿处理：钒矿通常来自于钒矿石，如石钒合金矿、钒钛铁矿等。
首先需要对钒矿进行选矿处理，通过物理和化学方法将其中的杂质去除，使得钒的含量达到一定的标准。
2. 钛钒磨合布：将选矿后得到的钒矿进行磨合，与钛矿混合在一起。
这一步骤的目的是将钒与其它金属元素（如钛）进行分离，得到含有较高钒含量的矿石。
3. 钛钒磨矾法：将经过磨合后的钒钛矿与石碱进行熔炼反应，生成氧化物结晶。
然后对结晶进行分离、干燥等处理，得到锥钒矿。
4. 锥钒焙烧：将锥钒矿进行焙烧处理，通过控制焙烧温度和时间，使得含氧化钒的矿石中的氧化物得到还原，产生金属钒。
5. 钒的精炼：经过焙烧得到的金属钒通常还含有杂质元素，需要进行进一步的精炼处理。
常用的方法有火法精炼和湿法精炼。
- 火法精炼：通过将钒与其他金属元素进行氧化、还原、蒸馏等步骤，使得杂质被除去，得到纯度较高的钒。
- 湿法精炼：将含有钒的溶液通过电解、溶剂萃取等方式进行处理，去除其中的杂质，得到纯净的钒。
6. 钒的制备：将精炼得到的钒与其他金属元素进行合金化处理，制备出相应的钒合金。
钒合金常用于钢铁冶金、航天航空等领域。
7. 废渣处理：在钒的生产过程中，会产生大量的废渣和废水。
这些废渣和废水需要经过处理，以确保环境污染的最小化。
一般会采用化学处理、沉淀、过滤等方式处理废渣和废水。
综上所述，钒的工艺流程主要包括钒矿的选矿处理、钛钒磨合布、钛钒磨矾法、锥钒焙烧、钒的精炼、钒的制备以及废渣处理等步骤。
通过这些步骤，能够将含有钒的矿石处理成为纯净的钒或钒合金，以满足不同领域的需求。
同时，在整个工艺流程中，也需要关注环境保护，合理处理废渣和废水，减少对环境的影响。
钒及钒生产工艺
钒及钒生产工艺The final revision was on November 23, 2020钒及钒生产工艺第一章钒的性质及应用一、钒的性质：钒是一种十分重要的战略物资，在钢铁、电子、化工、宇航、原子能、航海、建筑、体育、医疗、电源、陶瓷等在国民经济和国防中占有十分重要的位置。
常温下钒的化学性质较稳定，但在高温下能与碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金属元素生成化合物。
例如：钒在空气中加热至不同温度时可生成不同的钒氧化物。
在180℃下，钒与氯作用生成四氯化钒（VCl4）；当温度超过800℃时，钒与氮反应生成氮化钒（VN）；在800～1000℃时，钒与碳生成碳化钒（VC）。
钒具有较好的耐腐蚀性能，能耐淡水和海水的侵蚀，亦能耐氢氟酸以外的非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸）和碱溶液的侵蚀，但能被氧化性酸（浓硫酸、浓氯酸、硝酸和王水）溶解。
在空气中，熔融的碱、碱金属碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。
此外，钒亦具有一定的耐液态金属和合金（钠、铅、铋等）的腐蚀能力。
钒有多种氧化物。
V2O3和V2O4之间，存在着可用通式V n O2n-(3≤n≤9)表示的同族氧化物，在V2O4到V2O5之间，已知有V3O5、1V3O7、V4O7、V4O9、V5O9、V6O11、V6O13等氧化物。
工业上钒氧化物主要是以V2O5、V2O4和V2O3形式存在，特别是V2O5和生产尤为重要。
它们的主要性质列于下表：二、钒的应用三、五氧化二钒的性质V2O5是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末，微溶于水（质量浓度约为L），溶液呈黄色。
它在约670℃熔融，冷却时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体，它的结晶热很大，当迅速结晶时会因灼热而发光。
V2O5是两性氧化物，但主要呈酸性。
当溶解在极浓的NaOH中时，得到一种含有八面体钒酸根离子VO43-的无色溶液。
它与Na2CO3一起共熔得到不同的可溶性钒酸钠。
第二章五氧化二钒生产工艺方法概述五氧化二钒生产工艺大致历经了70年，通过几代人的不断总结、探讨，已初步形成了不同的生产工艺模式。
工艺前沿钒的提取工艺
工艺前沿钒的提取工艺钒是一种重要的金属元素，广泛应用于冶金、化工、能源、电子等领域。
钒的提取工艺对于其有效利用和资源循环利用具有重要意义。
目前，钒的提取工艺主要包括湿法和煅烧法两种方法。
下面将分别介绍这两种工艺的前沿研究。
湿法提取是钒的主要工艺之一，该方法主要利用水溶液中的钒化合物进行钒的分离和提取。
湿法提取过程中的关键技术包括酸性浸取、氨浸提、溶出过程中的分离和纯化等环节。
近年来，一些新型的酸性浸取剂被应用于钒的浸取，如有机酸、阴离子交换树脂等。
这些新型浸取剂具有浸取效率高、回收率好的特点，可以提高钒的提取效率和纯度。
此外，利用新型的固液分离技术也有助于提高钒的提取效率，例如超滤技术、湿法焙烧等方法可以实现固液分离的同时降低浮选损失。
此外，如何高效地分离和纯化溶出液中的钒元素也是当前研究的热点，一些新型的纯化技术如离子交换、溶液电解沉积等被广泛应用于钒的提取工艺。
煅烧法是另一种常用的钒提取工艺，其主要利用矿石中的钒氧化物在高温下氧化还原的特性进行提取。
煅烧法的关键技术包括矿石的选矿、矿石的氧化还原反应以及氧化还原产物的分离和纯化。
目前，以氧化钒矿为原料，通过氢还原或氨还原等方法可以实现高纯度的钒的提取。
近年来，一些新型的煅烧技术也被引入到钒的提取中，如微波煅烧、高温煅烧等技术，这些技术可以提高煅烧效率和纯度。
除了传统的湿法和煅烧法提取工艺，近年来一些新型的钒提取技术也得到了发展。
其中，离子液体提取技术是一种新兴的提取方法。
离子液体是指具有低熔点、宽电化学窗口、好溶解性等特点的有机盐类物质，在钒提取中具有良好的应用前景。
离子液体可以作为溶剂或萃取剂直接提取钒矿石，同时还可以调节离子液体的性质以提高钒的萃取效率和选择性。
此外，一些新型的提取材料如纳米材料、分子筛等也被用于钒的提取，这些材料具有较高的比表面积和吸附能力，可以实现高效的钒提取。
总之，钒的提取工艺是一个复杂而多样的领域，目前的研究主要集中在湿法、煅烧法和新型提取技术等方面。
钒提取技术
一、石煤提钒工艺
(b) 湿法提钒工艺
1.酸浸法 北京化工研究院以西北某地含钒石煤（V2O51.26%）为原料，采用原矿破碎 后，加氧化剂两段直接酸浸，溶剂萃取—氨水沉钒—热解制取五氧化二钒的工艺 流程，浸出温度85℃，不同含钒石煤浸出的回收率为63%～74%。 长沙有色冶金设计研究院在陕西华成钒业公司建成日处理原矿300t、年产 五氧化二钒600t的生产厂。该厂采用原矿直接酸浸-萃取提钒的工艺，浸出率达到 75%，总回收率65%以上。 河北理工大学对某地石煤灰渣采用直接酸浸—萃取提钒工艺，该石煤灰渣 含V2O51.26%，直接酸浸浸出率平均84.83％，然后向浸出液中加入硫酸铵，得到 硫酸铵铝沉淀，作为铵明矾产品。除铝后的溶液蒸发浓缩一冷却结晶得到含5.92 ％V2O5的中间盐，将中间盐溶解后用铁粉还原钒，用P204和TBP加煤油组成的复合 萃取剂进行萃取，钒萃取率达99.72％，用5moL／L硫酸反萃，反萃率达99.86％， 然后用氯酸钠氧化反萃液，用氨水调节pH值沉淀多钒酸铵，煅烧后得到V2O5 98.86 ％的钒产品，钒的总回收率为82.87％。
一、石煤提钒工艺
(b) 湿法提钒工艺
1.酸浸法 能够在较低的酸度下直接浸出的含钒矿石，其中的钒一般以四价或五价形态 存在。但绝大部分含钒石煤矿由于其赋存状态的特性，都不能在较低的酸度下 直接浸出，需要在较高的温度、压力条件下或在特种催化剂的作用下才能完成 浸出过程；但该工艺过程中矿石减少了焙烧工艺环节，省去了焙烧设备以及焙 烧添加剂，设备投资相对减少，能耗也较焙烧工艺低，且钒的浸出率高达80%以 上，资源利用率高，提钒的最终成本仍较火法低。其缺点是浸出条件相对火法 苛刻，酸耗高，设备选型要求严格，同时也给废水处理带来压力。 直接酸浸的一般工艺为： 石煤—磨矿—酸浸—溶剂萃取—反萃-氧化—铵盐沉钒—热解—精V2O5， 或者是：石煤—磨矿—酸浸—氧化—离子交换—洗脱—铵盐沉钒—热解—精V2O5， 其基本化学反应式如下： V2O4+2H2SO4→2VOSO4+备投资低，但处理成本高。按照一般工业状况，比如矿石含 钒品位1%计算，每生产一吨五氧化二钒需要消耗氢氧化钠五吨多，吸收剂消耗一万五千元 以上。 污染实质：烟气污染物在吸收后将转变为废水污染，造成废气处理成本高，废水循 环利用率低、废水排放量大，造成企业周边的土壤盐碱化，环境污染严重。 目前，由于污染严重，此工艺已被各地环保部门禁止采用。
钒钛及其产品主要生产工艺
钒钛及其产品主要生产工艺一、产业政策（一）鼓励类1、含钒废弃物提钒技术2、高效清洁提钒技术3、钒合金及钒中间合金4、钒颜料及钒催化剂5、钒光学功能材料6、钒能源新材料7、高效选钛技术8、高钛型高炉渣、尾矿提取钛原料技术9、清洁、高效、低能耗富钛料生产技术10、酸溶性钛渣生产钛白粉11、高品质专用型钛白粉12、钛中间合金13、海绵钛、钛基合金及钛材14、钛功能合金15、钛精细化工及粉体功能材料16、密闭、半密闭电炉冶炼高钛渣17、氯化法钛白粉18、钛白粉废弃物的综合利用（二）限制类1、低档锐钛型钛白粉硫酸法钛白粉生产线（产品质量达到国际标准，废酸、亚铁能够综合利用，并实现达标排放的除外）（三）淘汰类1、敞口式电炉冶炼钛渣（四）现有钒加工企业对现有钒加工企业实行总量控制，不在新建钒加工生产项目；充分利用现有钒渣资源，支持现有钒加工生产企业进行升级改造，对现有的工艺技术装备、环保装置等进行技术改造，逐步淘汰落后的生产工艺和技术装备。
二、生产工艺钛白粉生产方法:主要有硫酸法和氯化法。
硫酸法始于1918年，是相对历史长和陈旧的工艺过程。
硫酸法用硫酸酸解钛渣，得到硫酸氧钛溶液，经纯化和水解得到偏钛酸沉淀;再进入转窑煅烧产出钛白粉颜料产品。
硫酸法是非连续生产工艺，工艺流程复杂，需要20道左右的工艺步骤，排放废弃物较多。
晶型转变需更多操作步骤，采用的焚烧工艺需要消耗大量能源。
氯化法在60多年前由杜邦公司发明并产业化。
此法以钛铁矿、高钛渣、人造金红石或天然金红石等与氯气反应生成四氯化钛，经精馏提纯，再进行气相氧化;速冷后，经过气固分离得到钛白粉。
氯化法生产技术是连续生产工艺，与非连续工艺的硫酸法相比，过程简单，工艺控制点少，产品质量易于达到最优的控制，大大减少了废弃物的产生，再加上没有转窑煅烧工艺形成的烧结，其钛白粉原级粒子易于解聚，所以在产品精制的过程较硫酸法大幅度节省能量。
目前，全球钛白粉产能在530万吨左右，其中约60%采用氯化法。
金属钒生产工艺
金属钒生产工艺
钒是一种重要的金属元素，在工业上有广泛的应用。
下面为您介绍一种金属钒的生产工艺。
1. 原料准备：金属钒的主要原料为钒钛磁铁矿。
首先将钛磁铁矿进行破碎、研磨，使其粒度达到要求。
2. 矿石浸出：将粉状的钒钛磁铁矿与稀硫酸混合，并进行搅拌，使得钛磁铁矿中的钒和钛元素溶解在稀硫酸中，形成含钒、钛的稀硫酸溶液。
3. 电解还原：将含钒、钛的稀硫酸溶液通过电解槽，加强电解反应，使溶液中原本存在的离子还原为金属。
在电解槽中，通过阳极和阴极，在一定的电流和电压下进行电解，得到金属钒。
4. 钒的精炼：通过电解得到的金属钒通常含有一些杂质，需要进行进一步的精炼。
一种常用的方法是将金属钒与一氧化碳或氢气进行反应，生成易挥发的钒化合物，从而将杂质去除。
5. 金属钒的成品加工与储存：精炼后的金属钒通过冷却、卷取等工艺，制成不同规格和形状的成品，如板、卷、管等。
成品通过包装、标识等步骤，存储备用或出售。
总结：金属钒的生产工艺包括原料准备、矿石浸出、电解还原、钒的精炼和金属钒的成品加工与储存。
钒的不同生产工艺
1浸出1. 1氧化焙烧法石煤脱碳氧化焙烧在耐火砖砌成的小型立窑中进行。
脱碳氧化焙烧过程中, 实际控制的参数有:入窑原料粒径: 粒径10～30 mm 约占80%(粒径30～50 mm 和粒径5～10 mm 约占20% ) ;原料中水的质量分数平均12. 5% ( 部分> 14% ) ;焙烧温度: 预热层700～800 ℃, 燃烧层800～900 ℃( 燃烧层最高温度有时达1 000℃) , 冷却层600～750 ℃;停留时间: 总停留时间11 h ( 预热层4h, 燃烧层4 h 40 min, 冷却层2 h 20 min) ;残碳质量分数: 0. 4%～0. 8%;溶重烧失量: 15. 1%;生产能力: 熟料约1. 9 t / m2·日。
石煤钒矿经焙烧后, 熟料的颜色有灰色、棕红色、浅褐色或暗( 深) 褐色。
粒径大于30mm 的有黑色包心, 深褐色, 呈烧结状, 总量约占5%～10% 。
经生产调试, 最后生产的浸出工艺流程为一段连续搅拌浸出, 浸出设备为我院设计的50 m3 和100 m3 偏心搅拌槽。
浸出温度85℃、浸出时间20 h、浸出液固比1~ 1. 2、矿石粒度100%- 0. 246mm、硫酸用量为矿石量的11%~ 12% , 原矿品位1. 1% V2O5, 浸出率为75%~ 82%。
浸出矿浆的固液分离采用六级逆流浓密洗涤,洗涤模数为1. 8~ 2, 控制底流液固比1~ 1. 2, 洗涤效率为98% 。
1.2浮选法针对石煤低钒低碳( V2 O5 品位0. 5%~ 0. 8%, 含碳量8%~ 12% ) 的特点, 安徽冶金科学研究所通过小试及中试生产实践, 提出了! 浮选脱碳( 精煤) - 碳( 精煤) 焙烧浮选钒矿- 酸浸物料- 萃取提钒的工艺路线, 其基本流程如附图所示。
采用浮选脱碳( 精煤) - 碳( 精煤) 焙烧浮选钒矿- 酸浸物料- 萃取提钒∀工艺, 对黄山低钒低碳石煤进行处理, 钒的总回收率可达75. 10%。
国内外主要钒产品简介
国内外主要钒产品介绍1 钒矿物种类钒占地壳质量的0.02%，在自然界均以共生矿存在，含钒矿物有70多种。
其中，最重要的是钒钛磁铁矿和石煤矿（钒云母）。
2 钒产品分类由钒矿物通过各种生产工艺流程可以获得如下钒产品：①含钒铁水；②钒渣；③V2O5；④V2O3；⑤钒铁（FeV）；⑥钒氮合金（VN）；⑦金属钒；⑧VO2；⑨碳化钒；等。
几种钒产品的工艺流程关系：钒渣→除杂提纯→V2O5 →还原→ V2O3→还原→金属钒钒是一种高熔点难熔稀有金属，其主要产品形式有：五氧化二钒、三氧化二钒、钒铁、氮化钒等。
其中，五氧化二钒和三氧化二钒是实际生产中最主要的氧化钒，他们是制取诸如钒铁、氮化钒和碳化钒等后续钒制品的主要原料。
钒的产品分为初级产品、二级产品和三级产品。
初级产品包括含钒矿物，精矿、钒渣、报废的石油精炼的废催化剂，报废的触媒和其他残渣。
二级产品包括五氧化二钒，也可以是一种可用的工业产品，即生产硫酸的触媒和石油精炼用的催化剂。
三级产品包括钒铁、钒铝合金、钼钒铝合金、硅锰钒铁合金及钒化合物，其中钒铁是最重要的钒材料，它占钒消费量的85%。
3 钒产品的主要用途主要钒产品中，钒渣：作为生产V2O5的原料。
V2O5：生产V2O3、生产FeV、作为化工行业催化剂。
V2O3：生产FeV、作为化工行业催化剂。
FeV：作为合金元素大量应用于钢铁中，提高金属件的强度等性能，如重轨、飞机。
此外，钒还用在薄膜材料、电池材料领域。
总之，钒产品的两大主要用途是：在钢中作为合金强化剂、在化工行业作为催化剂。
钒工业的大致流程如图1。
图1 钒工业的基本流程4 钒产品术语（1）钒渣在转炉炼钢过程中往铁水中吹氧，使铁水中的金属钒氧化为V2O5，从而与铁水分离，形成V2O5品位较高的混合料，称为钒渣（vanadium slag）。
国内的钒渣几乎全部来自于攀钢、承钢的转炉铁水吹炼，其品位（V2O5含量）一般为16%～22%。
外形如图2。
（2）五氧化二钒以钒渣为原料，通过回转窑焙烧、浸取、提纯、熔化后获得的V2O5品位较高（＞90%）的物料，称为五氧化二钒（Vanadium pentoxide）。
钒及钒生产工艺
钒及钒生产工艺第一章钒的性质及应用一、钒的性质：钒是一种十分重要的战略物资，在钢铁、电子、化工、宇航、原子能、航海、建筑、体育、医疗、电源、陶瓷等在国民经济和国防中占有十分重要的位置。
常温下钒的化学性质较稳定，但在高温下能与碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金属元素生成化合物。
例如：钒在空气中加热至不同温度时可生成不同的钒氧化物。
在180℃下，钒与氯作用生成四氯化钒（VCl4）；当温度超过800℃时，钒与氮反应生成氮化钒（VN）；在800～1000℃时，钒与碳生成碳化钒（VC）。
钒具有较好的耐腐蚀性能，能耐淡水和海水的侵蚀，亦能耐氢氟酸以外的非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸）和碱溶液的侵蚀，但能被氧化性酸（浓硫酸、浓氯酸、硝酸和王水）溶解。
在空气中，熔融的碱、碱金属碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。
此外，钒亦具有一定的耐液态金属和合金（钠、铅、铋等）的腐蚀能力。
钒有多种氧化物。
V2O3和V2O4之间，存在着可用通式V n O2n-1(3≤n≤9)表示的同族氧化物，在V2O4到V2O5之间，已知有V3O5、V3O7、V4O7、V4O9、V5O9、V6O11、V6O13等氧化物。
工业上钒氧化物主要是以V2O5、V2O4和V2O3形式存在，特别是V2O5和生产尤为重要。
它们的主要性质列于下表：二、钒的应用三、五氧化二钒的性质V2O5是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末，微溶于水（质量浓度约为0.07g/L），溶液呈黄色。
它在约670℃熔融，冷却时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体，它的结晶热很大，当迅速结晶时会因灼热而发光。
V2O5是两性氧化物，但主要呈酸性。
当溶解在极浓的NaOH中时，得到一种含有八面体钒酸根离子VO43-的无色溶液。
它与Na2CO3一起共熔得到不同的可溶性钒酸钠。
第二章五氧化二钒生产工艺方法概述五氧化二钒生产工艺大致历经了70年，通过几代人的不断总结、探讨，已初步形成了不同的生产工艺模式。
钒的工艺流程
钒的工艺流程钒是一种重要的金属元素，广泛应用于钢铁、化工、电子、航空航天等行业。
钒的工艺流程是指将钒从其原料中提取出来并进行精炼加工的过程。
下面将介绍钒的工艺流程。
首先，钒的原料主要有钒钛磁铁矿、钒镍矿和钒钙状矿等。
其中，钒钛磁铁矿是最主要的钒原料。
在工艺流程中，首先需要对原料进行破碎、筛分、磁选等预处理，以去除其中的杂质和尽可能提高钒的品位。
矿石预处理后，进入浸出阶段。
钒矿石通过浸矿法将钒从矿石中溶解出来。
常用的浸矿法有压碱浸法、浸炭法、氧化浸法等。
其中，压碱浸法是目前广泛应用的一种办法，其主要原理是利用高碱度的溶液与矿石接触，使钒溶解于溶液中。
通过调整溶液的温度、浸速和浸时间等参数，可以控制钒的浸出效果和产品质量。
浸出阶段完成后，需对浸出液进行中和、沉淀、过滤等工序。
通过中和，可以使溶液中的酸碱度接近中性，以便后续的沉淀处理。
在沉淀工序中，通过加入适量的沉淀剂，使得钒以沉淀形式析出。
沉淀后，可以通过过滤将沉淀物分离出来，获得钒含量较高的固体钒酸盐。
固体钒酸盐获得后，将进行还原处理。
还原是将钒的氧化态还原为金属钒的过程。
常用的还原方法有硫化法、氧化亚硫酸法等。
其中，氧化亚硫酸法较为常用，其原理是将固体钒酸盐与亚硫酸盐反应，生成还原态钒。
通过控制反应温度、还原剂浓度和反应时间等参数，可以获得高纯度的金属钒。
还原完成后，金属钒需进行精炼加工。
精炼过程主要包括真空煅烧、高温熔炼和真空蒸馏等工序。
真空煅烧是将还原后的钒金属进行高温处理，去除其中的杂质。
高温熔炼则是通过高温和熔剂的作用，使钒金属达到熔化状态，以方便进一步加工。
最后，通过真空蒸馏，可以除去钒金属中的氧、氮等有害杂质，并进一步提高钒金属的纯度。
最后，经过以上工艺流程，钒金属的加工就基本完成了。
根据钒的不同应用需求，加工出的钒金属可以进一步进行制备成钒粉、钒合金等形式，以满足不同行业的需求。
综上所述，钒的工艺流程主要包括原料预处理、浸出、中和沉淀、还原、精炼加工等工序。
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1、火法冶金:
将含钒钛磁铁矿经过火法冶金处理后得到含钒铁水，再从铁水氧
化出钒渣，使钒得到富集后再使用。此种方法称之为火法提钒。
钒钛磁铁矿冶炼含钒铁水的方法
（1）高炉法：主要流程是用钒钛磁铁矿的烧结矿，在高炉中冶炼出
含钒铁水，使用这种方法的有俄罗斯、中国。
钒及钒生产工艺
第一章钒的性质及应用
一、钒的性质:
钒是一种十分重要的战略物资，在钢铁、电子、化工、宇航、原 子能、航海、建筑、体育、医疗、电源、陶瓷等在国民经济和国防中 占有十分重要的位置。
常温下钒的化学性质较稳定，但在高温下能与碳、硅、氮、氧、 硫、氯、溴等大部分非金属元素生成化合物。例如：钒在空气中加热
碱浸工艺是钒原料(其中钒以五价形式存在)经粉碎后直接与强 碱溶液混合，使其中的五氧化二钒与碱反应生成钒酸盐溶液。
V2Q+2NaOf 2NaV&H0
(4)酸浸氧化工艺:
酸浸氧化工艺是将钒原料粉碎后与强酸混合， 使其中的高价钒和 低价与酸反应生成钒盐，再经进一步氧化生成五价钒。
2Fe(VO)3+6HSQ二Fe2(SO4)3+3(VQ)2SO
变，最终生成水溶性、碱溶性或酸溶性的钒盐或钒酸盐。典型的方法 有:
(1)钠化焙烧提钒:
钒渣(或钒矿)磨细和选去所夹带的金属铁后，配入适当的钠盐 附加剂，经过高温焙烧氧化、钠化反应，钒铁尖晶石等不溶性三价钒 化合物氧化成五氧化二钒并与钠盐反应，生成可熔性钒酸钠。
UQ+NaCG^2NaV&CQ
工业上这个过程一般在回转窑、多层焙烧炉及平窑等炉窑中完成， 焙 烧温度在800〜900度。
至不同温度时可生成不同的钒氧化物。在180C下，钒与氯作用生成
四氯化钒（VC4）;当温度超过800C时，钒与氮反应生成氮化钒（VN）;
在800〜1000C时，钒与碳生成碳化钒（VC）。
钒具有较好的耐腐蚀性能，能耐淡水和海水的侵蚀，亦能耐氢氟 酸以外的非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸）和碱溶液的侵蚀，但能被氧 化性酸（浓硫酸、浓氯酸、硝酸和王水）溶解。在空气中，熔融的碱、
微溶于水，溶于酸及碱，不溶于乙醇
V2O5
斜方
橙黄
3.357
650〜690
微溶于水，溶于酸及碱，不溶于乙醇
二、钒的应用
三、五氧化二钒的性质
V2Q是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末，微溶于
水（质量浓度约为0.07g/L），溶液呈黄色。它在约670C熔融，冷却
时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体， 它的结晶热很大，当迅速结晶
如图2所示。
首先把钒钛磁铁矿磨细（湿磨），磨细后的矿粉与钠盐（硫酸钠） 混合造球，球团直接送到链篦回转窑的链篦上， 利用回转窑的余热烘 干并加热至900C，随后在回转窑内于1270C左右停留60—110min.
钒转化率可达到92%以上。
此方法的优点：原料处理简单；钒回收率高，从精矿7V2Q收率
达80%以上。
要是以V2O5、V2O4和V2O3形式存在，特别是V2O5和生产尤为重要。
它们的主要性质列于下表:
氧化物
晶系
颜色
密度/g cm-3
熔点/C
溶解性
V2O2
等轴
浅灰
5.76
1790
不溶于水，溶于酸
V2O3
菱形
黑
4.87
1970〜2070
不溶于水，溶于HF及HNO
V2O4
正方
蓝黑
4.2〜4.4
1545〜1967
此方法的缺点：处理物料量大，设备投资大；焙烧温度高（1200C以上）,动力及辅助原材料消耗大；不回收铁。
现代湿法冶金主要以传统的钠化焙烧提钒和石煤提钒为代表，目 前攀钢、承钢所使用方法为钠化法提钒，河南、山西、陕西、甘肃等 一些石煤厂采用石煤为原料。云南华云钒业采用的是钠化提钒工艺。
二、湿法冶金生产五氧化二钒生产工艺简介:
(2)钙化焙烧提钒:
钙化焙烧是将钒渣(或其它含钒原料)与石灰、石灰石混合，氧 化焙烧，使钒生成钒酸钙，然后利用钒酸钙的酸溶性，用稀硫酸浸出, 再经沉钒的工艺。也可使用CQ与NaCO在加温加压条件下浸出，使
Ca(VQ)2生成CaCO和NaVQ目前只有俄罗斯有此工艺。
V20+Ca0 Ca(VC3)2
(3)碱浸工艺:
碱金属碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。此外，钒亦具有
定的耐液态金属和合金（钠、铅、铋等）的腐蚀能力。
钒有多种氧化物。V2O3和V2O4之间，存在着可用通式
VnO2n-i（3<nW表示的同族氧化物，在V2O4到V2O5之间，已知有V3O5、
V3O7、V4O7、V4O9、V5O9、V6Oii、V6O13等氧化物。工业上钒氧化物主
此方法的优点：钒渣作为提取五氧化二钒原料含钒高，处理量少;
可回收铁；焙烧温度低（800C）左右，提取V2Q时动力、辅助原材
料消耗少。
（火法主要是指钒渣以前，从钒渣以后至五氧化二钒生产所用仍然是
Hale Waihona Puke 湿法冶金）钒钛磁铁矿或精矿
溶剂
炭还原剂
南非
俄罗斯、中国
新西兰
制钒制品
转炉炼钢
2、湿法冶金:
传统湿法提钒典型的工艺流程（以南非德兰士瓦合金公司为例）
湿法冶金工艺生产五氧化二钒主要经历以下生产阶段：1、原料
预处理；2、固液分离及溶液净化；3、钒溶液沉淀结晶；4、钒酸盐 分解、干燥及熔炼。工艺流程见图3五氧化二钒工艺流程图
各操作单元原理及作用简介：
1、原料预处理工序:
原料预处理工序主要对钒渣以及含钒原料通过高温焙烧或酸、碱
溶液浸出等方法处理，使其中的有价元素V完成晶型及结构价态转
时会因灼热而发光。MQ是两性氧化物，但主要呈酸性。当溶解在极
浓的NaOh中时，得到一种含有八面体钒酸根离子VQ3-的无色溶液。
它与NaCO—起共熔得到不同的可溶性钒酸钠。
第二章五氧化二钒生产工艺方法概述
五氧化二钒生产工艺大致历经了70年，通过几代人的不断总结、
探讨，已初步形成了不同的生产工艺模式。
一、五氧化二钒生产工艺方法:
（2）电炉法：先将钒钛磁铁矿预还原为金属化球团，再在电炉内冶
炼出含钒铁水，使用这种方法的国家有南非、新西兰。
从含钒铁水中吹炼钒渣
将含钒铁水在转炉（中国、俄罗斯）、摇包（南非）或铁水包（新
西兰）内、通入氧化性气体（氧气、空气），使铁水中的钒氧化出来,
得到钒渣。钒渣作为提取五氧化二钒的原料。
火法提钒的工艺流程见图1所示。
Ca(VO)2+2HSO=CaS0+(VQ)2SO
Mn(VO2+2HSO= Mn S4+(VQ)2SO