中国钒矿资源的区域分布与石煤中钒的提取工艺
钒矿生产布局
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟钒矿生产布局目前我国从铁矿中回收钒的厂矿主要有攀枝花钢铁公司、承德钢铁公司、马鞍山钢铁公司，以及上海、南京、锦州、峨眉等铁合金厂，生产正规，规模较大；而从石煤中提钒则主要由乡镇企业以小型、土法生产。
中国钒矿生产主要集中在攀枝花钢铁公司，自1978 年吹钒工艺投入生产以来，该公司已成为我国最重要的钒生产企业。
其他途径（包括石煤提钒和火山岩型铁矿中综合利用钒）的产量则甚微。
攀枝花铁矿是攀西地区众多钒钛磁铁矿矿床中开发最早、规模最大的矿山。
选厂年处理矿石达1350 万t。
原矿破碎至25～0mm，其中20～0mm 者占90%。
一段磨矿粒度为－0.4～0.0mm。
有用矿物单体解离度85%。
经磁选、精选与扫选出的钒钛铁精矿含V2O5 0.5%～0.6%，钒的选矿回收率为80%；钒铁精矿高炉冶炼生铁时，80%的钒还原进入生铁。
采用雾化吹钒渣法提取钒后，高炉铁水提钒率达70%。
钒回收率40%左右，年产V2O5 15%～18%的钒渣8.6～8.9 万t。
石煤提钒在过去20 年中曾两起两落；只有浙江、湖南和湖北几个较大的石煤矿一直在开采。
钒产品销路好的时候，往往一个石煤矿同时供应十来个小厂提炼钒。
目前有以下几家主要的石煤提钒厂：1、浙江开化华村石煤矿：早在清朝就开采石煤烧石灰。
1970 年建成两个社办石煤矿，年产石煤2.3 万t。
1976 年国家投资建成开化石煤综合利用厂，采煤供发电和提钒用。
该矿V2O5 品位0.39%～0.53%。
目前年产石煤6～7 万t。
1991 年已并网发电，五氧化二钒年产量150t。
2、广西上林县大丰钒矿：矿石含V2O5 1.096%。
由广西五金矿产出口公司等单位联合开采。
1989 年投产。
设计生产能力每年为5 万t。
③湖南。
钒矿资源及选矿介绍
钒矿资源及选矿介绍钒是一种过渡金属元素，在自然界中分布极为分散，故也称为稀散元素。
钒的应用十分广泛，在钢铁、有色金属、化工、合金、超导材料、汽车等工业领域都是不可或缺的重要元素。
钢铁、有色金属以及合金中加入一定量的钒，可以改变其微观结构，大大提高钢的耐磨性、红硬性，减轻材料重量，延长使用寿命；在化工工业中制造钒催化剂，价格便宜，性能稳定，抗中毒性能强；同时，钒化合物多彩的颜色可以用来制造颜料、油漆等；在超导材料中，钒与硅、镓化合物均有较高的超导转变临界温度的特性。
因此，钒矿资源的综合开发利用具有非常重要的战略意义和产业需求。
一、我国钒矿资源及其区域分布（一）我国钒矿资源的储量及其区域分布根据矿产储量统计表，截至2006年底，我国有18个省和自治区有钒矿资源，产地123处，保有资源储量约3 400万t（以V2O5计，下同），累计查明资源储量约3 600万t。
主要分布在湖南、湖北、安徽、陕西、四川、贵州、河北等省，其中，四川、陕西、湖南、安徽和湖北等5省的保有资源储量分别为1 855.9，454.4，384.8，234.2和143.3万t，分别占全国保有资源储量的54. 4%，13. 3%，11. 3%，6.87%和4.20%；累计查明资源储量分别为1 941.4，455.1，385.4，277.8和143.3万t，分别占全国累计查明资源储量的53. 9%，12. 6%，10.7%，7.71%和3. 98%。
这5省钒矿保有资源储量占全国钒矿资源的90.1%，累计查明资源储量占全国的88. 9%。
我国大型钒矿（≥100万t V2O5）数量不多，主要分布在陕西、湖南、四川和甘肃等少数地区的9处矿区点，储量为1689.4万t，占总储量的49.6%；中型钒矿(10～100万t V2O5)广泛分布在四川、陕西、湖南、湖北等11个省，共41处矿区点，储量为1 535.6万t，占总储量的45.0%；小型钒矿（≤10万t V2O5）数量最多，有73处矿区点，但储量仅184.3万t。
含钒铁矿石提钒途径选择
含钒铁矿石提钒途径选择钒是钢中的重要合金元素, 它可提高钢的韧性, 细化结晶粒度, 改善耐磨性能及热硬度, 因而广泛用于多种合金钢中。
我国钒资源十分丰富, 含钒铁矿以攀枝花和西昌地区蕴藏最多, 另外, 还有马鞍山和承德。
从含钒铁矿石提钒的途径有多种, 按其在炼钢流程中的前后可分为1、前提钒法又称直接法, 即由精矿提钒。
2、中提饥法又称间接法, 即由铁水吹钒渣, 再由钒渣提钒。
3、后提钒法即由铁水炼钢, 再由含钒钢渣提钒。
从含钒铁矿石提钒的流程归纳如下图一、前提饥法之一—钠化焙烧本法使用含V2O5 0.75~0.8的铁精矿, 用芒硝或纯碱作附加剂, 在回转窑内氧化焙烧, 水浸提钒。
该法虽然工艺流程短, 回收率比较高,达70~75. 但消耗高, 生产能力仅为间接法的十四分之一。
因此不适合大规模生产。
该法的原材料和能源消耗列于表。
所产铁尾矿可供炼铁用, 但不大受欢迎。
本法优点是钒回收率较钠化焙烧法更高。
厂小产量大, 劳动生产率高, 单耗低, 产品纯度高。
在有条件的地方可以推广采用。
二、前提饥法之二—钠化球团本法是用细磨的纯净铁矿粉, 加芒硝或纯碱造球, 在竖窑中氧化焙烧, 水浸提钒。
浸出采用固定床逆流浸洗, 设备简单。
国内有承德钢铁厂已进行半工业试验, 国外有芬兰奥、木两厂工业生产, 达到的指标列于表2：本法优点是钒回收率较钠化焙烧法更高。
规模小产量大, 劳动生产率高, 单耗低, 产品纯度高。
三、中提饥法—钒渣法本法是将含钒铁矿在高炉中炼得的含钒铁水用铁矿粉或空气氧化, 得到含。
一的钒渣, 再用焙烧水浸法提钒。
采用此工艺的有南非的摇包法和通用的转炉双联法, 以及马鞍山的槽炉法, 攀钢的雾化炉法。
本法优点是, 在用铁水炼钢之前将钒富集于钒渣中, 可使以后的水法提钒效率提高。
缺点是, 增加了中间环节, 系统回收率较低。
另外, 如果吹饥安排得不好, 会对炼钢有影响, 同时增加了吹钒渣的设备投资和使操作复杂化。
雾化提钒与石煤提钒的工艺简介(钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池)
雾化提钒与石煤提钒的工艺简介（钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池）原创邹建新崔旭梅教授等1雾化提钒的工艺简介雾化提钒是攀钢1978～1995年采用的从铁水吹炼钒渣的方法。
其工艺流程见图5.1.6。
炼铁厂输送来的铁水罐经过倾翻机将铁水倒入中间罐，铁水进行撇渣和整流，然后进入雾化器。
铁水被压缩空气分散成细小铁珠，雾化后的铁水进入雾化炉反应，随后铁水经出钢槽流入半钢罐，钒渣漂浮于半钢表面形成渣层，最后将半钢与钒渣分离。
图5.1.6 攀钢雾化提钒工艺流程雾化提钒工艺目前已被取消，其主要原因有几个方面：（1）雾化提钒工艺条件不太稳定。
铁水流量难以控制(水口熔损)，渣铁分离困难(温低、渣铁混出、溜槽维护不好、散流持续时间长、半钢翻不净，残留半钢与钒渣一起翻入渣罐)，钒渣流失较多，钒总收得率偏低，钒渣含铁较高，铁损及温降大。
（2）雾化提钒不能与炼铁和连铸、模铸工序相适应。
（3）为满足连铸生产要求，铁水必须脱硫。
实践证明，铁水经脱硫后难以通过雾化提钒，从而满足不了连铸浇钢温度的要求。
2 石煤提钒简介我国石煤中钒的总储量为钒钛磁铁矿中钒总量的6-7倍，超过世界上各国钒储量的总和。
因此，以石煤为原料生产钒制品在我国具有良好的发展前景。
石煤是一种由菌藻类低等生物在还原环境下形成的黑色劣质可燃有机页岩，多属于变质程度高的腐泥无烟煤或藻煤，具有高灰分、高硫、低发热量和结构致密、比重大，着火点高等特点。
石煤中除含Si、C和H元素外，还含有V、Al、Ni、Cu、Cr等多种伴生元素。
石煤矿的含钒品位各地相差悬殊，一般品位在0.13%～1.00%，以V2O5计含量低于0.50%的占60%。
我国各地石煤中钒品位差异较大，在目前技术条件下，只有品位达0.8％以上才有开采价值。
根据焙烧过程添加剂的不同或焙烧机理的区别，提钒工艺分为：加盐焙烧提钒工艺、空白焙烧提钒工艺、钙化焙烧提钒工艺等。
通常将石煤直接进行磨矿作为提取V2O5的原料，因此，含钒石煤细矿也可称为另一种钒渣。
含钒石煤提钒工艺研究
含钒石煤提钒工艺研究史 玲,谢建宏(西安建筑科技大学,西安710055)摘 要:研究陕西某石煤矿提钒工艺。
原矿通过加入少量添加剂氯化钠进行氧化焙烧,确定最适宜的氯化钠用量,焙烧温度,焙烧时间。
焙砂进行水浸,可得到65%以上的钒浸出率。
工艺简单,适应性强,沉钒容易。
关键词:冶金技术;提钒;浸出;石煤;氯化钠焙烧中图分类号:TF84113;T F04612;TF111131 文献标识码:A 文章编号:1001-0211(2009)02-0077-03收稿日期:2006-12-30作者简介:史 玲(1977-),女,内蒙古商都县人,讲师,硕士,主要从事选矿与化学等方面的教学及研究。
钒具有许多可贵的理化特性和机械特性,因而广泛应用于近代工业技术中,据统计80%~85%的钒用于黑色冶金工业中作为添加剂以制备特种钢。
在化学工业方面,钒化合物作为催化剂和裂化剂,已广泛应用于接触法硫酸制造工业、石油炼制及有机合成工业中。
在特种玻璃、陶瓷、纺织、橡胶、油漆、照相、电影等行业也用到钒的化合物。
在有色金属合金中,钛工业已经成为钒的第二大市场,钒钛合金在航空、航天及核工业中都具有广泛用途。
因此研究高回收率低污染的石煤提钒新工艺具有非常积极的意义。
我国有丰富的钒资源,除钒钛磁铁矿外,还有一类低品位单一钒矿资源,即作为钒的单独矿床开采的含钒碳质页岩,俗称石煤。
石煤既是一种含碳氢少、发热量低、灰分高的劣质煤,也是一种低品位多金属矿石,其中最具有商业意义的金属元素是钒。
钒在石煤中价态分析结果表明[1],绝大部分地区石煤中的钒都是以酸碱不溶的Õ(Ó)和Õ(Ô)为主,这就是在石煤提钒过程中需要采用氧化焙烧使低价钒变为Õ(Õ)的原因。
因为焙烧阶段含钒矿物相变机理复杂,影响因素诸多,目前尚处于定性研究阶段。
通过对陕西某含钒石煤提钒的各种工艺进行对比研究,确定采用低盐钠化法,即在焙烧阶段加入添加剂氯化钠,使Õ(Ó)和Õ(Ô)转化为可溶于水的Õ(Õ)而被提取利用。
含钒石煤脱碳提钒方案
含钒石煤脱碳提钒方案：
一、技术背景：我国拥有大量的石煤钒矿资源，分布在河南、陕西、湖北、湖南、江西、贵州、广西等地，探明总储量为3.2亿吨金属钒。
石煤钒矿分布如此之广，储量如此之大，但却没有一种经济高效的提钒工艺，目前现存的数十家石煤提钒企业，由于经济低迷，钒产品开发滞后，产能较大，加上冶钒企业工艺落后，石煤钒矿性质各异等造成企业亏损严重，甚至大规模停产。
在此背景下，寻早一种经济高效、环保节能的生产工艺势在必行。
石煤钒矿的特点：1，含碳高，大多在8-12%。
2，含钒低，平均0.8-1.0%。
3，成分复杂，各地石煤矿成分大不相同。
结合以上特点，因此石煤提钒不能走同一种生产工艺。
目前的石煤提钒工艺：1，平窑钠法焙烧水浸离子交换提钒：2平窑空白焙烧或钙法焙烧酸浸后离子交换或萃取法提钒；2石煤钒矿直接酸浸后萃取提钒；以上工艺是对矿石特性，地方政策，以及企业规模做出的相应选择。
比如有些适合酸浸，在低酸耗12%-20%的情况下就可以得到80%以上的浸出率。
但也有很多石煤钒矿在高酸20%40%的酸度下也达不到理想的浸出率。
为解决酸耗大的难题，有些企业做了石煤脱碳后酸浸实验以及小规模生产，取得了较好的结果，酸耗可降低到2%-8%，浸出率也有所提高。
脱碳工艺尝试性的采用堆烧法，沸腾炉，循环流化床等，但也存在脱碳温度不易控制，造成脱碳后的物料烧结或脱碳不完全。
实验证明，脱碳最佳温度应该在800-950度适宜，温度过高会造成微相烧结，影响后期浸出，温度
低于800度会造成氧化不够充分和降低脱碳产量和效率，进而导致后期的耗酸量加大，浸出率降低。
一、技术方案
二、设备方案
三、总结。
提钒的原理和工艺设计
攀枝花学院本科课程设计提钒的原理及工艺设计学生姓名：罗浩学生学号：201111101041院（系）：材料工程学院年级专业：2011级材料科学与工程指导教师：李亮二〇一三年十二月摘要钒是一种重要的战略物资，具有广泛的用途。
钒被称为“现代工业味精”，是发展现代工业、现代国防和现代科学技术不可缺少的重要材料，可以添加于钢中、铁中，并以钛-铝-钒合金的形式用于航天领域。
钒的化合物也十分有用，可以被广泛地用来生产如催化剂、化妆品、燃料以及电池等。
在其它领域的应用也在不断扩展，且具有良好发展前景。
基于钒的广泛用途，以提取和使用钒为目的全球产业也随之得以发展。
石煤是我国独特的一种矶矿资源，储量极为丰富。
从石煤中提取v205是获得钒的重要途径。
文中旨在对传统提钒工艺流程进行评价的基础上，总结了石煤提钒中的一些新工艺，并对石煤提钒工艺前景进行了展望。
关键词石煤，提钒，焙烧，浸出ABSTRACTVanadium is an important strategic material and has many uses. Vanadium is called "industrial monosodium glutamate", is an important material in the development of modern industry, modern national defense and indispensable part of the modern science and technology, can be added to thesteel, iron, and the titanium aluminum vanadium alloys form used in the field of aerospace. Vanadium compounds are very useful, can be widely used in the production of cosmetics, such as catalyst, and fuel cell. In other fields of application has been extended, and has good prospects for development.Based on the extensive use of vanadium in vanadium extraction, and used for the purpose of global industry also developed. Stone coal is a unique vanadium mineral resource in China and is abundant. Extracting V2O5 from stone coal is an important method to get vanadium. On the basis of evaluation of conventional vanadium extraction processes, some new vanadium extraction processes from stone coal were summarized and prospect of the vanadium extraction process from stone cal was forecasted.Key Words Stone coal, Vanadium extraction, Roasting, Leaching目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2 钒的概述 (1)1.2.1 中国钒矿矿产资源分布 (1)1.2.2 钒的理化性质 (1)1.2.3 钒和钒合金的用途 (1)2 石煤提钒的工艺原理 (2)3 石煤提钒工艺现状及发展方向 (3)3.1 火法焙烧湿法浸出提钒工艺 (3)3.1.1 加盐焙烧提钒工艺 (3)3.1.2 钙化焙烧提钒工艺 (4)3．1.3其他火法提钒工艺 (5)3.2 湿法酸浸提钒工艺 (5)3.3 石煤提钒工艺发展方向 (5)3.4 石煤提钒工艺选择 (6)3.4.1 企业所在地针对石煤提钒的产业政策 (6)3.4.2 项目所在地的环境特征和环境容量 (6)3.4.3 工艺的可靠性、成熟性 (6)3.4.4项目所在地硫酸价格的高低 (6)3.5 石煤提钒工艺设计浅谈 (6)3.5.1工艺和工艺流程选择的原则技术上先进可靠、经济上合理可行 (7)3.5.2工艺设计的阶段性 (7)3.5.3关键设备的选型或设计 (7)3.5.4工艺流程设计 (8)结束语 (9)参考文献 (10)致谢 (11)1 绪论1.1 前言钒是一种重要的战略物资，主要应用于钢铁工业、国防尖端技术、化学业以及轻纺工业等领域[1]。
石煤提钒工艺研究现状
石煤提钒工艺研究现状石煤是我国储量巨大的钒矿资源，但大多数为低品位云母类及高岭土类粘土矿物，开发利用较为困难。
石煤提钒工艺多种多样，浸出是石煤选矿中最为主要的分选方法，文章简单叙述了几种应用较为广泛的石煤提钒工艺，并分析了各自的优缺点及其优化改良。
此外，介绍了相关新工艺，并对工艺进一步发展提出了看法。
标签：石煤；提钒；浸出；工艺石煤是一种无机成分含量远超于有机成分的劣质“煤炭”，其主要性质[1，2]表现为：灰分高、燃烧值低、伴生元素种类多，因此石煤常作为有价元素的低品位多金属矿被提取利用。
其中V2O5含量大于0.8%的石煤，可作为钒矿资源利用[3，4]。
由于类质同像等原因，石煤中的钒通常以V（Ⅲ）与V（Ⅳ）等较低价态存在于层状硅酸盐矿物中，或以四次配位的钒氧四面体取代硅氧四面体或铝氧四面体，或以六次配位钒氧八面体取代铝氧八面体，属于难溶解物质。
目前，石煤提钒的应用常规工艺是先焙烧后浸出，即先破坏石煤的矿物结构，并将钒氧化成V（V）的可溶性钒酸盐，然后通过浸出，使其由固相转为液相，并从溶液中提取精钒[5]。
目前种类繁多的石煤提钒工艺大致可分为火法-湿法联合提钒工艺与全湿法提钒工艺两大类。
根据文献资料分析，文章主要综述了石煤浸出的工艺条件以及各自的优缺点，另外还介绍了相关的新工艺，并对此提出了看法。
1 火法-湿法联合提钒工艺1.1 传统工艺传统工艺为钠化焙烧水浸工艺，是高温条件下，由于金属氧化物的存在，氯化钠加速分解，产生活性氯和Na2O，活性氯与低价钒作用产生中间产物VOCl3，VOCl3高温条件下发生分解，反应生成可溶于水的钒酸钠盐[6]。
传统工艺的基本流程为氯化钠焙烧→水浸出→酸沉粗钒→碱溶铵盐沉钒→热解脱氨制得精钒。
该工艺的优点是工艺适用条件范围广，投资回收期短；其缺点是废气污染严重、回收率低、废液离子复杂。
传统工艺的焙烧一水浸的钒回收率仅45%-55%，究其原因是焙烧时V（V）与石煤中的钙、铁等反应生成如Fe（VO3）2、Fe（VO3）3、Ca（VO3）2等化合物及焙砂中有未完全氧化的V（IV）的化合物，它们均不溶于水，但溶于酸。
含钒铁矿石提钒途径选择
含钒铁矿石提钒途径选择钒是钢中的重要合金元素, 它可提高钢的韧性, 细化结晶粒度, 改善耐磨性能及热硬度, 因而广泛用于多种合金钢中。
我国钒资源十分丰富, 含钒铁矿以攀枝花和西昌地区蕴藏最多, 另外, 还有马鞍山和承德。
从含钒铁矿石提钒的途径有多种, 按其在炼钢流程中的前后可分为1、前提钒法又称直接法, 即由精矿提钒。
2、中提饥法又称间接法, 即由铁水吹钒渣, 再由钒渣提钒。
3、后提钒法即由铁水炼钢, 再由含钒钢渣提钒。
从含钒铁矿石提钒的流程归纳如下图一、前提饥法之一—钠化焙烧在回转窑内, 的铁精矿, 用芒硝或纯碱作附加剂本法使用含V2O5 0.75~0.8但消耗70~75. 回收率比较高, ,达水浸提钒。
该法虽然工艺流程短氧化焙烧,该法的原材料因此不适合大规模生产。
, 高生产能力仅为间接法的十四分之一。
和能源消耗列于表。
．但不大受欢迎。
所产铁尾矿可供炼铁用,单耗, , 劳动生产率高本法优点是钒回收率较钠化焙烧法更高。
厂小产量大产品纯度高。
在有条件的地方可以推广采用。
低,钠化球团二、前提饥法之二—, 在竖窑中氧化焙烧加芒硝或纯碱造球本法是用细磨的纯净铁矿粉, ,国内有承德钢铁厂已进行半工设备简单。
浸出采用固定床逆流浸洗, 水浸提钒。
：, 国外有芬兰奥、木两厂工业生产达到的指标列于表2, 业试验单, 劳动生产率高, 规模小产量大本法优点是钒回收率较钠化焙烧法更高。
．耗低, 产品纯度高。
三、中提饥法—钒渣法本法是将含钒铁矿在高炉中炼得的含钒铁水用铁矿粉或空气氧化, 得到含。
一的钒渣, 再用焙烧水浸法提钒。
采用此工艺的有南非的摇包法和通用的转炉双联法, 以及马鞍山的槽炉法, 攀钢的雾化炉法。
本法优点是, 在用铁水炼钢之前将钒富集于钒渣中, 可使以后的水法提钒效率提高。
缺点是, 增加了中间环节,系统回收率较低。
另外, 如果吹饥安排得不好, 会对炼钢有影响, 同时增加了吹钒渣的设备投资和使操作复杂化。
但这两个间题要全面衡量增加吹钒设备投资, 可以减少水法提钒设备投资和生产消耗增加吹钒操作, 可以提高水法提钒效率和产量。
提钒工艺——精选推荐
提钒⼯艺1 背景1.1 钒的性质及应⽤钒是⾼熔点⾦属之⼀，呈浅灰⾊。
密度5.96克/厘⽶3。
熔点1890±10℃，沸点3380℃，化合价+2、+3、+4和+5。
其中以5价态为最稳定，其次是4价态。
电离能为6.74电⼦伏特。
有延展性，质坚硬，⽆磁性。
具有耐盐酸和硫酸的本领，并且在耐⽓-盐-⽔腐蚀的性能要⽐⼤多数不锈钢好。
于空⽓中不被氧化，可溶于氢氟酸、硝酸和王⽔。
我国是钒资源⽐较丰富的国家，钒矿主要分布在四川的攀枝花和河北的承德，⼤多数是以⽯煤的形式存在。
⼤约80%的钒和铁⼀起作为钢⾥的合⾦元素。
只需在钢中加⼊百分之⼏的钒，就能使钢的弹性、强度⼤增，抗磨损和抗爆裂性极好，既耐⾼温⼜抗奇寒，在汽车、航空、铁路、电⼦技术、国防⼯业等部门，到处可见到钒的踪迹。
此外，钒的氧化物已成为化学⼯业中最佳催化剂之⼀，有“化学⾯包”之称。
其应⽤如下：（1）、⽤作合⾦元素，例如：1）运⽤在医疗器械中的特别的不锈钢2）运⽤在⼯具中的不锈钢3）与铝⼀起作为钛合⾦物运⽤在⾼速飞机的涡轮喷⽓发动机中4）含钒的钢经常被⽤在轴、齿轮等关键的机械部分中（2）、在其它领域的应⽤：1）钒吸收裂变中⼦的半径很⼩，因此被⽤在核⼯业中2）在炼钢过程中钒被⽤来导致碳化物的形成3）在给钢涂钛的时候钒往往被作为中介层4）钒与镓的合⾦可以⽤来制作超导电磁铁，其磁强度可达175,000⾼斯5）在制造缩苹果酸酐和硫酸的过程中钒被⽤来做催化剂6）五氧化⼆钒（V2O5）被⽤来制做特殊的陶瓷作为催化剂1.2 五氧化⼆钒及⾦属钒的制备⽅法（1）⼯业上⾦属钒的制备⽅法:⼯业上常以各种含钒矿⽯为原料制备钒。
如在钒炉渣中加⼊NaCl，经空⽓焙烧后，先⽣成NaVO3。
2V2O5NaVO3+ 2Cl2从烧结块中⽤⽔浸出NaVO3，经酸中和，制得V2O5的⽔合物。
产物经脱⽔后，⽤⾦属热还原法制得钒。
V2O5+ 5Ca 2V + 5CaO也可采⽤镁还原三氯化钒(VCl3)的⽅法制备。
石煤提钒工艺流程
石煤提钒工艺流程
石煤提钒的工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 原料准备：将选矿过程中产生的含有钒的石煤矿石进行破碎、磨矿和分级，得到合适粒度的煤炭矿石。
2. 高温还原：将经过预处理的石煤矿石放入焦炉或其他高温炉中，在高温条件下与还原剂（如焦炭或煤泥）反应，使石煤中的钒以还原态形式释放出来。
3. 钒分离：通过氧化、酸浸或其他化学方法将还原后的石煤中的钒进行分离。
常用的方法包括氧化锌法、氯化法、氧化铵法等。
4. 钒精矿处理：对分离得到的钒精矿进行精炼和提纯处理，以提高钒的纯度和质量。
5. 产品制备：将经过处理的钒精矿进行再烧结、压制、熔炼等工艺，得到最终的钒产品。
常见的钒产品包括钒铁、钒铁合金、氧化钒等。
需要注意的是，具体的石煤提钒工艺流程会因工艺条件、矿石性质和产品要求等因素而有所不同，上述流程仅供参考。
从石煤矿中提取五氧化二钒的工艺研究
从石煤矿中提取五氧化二钒的工艺研究钒是重要的战略物资, 广泛应用于冶金、化工和航空航天等方面。
我国钒矿资源主要有两大类:钒钛磁铁矿和石煤, 其中石煤中钒的储量是钒钛磁铁矿中总储量的17 倍。
因此, 从石煤中提取钒是钒资源利用的一个重要方向。
我国从石煤中提取钒的传统工艺为钠化焙烧法, 但在焙烧过程中会产生大量的Cl<sub>2</sub> 、HCl、S0<sub>2</sub曲有毒气体,严重污染环境,而且钒的浸出率低。
因此, 研究一种高效、对环境友好的从石煤中提取钒的工艺具有重要意义。
本研究采用直接酸浸- 萃取- 反萃工艺从两种石煤矿中提钒。
研究说明, 钒的浸出率到达90%,钒的总回收率近80%。
与传统的工艺相比, 该工艺减少了焙烧过程, 更有利于环境保护和减少能耗。
石煤矿的直接酸浸研究说明:(1)两种石煤矿虽然成分和钒的赋存状态不同, 但浸出规律根本一致, 只有矿物粒度对两种石煤矿中钒浸出率的影响趋势相反, 这主要是因为两种石煤矿中C的含量不同。
除此，液固比对钒的浸出率影响不大；随着温度的升高、硫酸浓度的增大、时间的延长, 钒的浸出率都明显的提高。
(2)直接酸浸朝鲜石煤矿的正交实验说明影响钒浸出率的各因素主次顺序为：硫酸浓度一浸出温度一反响时间。
在反响条件为：粒度80〜100目、温度130C、反响时间22h、硫酸浓度40%液固比3:1,浸出率达90%(3)通过对湖南石煤矿浸出动力学的研究, 可知浸出反响受化学反响控制。
实验温度范围内，钒浸出的动力学方程为:1 —(1 —n) <sup>1/3</sup>=4.98 x10<sup>6</sup> -e<sup>-( 55488)/ (RT </sup> •,其反响活化能为55.49KJ/mol。
酸浸液的萃取-反萃- 沉钒研究说明: ( 1)萃取过程中, 萃取剂浓度对钒的萃取率影响不大；钒的萃取率随pH的增大先升高后降低；随着温度的升高、时间的延长、0/A的增大而增大。
石煤提钒新工艺
石煤提钒新工艺近年来，随着钒资源的逐渐枯竭和市场需求的增加，石煤提钒成为了一种备受关注的新工艺。
石煤提钒是指利用石煤作为原料，通过一系列的化学反应和物理处理，将其中的钒元素提取出来，从而得到高纯度的钒产品的过程。
石煤是一种含有较高钒含量的煤炭，其主要成分是有机质和矿质，其中的矿质中含有大量的钒元素。
传统的石煤提钒工艺主要是通过高温煅烧和浸出的方式进行，但存在能耗高、环境污染等问题。
因此，开发一种高效、低能耗、环保的石煤提钒新工艺势在必行。
近年来，研究人员提出了一种基于氧化铝的新型石煤提钒工艺。
该工艺主要包括以下几个步骤：首先，将石煤经过粉碎、磁选等预处理工序，去除其中的杂质和矿物质，得到纯净的石煤原料；然后，将纯净的石煤与氧化铝按一定的比例混合，并加入适量的助剂，形成混合料；接下来，将混合料进行高温还原反应，使其中的钒元素得以还原为金属钒；最后，通过冶炼和精炼等工艺，将金属钒提纯得到高纯度的钒产品。
相比传统工艺，基于氧化铝的石煤提钒新工艺具有多方面的优势。
首先，该工艺不需要高温煅烧和浸出等环节，能耗大大降低，减少了对能源的消耗。
其次，新工艺中使用的氧化铝具有良好的还原性能，能够有效还原石煤中的钒元素，提高了钒的回收率。
此外，新工艺中的助剂的添加能够改善反应条件，提高钒的提取效率。
最重要的是，该工艺不会产生大量的废水和废气，具有较好的环保性能。
然而，石煤提钒新工艺也存在一些问题和挑战。
首先，该工艺仍处于实验室研究阶段，需要进一步进行工程化的研究和开发。
其次，新工艺中使用的氧化铝价格较高，会增加生产成本。
此外，新工艺还需要解决一些技术难题，如混合料的均匀性、反应温度的控制等。
因此，石煤提钒新工艺仍需要进一步的技术改进和优化。
石煤提钒新工艺是一种十分有潜力的钒资源开发工艺。
该工艺通过利用石煤中的钒元素，实现了对钒资源的高效利用和回收。
基于氧化铝的新工艺具有能耗低、环保性好等优势，对于钒产业的可持续发展具有重要意义。
石煤提钒原料
石煤提钒原料简介：石煤提钒原料是一种重要的钒资源，广泛应用于冶金、化工、电池等行业。
本文将对石煤提钒原料进行详细介绍，包括其定义、组成、分布、提取方法和应用等方面。
正文：一、定义：石煤提钒原料是指钒矿石中的主要组分为石煤的一种原料。
石煤，又称沸石煤，是一种以阳离子矿物为主的火成岩。
其特点是具有良好的物理和化学性质，可用作提取钒的原料。
二、组成：石煤提钒原料主要由石煤、石英、长石和磷灰石等矿物组成。
其中，石煤是主要的钒源，含有较高的钒含量，通常可达到1-3%左右。
石英和长石等矿物则是石煤提钒原料中的辅助组分，其含量较低。
磷灰石主要含有磷酸盐，对提取钒具有一定的影响。
三、分布：石煤提钒原料广泛分布于全球各地，尤以美国、俄罗斯、澳大利亚、南非和中国等国家和地区为主。
其中，中国是世界上重要的石煤提钒原料供应国之一，主要分布在陕西、安徽、山西、辽宁和贵州等地。
四、提取方法：石煤提钒原料的提取方法主要有物理、化学和生物法等。
1.物理法：物理法主要是指通过物理分离和浮选等方法，将石煤提钒原料与其他矿石进行分离，从而获得纯度较高的钒精矿。
2.化学法：化学法主要是指通过化学反应将石煤提钒原料中的有用成分转化为溶液，再经过萃取、脱水和还原等步骤，获得纯度较高的钒产品。
3.生物法：生物法是一种新兴的提取方法，主要利用微生物或酶类对石煤提钒原料进行生物浸出、生物提取和生物转化等过程，实现钒的高效提取。
五、应用：石煤提钒原料在冶金、化工、电池等行业有广泛的应用。
1.冶金行业：石煤提钒原料可以用于生产各种钢铁产品，提高钢铁的硬度和抗腐蚀性能。
此外，钒也可用于生产合金钢、不锈钢和钢铁中的钢水调节剂等。
2.化工行业：石煤提钒原料可用于生产各种钒化合物，如钒酸铵、钒酸钠和钒酸钡等。
这些化合物广泛应用于催化剂、染料、涂料和电镀等领域。
3.电池行业：石煤提钒原料中的钒可用于生产低温钠硫电池和钛酸锂电池等。
这些电池具有较高的能量密度和长寿命，可用于储能和新能源车辆等领域。
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第29卷第4期(总第116期)2010年12月湿法冶金H ydrometallur gy of China Vol.29No.4(Sum.116)Dec.2010中国钒矿资源的区域分布与石煤中钒的提取工艺蒋凯琦,郭朝晖,肖细元(中南大学冶金科学与工程学院环境工程研究所,湖南长沙 410083)摘要:我国钒矿资源,尤其是石煤资源储量丰富。
统计表明:我国钒矿资源保有储量(以V 2O 5计)约3400万t,累计查明资源储量约3600万t,主要分布在四川、陕西、湖南、安徽、湖北等地,5省合计储量占全国的9011%,累计查明储量占全国的88.9%。
含钒石煤是我国一种独特的钒矿资源,其中V 2O 5储量约1128万t,占钒矿资源总储量的3710%,主要分布在湖南、湖北、浙江、贵州等地,其中有工业开采价值的(w (V 2O 5)>018%)石煤中钒储量占6216%。
含钒石煤是我国钒矿资源利用的一个重要发展方向,本文综述了火法-湿法联用、湿法从石煤中提取钒的工艺以及存在的问题,对生物浸出钒及其它有价金属前景进行了展望。
关键词:钒矿;区域分布;石煤;提取工艺中图分类号:T F 841.3;T F803.2文献标志码:A 文章编号:1009-2617(2010)04-0216-04收稿日期:2010-01-04作者简介:蒋凯琦(1986-),女,江苏常州,硕士研究生,主要研究方向为生物浸出技术研究。
钒是一种过渡金属元素,在自然界中分布极为分散,故也称为稀散元素。
钒的应用十分广泛,在钢铁、有色金属、化工、合金、超导材料、汽车等工业领域都是不可或缺的重要元素[1]。
钢铁、有色金属以及合金中加入一定量的钒,可以改变其微观结构,大大提高钢的耐磨性、红硬性,减轻材料重量,延长使用寿命;在化工工业中制造钒催化剂,价格便宜,性能稳定,抗中毒性能强;同时,钒化合物多彩的颜色可以用来制造颜料、油漆等;在超导材料中,钒与硅、镓化合物均有较高的超导转变临界温度的特性。
因此,钒矿资源的综合开发利用具有非常重要的战略意义和产业需求。
1我国钒矿资源及其区域分布1.1我国钒矿资源的储量及其区域分布根据矿产储量统计表[2],截至2006年底,我国有18个省和自治区有钒矿资源,产地123处,保有资源储量约3400万t(以V 2O 5计,下同),累计查明资源储量约3600万t 。
主要分布在湖南、湖北、安徽、陕西、四川、贵州、河北等省,其中,四川、陕西、湖南、安徽和湖北等5省的保有资源储量分别为185519,45414,38418,23412和14313万t,分别占全国保有资源储量的5414%,1313%,1113%,6187%和4120%;累计查明资源储量分别为194114,45511,38514,27718和14313万t,分别占全国累计查明资源储量的5319%,1216%,1017%,7171%和3198%。
这5省钒矿保有资源储量占全国钒矿资源的9011%,累计查明资源储量占全国的8819%。
我国大型钒矿(\100万t V 2O 5)数量不多,主要分布在陕西、湖南、四川和甘肃等少数地区的9处矿区点,储量为168914万t ,占总储量的4916%;中型钒矿(10~100万t V 2O 5)广泛分布在四川、陕西、湖南、湖北等11个省,共41处矿区点,储量为153516万t,占总储量的4510%;小型钒矿([10万t V 2O 5)数量最多,有73处矿区点,但储量仅18413万t 。
大、中型钒矿储量即占全国储量的9416%,小型钒矿储量仅占全国储量的514%。
1.2我国钒矿资源的共、伴生特征及区域分布自然界中单独的含钒富矿较少,大多为共生和伴生矿。
据统计,单独钒矿产地仅30处,合计储量66511万t,占全国总储量的1915%;共生、伴生钒矿产地93处,储量274412万t,占总储量的8015%[2]。
全国钒矿品位<110%的合计储量288416万t,占总储量的9416%,其中,品位在016%~110%的储量为89013万t,占总储量的2912%。
根据资料,钒矿资源中V 2O 5平均品位以湖北、陕西、湖南和浙江等4省品位的较高,分别为0189%,0182%,0180%和0178%,最高品位达到1%以上,陕西商洛市商南县矿区品位超过115%。
这些钒矿资源已具有很高的工业利用价值,为金属钒的提取提供了丰富的资源储备。
钒矿石主要有钒铁矿石、石煤、钒铀矿、钒酸盐矿、磷第29卷第4期蒋凯琦,等:中国钒矿资源的区域分布与石煤中钒的提取工艺灰岩、绿硫钒矿、沥青石、原油和铝土矿[3]。
我国钒矿资源主要由钒铁矿石和石煤矿组成,具开采价值的钒矿以石煤为主[4]。
钒铁矿石主要是钒钛磁铁矿。
根据矿产一般工业要求,钒铁矿中V2O5质量分数为0115%~012%时即可进行综合回收[5]。
我国铁矿石中V2O5质量分数达0115%以上的保有资源储量为221516万t,占总储量的7217%,主要分布在四川攀枝花、河北承德、陕西汉中、湖北郧阳和襄阳、广东兴宁以及山西代县等地,其中,攀枝花是主要分布地,已探明矿石储量为100亿t,V2O5储量为1578万t[6]。
钒钛磁铁矿目前主要用于炼钛,钒金属主要在冶炼过程中从钢渣中提取[7-8]。
其他形式的含钒资源在国内分布并不广泛,相关报导不多。
据统计,我国石煤中V2O5的储量约1128万t,占总钒矿资源储量的3710%,主要分布在贵州、陕西、湖南、江西、河南、湖北、安徽和浙江等地,其中,分布较集中的地区主要是湖南、湖北、浙江和贵州,这4省石煤钒矿资源占全国石煤钒矿保有资源储量(以V2O5计)的5315%。
2石煤提钒的常规工艺目前,作为钒提取原料的主要是钒钛磁铁矿和石煤。
钒钛磁铁矿主要用于冶炼钛,副产钒。
含钒石煤是我国的一种独特的钒矿资源,由于品位相对较低,对其开采和综合利用还远远不够,但含钒石煤是我国钒矿资源利用的一个重要发展方向。
2.1石煤中钒的矿物学特征及存在形态石煤是存在于古老地层中,在浅海环境下由藻类、菌类等低等生物作用而形成的一种煤炭资源。
与一般煤炭相比,石煤具有高灰、高硫、低碳、低热值等特点,既是一种能源,又是一种潜在的多金属矿产资源,主要以V金属为主。
有些石煤中伴生有A g、Cu、M o、Na、N i、U、Zn等工业价值较高的金属元素;在某些层位中,一种或几种伴生元素达到工业单独开采品位或边界品位,可作某种矿物资源单独开采[9]。
石煤中钒的存在形式多样,一般分为3种,即钒云母类,含钒针铁矿、赤铁矿和碳酸盐类,含钒电气石和高岭土类[10-11]。
多数石煤中钒存在于钒云母中,与Si、A l、K 共(伴)生;含钒针铁矿、赤铁矿中与钒共(伴)生元素多为Fe;碳酸盐类矿物中多含A l、Ba、Ca、Cu、F e、K、M g、Na、P、P b、Si及Zn等元素[12],钒在这些矿物中的价态多样。
在钒云母中,钒通常以V(Ó)和V(Ô)存在,V(Ó)占多数[9]。
三价钒能以类质同相形式代替三价铝等进入硅酸盐矿物晶格中,同时,四价钒也可以类质同相形式存在于硅氧四面体结构中。
在含钒赤铁矿和钒高岭土中,钒主要以吸附形态存在,主要是V(Ô)和V(Õ)[10]。
钒矿冶炼方法的选择关键是由钒在该类矿石中的赋存状态决定的。
如果石煤中的钒主要以吸附状态存在,则可用酸或碱溶液直接浸出,使钒以各种钒酸根离子形式溶解在溶液中,也可加入氧化性或还原性物质辅助浸出;如果石煤中的钒主要以类质同相形式存在于硅酸盐矿物晶格中,那么此类矿石难于浸出,要将三价或四价钒浸出来,首先必须破坏晶体结构,使赋存在晶体结构中的钒释放出来[13]。
因此,查清矿石中钒的赋存状态(包括钒的各种化合物和矿物存在形式、价态及其分布状态)是钒冶炼至关重要的前提条件。
由于我国石煤多属难浸钒矿,因此很多研究者便致力于研究如何用经济而简便的方法释放硅酸盐晶体中的钒。
目前,提取钒工艺主要有火法-湿法联用工艺和湿法工艺。
2.2火法-湿法联用工艺火法-湿法联用工艺是目前工业上从石煤中提取钒应用较多的技术,主要有钠化焙烧-水浸工艺、钙化低钠焙烧-碱浸工艺、空白焙烧-碱浸工艺(直接焙烧)和加酸焙烧-水浸工艺等。
钠化焙烧-水浸工艺是工业上应用最多的工艺[14]。
该工艺技术成熟,基本原理是以N aCl或N a2CO3为添加剂,通过焙烧将多价态的钒转化为水溶性的钠盐,如Na2O#y V2O5,N aV O3,再对钠化焙烧产物直接水浸,得到含钒浸出液,再加入氯化铵进行中性沉钒,沉淀物经焙烧得粗V2O5。
焙烧过程反应如下:4NaCl+O22N a2O+2Cl2,2V2O4+O22V2O5,x Na2O+y V2O5x N a2O#y V2O5。
采用钠化焙烧-水浸工艺,钒的回收率较低,仅40% ~60%,且在钠化焙烧过程中产生Cl2、HCl、SO2等有害气体,对环境污染较大。
钙化低钠焙烧-碱浸工艺是在传统的钠化焙烧过程中加入添加剂CaO,使石煤中的钒氧化后与CaO结合生成钒酸钙,再用Na2CO3溶液浸出,钙生成溶解度更小的CaCO3,钒则以游离态进入溶液,最终钒浸出率可达6716%[15]。
钙化低钠焙烧-碱浸工艺的反应机制如下:V2O3+O2V2O5,V2O5+CaO VO3)2,Ca(VO3)2+CO2-3CaCO3+2VO-3。
钙化焙烧后采用硫酸浸出,可得到85%以上的钒浸出率[16]。
钙化低钠焙烧-碱浸工艺的钒回收率仍然不高,只是NaCl的加入量有所减少,依然对大气有污染。
空白焙烧-碱浸工艺(直接焙烧)是指利用空气中的氧#217#湿法冶金2010年12月气作氧化动力,直接破坏钒矿物晶体结构,使钒氧化成V (Õ),转化成可溶性的钒酸盐和偏钒酸盐;焙烧后的产物用NaOH溶液浸出。
空白焙烧-碱浸工艺避免了钠化焙烧产生的酸性气体污染,节省了添加剂,但浸出时间必须保证在3h以上才能使钒的浸出率达到75%以上[17]。
钠化焙烧和空白焙烧工艺的钒浸出率均不高,于是有研究者探讨了加酸焙烧-水浸工艺的可行性[18]。
该工艺是在焙烧时加入10%的硫酸,焙烧3h,自然冷却后再用水浸出2h,最终钒的浸出率达95%以上。
针对硫酸焙烧工艺,有研究者提出了低温硫酸焙烧-水浸工艺。
在250e下焙烧后,以液固体积质量比112mL/g用水在100e下搅拌浸出2h,钒浸出率达7812%[19]。
火法-湿法联合工艺中,钠化焙烧-水浸、钙化低钠焙烧-碱浸和空白焙烧-碱浸等相对比较成熟,但钒回收率较低,而且存在较严重的环境污染问题,尤其是产生的Cl2、HCl、SO2等有害气体,大量排放的高浓度氨氮废水等是目前钒冶炼工业中比较棘手的问题。
加酸焙烧-水浸工艺的钒浸出率比较高,是一种值得进一步研究的工艺。