钒矿产业研究

钒矿产业研究

一、钒矿产业简介

（一）钒矿的定义及分布

1、钒的定义

自然界中钒很难呈单一体存在，主要与其他矿物形成共生矿或复合矿，世界已知的钒矿储量为6000～7000万吨，其中俄罗斯占60%，南非占20%，目前发现的含钒矿物有70多种，但主要的矿物有以下3种：

（1）钒钛磁铁矿。钒钛磁铁矿中的钒主要以FeO·V2O3尖晶石形态存在，矿中含钒0.2%～1.5%.世界上除美国从钾钒铀矿中提钒外,其他主要产钒国家中都从钒钛磁铁矿中提取钒.

（2）钾钒铀矿。钾钒铀矿是一种钾铀的钒酸络盐，它的化学式为K2O·2UO3·V2O5·1～3H2O，呈浅黄色或浅绿黄色，含V2O520.16%。美国等地是这种矿物的主要产地，在提铀时可制得V2O5。

（3）石油伴生矿。这种矿寄生在原油中，中美洲国家拥有大量的石油伴生矿。这种资源已日益显示出其重要性。

矿物有钒酸钾铀矿、褐铅矿和绿硫钒矿等。非常纯的钒很难制成，在通常的高温条件下，钒对氧、氮和碳都活泼，容易起反应。工业上用它制成合金。很纯的钒可由五氧化二钒与碘化钙作用制成VI5，再经热分解可以制得。

2、钒矿资源分布

钒主要赋存在磁铁矿、磷酸盐岩、含铀砂岩和粉砂岩矿床中，还有大量的钒赋存于铝土矿和含碳物质中（如石油、煤、油页岩和焦油砂中）。全球钒资源的98%来自于钒钛磁铁矿。钒钛磁铁矿的储量很大，主要集中在少数几个国家和地区，如俄罗斯、中国、南非等。此外，新西兰、澳大利亚、挪威、芬兰、美国、加拿大等国家也有少量钒钛磁铁矿。除钒钛磁铁矿外，其它含钒资源主要是磷岩矿、含铀砂岩和粉砂岩矿等，这些矿床的总量分别都超过6000万吨。此外，铝土矿、含碳质原油、煤、油页岩及沥青砂等矿物中都含有少量的钒。

世界钒储量约15980万吨。其中南非占4 6%，俄罗斯占2 3.6%，美国占13.1%，中国占11.6%，其它国家总和不足6%。由于钒往往作为副产品或共生产品回收，故当前公开发表的已探明世界钒矿储量并不完全可以反映实际资源状况。但是在当前技术条件下，世界上能够从磁铁矿资源中大量回收钒的国家只有俄罗斯、南非和中国等少数几个，这些国家是全球钒供应的主要来源。

中国钒资源极其丰富，是全球钒资源储量大国。分布于19个省市（区），但主要集中在四川攀枝花地区和河北承德地区，尤其是攀枝花地区的钒资源相当丰富，钒储量达1865万吨，约占全国储量的63％，世界储量的11％。另外在河北承德地区，高铁品位钒钛磁铁矿(铁含量大于30％，V2O5含量大于0 . 7％)已探明储量2 . 6 亿吨，其中保有储量2 . 2亿吨；低铁品位钒钛磁铁矿(铁含量大于10％，V2O5含量大于0.13％)已详细勘查确定的储量为2 9.6亿吨，总共约占全国储

量的40％。中国丰富的钒资源对经济发展的保证程度比较高。特别是近年来随着大量地质储量表外低品位钒钛磁铁矿的开发利用，可回收利用的钒资源量还在逐渐增加。

另外中国还拥有丰富的石煤钒资源，石煤钒矿的含钒量与世界非石煤钒矿资源总储量相当，2000年出版的《世界有色金属矿情》认为，中国除钒钛磁铁矿矿床外，还有将近2亿吨的石煤钒资源。

随着中国微合金钢市场的不断上升，微合金钢对钒资源消费量的不断扩大，国内那些原本不被看好的低含钒量的煤钒石资源越来越被人们重视。

（二）钒的用途及产品分类

1、钒的用途

钒是一种重要的合金元素，主要用于钢铁工业。含钒钢具有强度高，韧性大，耐磨性好等优点，因而广泛应用于机械、汽车、造船、铁路、航空、桥梁、电子技术、国防工业等行业。钒主要用于制造高速切削钢及其他合金钢和催化剂。把钒掺进钢里，可以制成钒钢。钒钢比普通钢结构更紧密，韧性、弹性与机械强度更高。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。被广泛应用于军工生产，以及化学药剂、玻璃、陶瓷的着色剂等。

钒在钢铁领域的应用。钢铁中加入少量钒，可显著提高其强度，因此钒主要用于生产高强度低合金钢，钒在钢铁应用中的占85%以上。随着中国钢铁工业的技术进步和钒产业的发展，中国含钒钢的应用得到了稳步的增长，其平均年增长率为10%左右。

近年来中国含钒钢产量不断提高，品种不断增加，特别是在建筑用钢、管线钢、重轨钢和汽车及火车结构用钢等方面，发展十分迅速。

它们主要由攀钢、首钢、鞍钢、宝钢、重钢等生产，目前，产量在万吨以上的企业达到12家。随着含钒钢筋的推广，承钢、八钢、水钢、莱钢等一批中型企业将成为含钒钢生产大户。

钒在非钢铁领域的应用。中国钒在非钢铁领域的应用规模不大。主要用于玻璃与陶瓷工业的着色剂、硫酸和石油化工生产用的催化剂。从消费总量来看，以金属钒计，年消费量不足300吨，仅占总消费量的10%左右，是一个需要开发的潜在市场。

2、钒产品分类

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，它占矾消费量的85%。

二级产品：

五氧化二钒

五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁。用作合金添加剂，占五氧化二钒总消耗量的80%以上，五氧化二钒每年的消耗量大约在400吨左右，高纯度五氧化二钒每年需要量估计在100 吨左右。其次是用作有机化工的催化剂，即触媒，如偏钒酸钠、偏钒酸铵、钒酸铵钠、三氯化钒等，约占总量的10%。另处用作无机化学品、化学试剂、搪瓷和磁性材料等约占总量的10%。

我国五氧化二钒的储量约有2600万吨，其中四川1281.9万吨、湖南366.8万吨、安徽235.8万吨、广西203.1万吨、湖北144.1万吨，这六个省区共计2357.6万吨，占全国五氧化二钒储量的90。8%。

目前我国的五氧化二钒年产量大概在6万吨，年生产能力达9万吨，居世界第二位。2010年国内对五氧化二钒的需求量大约为4万吨左右。其中钢铁工业的需求量为3.9万吨，化工等部门的需求量为0.3万吨。

三级产品：

钒铁

钒铁是钒和铁组成的铁合金，主要在炼钢中用作合金添加剂，高钒钒铁还用作有色合金的添加剂。常用的钒铁有含钒40％、60％和80％三种。

钒铁是钢铁工业重要的合金添加剂。钒可提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性。自六十年代以来，钒在钢铁工业中的应用急剧增加，目前已占钒消耗量的90%左右。钒在钢铁方面的消耗比例为碳素钢占20%，高强度低合金钢占25%，合金钢占20%，工具钢占15%。含钒高强度低合金钢（HSLA）以其强度大而广泛用于输油/气管道、建筑、桥梁、钢轨、压力容器、车厢架等生产建设中。目前各种含钒钢的应用范围越来越广。

钒合金

钒钛等合金用于生产航空合金材料（吨i6Al4V锭、棒材和板材）系列产品，每年消耗的钒在50吨左右。钒氮合金是一种新型合金添加剂，可以替代钒铁用于微合金化钢的生产。氮化钒添加于钢中能提高钢的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能，并使钢具有良好的可焊性。钒氮合金可用于结构钢，工具钢，管道钢，钢筋及铸铁中。钒氮合金应用于高强度低合金钢中可同时进行有效的