钒矿资源介绍

钒资源简介

地质锤

钒是属于高熔点稀有金属，银灰色，熔点为1919.2±2℃，沸点为3000-3400℃。它以钒铁、钒化合物和金属钒的形式广泛应用于冶金、宇航、化工和电池等行业。自然界中，钒很少形成独立的矿物，主要赋存于钒钛磁铁矿、磷酸盐岩、含铀砂岩和粉砂岩中，此外还有大量的钒赋存于铝土矿和含碳物质中（如石油、煤）。

1、全球钒资源分布

现在已探明的钒资源储量绝大部分赋存于钒钛磁铁矿中。根据美国地质调查局不完全统计，截止2010年，全球钒金属储量超过1360万吨，主要分布在中国（510万吨）、俄罗斯（500万吨）、南非（350万吨）等国家，此外还有澳大利亚、美国、加拿大、新西兰等国家。目前国际市场上主要的钒供应国为中国、南非和俄罗斯。

表1 世界钒金属产量和储量（数据来自美国地质调查局报告，2010）

2、中国钒资源分布

中国钒资源非常丰富，是全球钒资源大国。中国主要分布在四川、湖南、广西、甘肃、湖北、河北等省份（表2）。我国钒矿资源主要有两种形式，即钒钛磁铁矿和含钒石煤。

表2 中国分地区钒基础储量（数据来自国土资源部，2009年）

钒钛磁铁矿主要分布在四川攀枝花西昌地区和河北承德地区。攀枝花地区的钒资源相当丰富，已探明的钒钛磁铁矿储量近100亿t，V205储量为1578万t，约占全国钒钛磁铁矿储量的55％，世界储量的11％

；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t，其中保有储量2.2亿t；低铁品位钒钛磁铁矿(铁含量大于10％，V205含量大于0．13％)已详细勘查确定的储量为29.6亿吨，总共约占全国钒钛磁铁矿储量的40％。

含钒石煤主要分布在我国湖南、广西、湖北等省。

3、钒生产工艺

3.1 钒钛磁铁矿生产工艺

目前有以下三种：

1．吹炼钒渣法。在转炉内或用雾化法吹炼生铁水，得到含V205 12％～16％的钒渣和半钢。钒渣作为提钒原料，半钢则继续吹炼成钢。这种方法是从钒磁铁矿生产钒的主要方法，较从矿石中直接提钒更为经济。

2．含钒钢渣法。将含钒铁水在转炉内按一般碱性单渣法直接吹炼成钢，得到含钒钢渣和钢水。含钒钢渣含有约5％的V205 ，作为提钒原料。这种方法不仅省去了吹炼钒渣的设备，节省了投资，而且回收了吹炼钒渣时损失的生铁，是新一代的提钒方法。

3．钠化渣法。把碳酸钠直接加入温度为1 400～l 600 o C的含钒铁水中，使铁水中的钒生成钒酸钠，得到钠化渣和半钢，同时脱除铁水中的硫和磷。这种钠化渣可不经焙烧直接浸出提取五氧化二钒，是一种很有前途的提钒方法。

3.2 石煤提钒工艺

3.2.1 传统工艺

国内目前的提钒工艺多为食盐钠化焙烧工艺流程，如图l所示。在生产过程中产生的Hcl或cl2等有害气体及富含大量盐分的废水。随着国家有关部门对环保的要求日趋严格，传统的钒冶炼厂由于污染太大，钒转化率不高，在环境保护与经济效益欠佳的双重压力下而被迫关闭。

图1传统石煤提钒工艺

3.2.2 工艺发展

近20年来石煤提钒的技术进步主要体现在焙烧添加剂的多样化，用酸浸或碱浸代替水浸，以及用先进工艺（萃取或离子交换工艺等）从含钒稀溶液中回收钒这几个方面：

1）传统工艺以食盐为添加剂，现在应用于生产上的焙烧添加剂有：(1)钙盐添加剂；(2)食盐、钙盐二元添加剂；(3)无氯多元添加剂。

2）取消焙烧这一工序，完全用湿法冶金方法提取钒。

3）传统工艺采用水解法从含V205的浸出液中沉淀粗钒，粗钒再经过碱溶除杂后获得富钒溶液，氯化铵加入富钒溶液中，获得偏钒酸铵。新工艺省去了沉粗钒工序，直接从含钒溶液中获得富钒溶液，缩短了流程，降低了能耗，也减少了含钒废水对环境的污染。新工艺包括：(1)溶剂萃取法提钒；(2)离子交换法提钒；

(3)酸浸液净化一酸性铵盐沉钒。

已运行的代表性新生产工艺如下：

1）无盐焙烧一酸浸一溶剂萃取工艺

2）流态化焙烧一酸浸一离子交换工艺

3）钙化焙烧一碳酸化浸出工艺

4）纯湿法提钒工艺

4、中国国钒矿企业分布

目前我国钒矿企业主要有攀钢集团和承德钒钛，这两家企业以钒钛磁铁矿为原料提钒，钒产品高、中、低系列齐全，钒产品占据了国内大部分市场。此外还有一些以含钒石煤为原料的小企业，其产品多为中级产品V2O5。

2010年我国钒产品年产能估计约9万吨（以V2O5计），占世界总产能的61% 。其中, 以钒钛磁铁矿为资源的提钒企业产能（以攀钢、承钢、云南华云、四川川威为代表）总计约5. 5万吨，石煤提钒企业产能总计约2. 6万吨，以其他含钒原料为资源的提钒企业产能约0. 9 万吨。2010年我国钒产品产量总计约6. 2万吨（以V2O5计），同比增加13%，约占世界总产量的51. 6%。其中, 攀钢集团和承德钒钛两家企业钒产量合计约3. 45万吨，占全国总产量的55. 6%。石煤提钒企业主要集中在湖南、陕西、湖北、河南、甘肃等地, 去年钒产量合计估计在1. 2万吨左右。

目前国内在建的几个钒项目预计在今明两年运营。其中攀钢集团西昌基地预计2011年年底运营, 新增钒渣产量22万吨，折合五氧化二钒产量1. 8万吨。陕西华源矿业钒项目一期于2011年6月投产, 年产精钒4500吨二期设计年产能6000吨。黑龙江建龙钢铁公司提钒转炉及钒渣处理项目预计2012年运营，可产钒渣5. 3万吨折合五氧化二钒产量4000 吨。此外2010年年底, 新兴重工在湖北丹江口市的钒资源项目正式启动。该项目分4期建设, 其中一期将建成年产2000 吨的五氧化二钒生产线; 二期将建成年产10000 吨的五氧化二钒生产线。2015年项目全部建成后, 将形成五氧化二钒、中钒铁、高钒铁、氮化钒、钒电池等产品加工的产业集群。据不完全统计

, 2011 年我国钒产能将增加约1. 1万,吨实际产量可能超过7万吨(折合V2O5)。

5、中国钒矿下游市场

钒主要应用于钢铁、宇航、化工等行业，其中钢铁行业是钒的最主要消费者，其次为宇航和化工行业，电池行业目前所用的钒很少，但气前景看好。我国2008年钒的需求结构如表3。

表3 钒的主要应用领域（据中经纵横-中国钒矿市场分析报告）

（1）钢铁行业

钒有85% 左右是以钒铁和钒氮合金的形式被添加于钢铁中，以提高钢的

强度、韧性、延展性和耐热性。含钒的高强度合金钢以其强度大而广泛引用于输油/气管道、建筑、桥梁、钢轨等生产建设中。

（2）宇航

钒有8-10% 以Ti-Al-V合金的形式被用于飞机发动机、宇航船舱骨架、导弹、蒸汽轮机叶片、火箭发动机壳等方面。此外钒合金和应用于磁性材料、硬质合金、超导材料及核反应堆材料等领域。

（3）化工行业

在化工行业，钒主要用作制造硫酸和硫化橡胶的催化剂，也用于抑制发电厂中产生氧化亚氮。其它化工钒制品则主要用于催化剂、陶瓷着色剂、显