钒冶炼认识材料

一．钒的性质

二．钒的用途

钒是一种稀有的，柔弱而黏稠的过渡金属。它的矿物一般与其它金属的矿物混合在一起。它一般被用在材料工程中作为合金的成分。

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。钒钢制的穿甲弹，能够射穿40厘米厚的钢板。但是，在钢铁工业上，并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢，而是直接采用含钒的铁矿炼成钒钢。由于钒具有许多可贵的理化特征和机械特征，因而广泛应用于近代工业技术中。

80～85%的钒用于黑色冶金工业中作添加制剂，制造各特种钢，钒已成为我国发展新钢中不可缺少的合金元素，我国主要含钒合金钢已达60余种。

在化学工业方面，钒化合物作催化剂和裂化剂，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、电影等行业中也用于钒的化合物。在有色金属合金中，钒合金应用于喷气发动机的压缩机和飞机构件、固体燃料火箭、高速中子反应堆的结构材料等方面。在现代化国防工业中，它用于制造飞机、船舰、潜艇及火箭等。

钒的化学性质十分稳定，在常温下不会被氧化。钒对食盐溶液及海水具有高度的耐蚀性。碱溶液及硫酸对它不起作用，氢氟酸、热的浓硫酸和硝酸以及王水能溶解钒。熔化的碱、碳酸钾、硝酸钾可溶解钒并形成钒酸盐。钒与硅和碳形成的硅化物和碳化物具有较高的硬度

及化学稳定性。

纯金属钒是用钙在钢制容器内还原五氧化二钒的方法制得的。得到的金属钒微粒洗涤后于真空炉中熔成块，如此获得的金属含99．99％的钒。

钒的盐类颜色真是五光十色，有绿的、红的、黑的、黄的。绿的碧如翡翠，黑的犹如浓墨。如二价钒盐常呈紫色；三价钒盐呈绿色，四价钒盐呈浅蓝色，四价钒的碱性衍生物常是棕色或黑色，而五氧化二钒则是橙红色的。这些色彩缤纷的钒的化合物，被制成鲜艳的颜料：把它们加到玻璃中，制成彩色玻璃，也可以用来制造各种墨水。

三．钒的生产

1、生产原理

钒矿中钒（V）的存在形式是V2O5。V2O5微溶于水，溶于酸和碱。溶于硫酸生成钒酸（HVO3），钒酸用氨水中和、硫代硫酸钠还原，生成次钒酸铵被P204萃取，再用氯酸钠氧化成多钒酸铵结晶析出，多钒酸铵，在500℃左右热解放出氨气，生成V2O5。由于矿石中V2O5品位低，只有1%左右，所以对矿石进行破碎、球磨，增加V2O5与硫酸的接触机率是十分必要的。

2、生产工艺

根据生产原理，将生产流程分为矿石破碎球磨、酸浸过滤、原液处理、萃取反萃取、氨盐沉钒、氧化制片、废水处理七个工艺过程。

（1）破碎球磨

原矿仓内的矿石，经槽式给料机送至鄂式破碎机粗破后，用皮带输送到振动筛筛分，大颗粒返回再破，小颗粒经皮带输送机送到圆锥式破碎机细破，破碎至矿石要求粒度，破矿粒度适用于球磨部分送至球磨、分级机循环磨至矿浆粒度。

（2）酸浸、分离

球磨机卸出细料浆进入酸浸槽，加硫酸、加蒸汽、搅拌浸泡，酸矿浆进入过滤机，进行固液分离，洗涤，上清液去还原中和工段预处理，滤饼用水冲洗后送至尾矿库中和处理。

(3)预处理工段

酸浸工段来料进入还原槽还原用流代硫酸钠将浸出液中的Fe3+还原成Fe2+，进入中和槽加氨水或片碱中和酸度，终了PH值=2.2—2.4 。

（4）萃取、反萃取

预处理后的萃原液进入萃取槽，加萃取剂（有机相）进行萃取，再进入反萃取槽，用2.2—2.5N硫酸溶液从负载有机相中把钒反萃取到含酸水溶液中。反萃取液（反水）去沉钒工段，萃余废水去废水处理工段中和处理。

（5）沉钒工段

来自反萃取岗位的反水在搪瓷反应釜中加氧化剂（氯酸钠）进行氧化（电位900mv±100mv），加氨水进行沉钒，加温至90℃形成多钒酸氨结晶，经抽滤、洗涤后红钒送至干燥脱氨；母液送至浸出工段进。

（6）脱氨工段

沉钒工段的多钒酸氨经螺旋加料机送热风干燥炉和电加热的脱氨炉中脱氨，多钒酸氨经脱氨氧化后得到橘黄色的粉状V2O5产品，粉状钒经电炉熔化得到片状V2O5产品；废气经旋风除尘器和水淋回收氨气，旋风除尘器中的V2O5合并到产品中,氨气回收塔中的氨水回用于预处理工段。

（7）废水处理工段

萃取工段的萃余废水排往废水处理工段的中和槽内在搅拌下加石灰乳中和其PH值控制在10—11，经暴气池将废水中氨,氮吹脱后全部返回过滤工段用于冲尾渣和中和尾渣中的余酸，再流入尾矿库，经沉淀、过滤、清水排放。