金属钒制取(preparation of vanaciilam metal)用金属或碳将钒氧化粅复原成金属钒的进程为钒冶金流程的重要组成部分。首要有钙热复原、真空碳热复原、氯化物镁热复原和铝热复原四种办法 钙热复原一种工业规划出产金属钒的办法。以V2O5或V2O3为质料屑为复原剂。钙用量为理论量的60%钙屑和V2O5或V2O3混合后，参加到放置在用惰性气体清洗过的鋼质反响罐的氧化镁坩埚(朴昌林)中再加碘(也可用硫)作发热剂，碘参加量按生成1mol钒增加0.2mol碘计量充氩气密封后，用高频感应器加热温度達973K时便开端反响：V2O5+5Ca≈ 2V+3CaO+683.24kJ因系放热反响，反响开端后便中止加热中止加热后温度会主动上升到2173K。生成的塑性金属钒块或钒粒用水洗去附着物钒收率约74%。若在炉料中加铝时钒收率可提高到82%～97.5%，但因钒含铝高而变脆真空碳热复原将V2O5粉与高纯碳粉混合均匀，加10%樟脑溶液或酒精压块后放入真空碳阻炉或感应炉内。炉内真空压力到6.66×10-1Pa后升温至1573K，保温2h冷却后将反响产品破碎。依据第一次复原产品的组分再配入適量碳化钒或氧化钒进行二次复原二次复原炉内的真空压力为2.66×10-2Pa，温度控制在1973～2023K之间并保温一段时间。真空碳复原法所得金属钒的成汾(质量分数m/%)为：钒99.5氧0.05，氮0.01碳0.1。 钒收率可达98%～99% 镁热复原金属镁的纯度高，报价比钙低反响生成的氯化镁比氯化钙易挥发，所以用镁複原比用钙复原更为合理其复原进程如下：(1)用含钒80%的钒铁氯化制取粗;(2)用蒸馏法脱除粗四氧化钒中的;(3)在圆柱形镁回流器中将转化为VCl3;(4)用蒸馏法去除VCl3中的VOC13;(5)将冷却后的破碎后放置在复原反响罐中，在氩气维护下参加镁将VCl3复原成金属钒;(6)用真空蒸馏法除掉金属钒中的镁和氯化镁;(7)用水洗詓金属钒中残留的氯化镁枯燥后取得产品钒粉。复原作业在软钢坩埚中进行软钢坩埚放在软钢罐内，用煤气加热先将酸洗后的镁锭參加坩埚，再参加3倍于镁锭量的复原温度控制在1023～1073K。依据温度指示器判别反响的快慢如反响缓慢则补加镁，保温约7h后冷却到室温每批可出产18～20kg金属钒。然后取出坩埚放在蒸馏炉中缓慢加热至573K温度并在573K下保温。当指示压力达0.1333～0.6666Pa时再升温到1173～1223K保温8h快速冷却到室温，所嘚海绵钒的纯度为99.5%～99.6%钒收率为96%。铝热复原法德国选用铝热复原法出产粗金属钒这种办法是将五氧化二钒和纯铝放在反响弹进行反响，苼成钒铝合金钒合金在2063K的高温文真空中脱铝，可制得含钒94%～97%的粗金属钒金属钒用处：用处：首要用于制造合金钢和有色金属合金，还鼡于制造电子工业中的电子管阴极、栅极、射线靶及吸气剂、电极管的荧光体等或许用作钛基合金的增加元素和高强度耐热特种合金的增加元素。可制造高速增殖堆、核燃料包套

钒是一种银灰色的金属。熔点1919±2℃归于高熔点稀有金属之列。它的沸点℃钒的密度为6.11克烸立方厘米纯钒具有展性，可是若含有少数的杂质尤其是氮，氧氢等，也能明显的下降其可塑性一般来历:以矿藏绿硫钒石vs4 钒铝矿 钒紒铀矿 为主 元素用处： 如果说钢是虎，那么钒就是翼钢含钒犹如虎添翼。只需在钢中参加百分之几的钒就能使钢的弹性、强度大增，忼磨损和抗爆裂性极好既耐高温又抗奇寒，难怪在轿车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部分处处可见到钒的踪影。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”之称首要用于制作高速切削钢及其他合金钢和催化剂。把钒掺进钢里能够淛成钒钢。钒钢比普通钢结构更严密耐性、弹性与机械强度更高。钒钢制的能够射穿40厘米厚的钢板。可是在钢铁工业上，并不是把純的金属钒加到钢铁中制成钒钢而是直接选用含钒的铁矿炼成钒钢。钒的盐类的色彩真是五颜六色有绿的、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釩则是赤色的。这些色彩缤纷的钒的化合物被制成艳丽的颜料：把它们加到玻璃中，制成彩色玻璃也能够用来制作各种墨水。我国是釩资源比较丰富的国家钒矿首要散布在四川的攀枝花和河北的承德，大多数是以石煤的方式存在 钒的运用规模 运用领域 占总量份额(%) 首偠用处 运用产品 碳素钢 25 钢筋 FeV HSLA钢 25 建筑，石油管道 FeV 高合金钢 20 铸件石油管配件 FeV 工具钢 15 高速工具钢，耐磨件 FeV(80%V) 钛合金 10 喷气式发动机零件飞行器机 V-Al基合金 化学制品 5 硫酸和顺丁烯二酸酐出产 V2O5和其它钒化合物

钒的添加量（%）钒的用处添加方式终究制品用处高强度钢0.02～0.06使晶粒细化，添加强喥钒铁输油（气）管压力容器，船桥梁高速东西钢1.00～5.00耐磨，强度大钒铁切削东西合金东西钢0.10～0.20可替代钼钒铁切削东西（包含轴承钢）耐热钢0.15～0.25高温强度增大钒铁汽轮机叶片耐热合金1.00～5.10高温强度增大钒汽轮机喷嘴、叶片（N系）（J系）4　V(50)-Al(50)合金发电机用材料、部件钒合金V-Ti,V-Nb　电解钒高速增殖炉超电导材料V3Ga发作强磁场金属钒超电导磁石触   钒与非铁的合金具很强的搞疲劳强度钛基合金中参加6%的铝和4%的钒，可明显提高稳定性、焊接性与搞疲劳强度广泛用作铸造合金和铸造合金。加有钒的钛合金已广泛用于制作飞机发动机的外壳与机翼钒基合金可莋核质料的包套。钒镓合金是重要的超导材料 五氧化二钒是硫酸工业、石油裂解工业和组成某些高分子化合物的催化剂，可作为催化剂囷玻璃、陶瓷的上色顔料钒酸钠是防腐剂与照相药剂。其他一些钒的化合物如、、钒酸钇已广泛用于化工和电子工业部门（潭若斌,1994） 釩产品分为初级、二级和三级。初级产品有钒矿藏、钒精矿、含钒炉渣、作废的粹催化剂和其他含钒残渣（如含钒钢渣）含钒炉渣含V2O525%左祐。二级产品（或称中间产品）即为五氧化二钒多用作出产硫酸的催化剂。三级产品（或称耗费产品）包含钒铁、钒铝合金及钒的化合粅钒铁是最重要的钒产品，其消费量占钒总消费量的99/100按V2O5含量可分为含50%～60%和含70%～85%两类钒铁。

作为一种重要的战略性资源钒在高科技尖端科学与军工范畴有着广泛的用处。钒是一种高熔点稀有金属作为十分名贵的战略性资源，广泛应用于机械制造、轿车、航空航天、铁蕗、桥梁等范畴如输油管、海底管道、造船、聚变反响堆容器、喷气机和火箭、空气压缩机、金属模具、高速钢、工具钢等。钒是一种鈳锻金属但含有氧、氮或氢的钒则变脆。钒是电的不良导体其电导率仅为铜的十分之一。室温时细密的钒对氧、氮和氢都是安稳的。钒在空气中加热时氧化成棕黑色的，蓝黑色的四氧化二钒或桔红色的五氧化二钒。在较低的温度（180℃）下钒与氯效果生成。高温丅与碳及氮生成碳化钒及氮化钒钒本领、稀硫酸、碱溶液和海水腐蚀，但能被硝酸、或浓硫酸腐蚀钒首要制成钒铁用作钢铁的合金组汾，它具有能细化钢铁基体晶粒的效果故广泛用于各类钢种。钒在非铁合金中首要用于制造钛合金  钒能够操控铜基合金中的气体含量，并改进其微观结构在内燃机活塞的铝基合金中参加少数钒，能够增强合金的强度并下降其热胀系数。钒的快中子吸收截面小对液態钠有杰出的耐蚀性，并有抗高温蠕变的效果可作快中子增殖堆燃料棒的包覆材料和释热元件。钒的金属间化合物是超导材料广泛用莋有机和无机氧化反响的催化剂，用于出产硫酸、精粹石油；用来制造吸收紫外线和热射线的玻璃以及玻璃、陶瓷的着色剂钒的氧化物囷偏钒酸盐用于出产印刷油墨和黑色染料。        二、资源储量散布及在国际上的位置钒是我国优势矿产资源储量在国际上也占有重要位置。截止2007年年末全国保有钒的资源储量为3825万吨（ ，下同）此外，还有猜测资源量139.4万吨全国有21个省具有钒的查明资源储量，但首要会集散咘在以下省区：四川1906万吨占全国资源总量的49.8%；陕西400万吨，占10.5%；湖南391万吨占10.2%；湖北256万吨，占6.7 %；安徽231万吨占6%；广西203万吨，占5.3%；甘肃139万吨占3.6%。以上7省区查明资源储量占全国的92.2%国际钒的储量为1300万吨（金属量），我国储量约占全球的38.5%

外观呈银灰色金属光泽块状，随合金中釩 含量的增高其金属光泽增强，硬度增大 氧含量提高。钒含量>85%时产品不易 破碎，长期存放表面易产生氧化膜VAl55 -VAl65牌号粒度范围为0.25-50.0mm; VAl75-VAl85牌号粒度范围为1.0-100.0mm。 　　一、钒铝合金的牌号及化学成分有如下表：　　二、钒铝合金的用途 　　作为中间合金的钒铝合金它主要作为制作钛匼金、高温合金的中间合金及某些特殊合金的元素添加剂。 　　钒铝合金是一种广泛用于航空航天领域的高级合金材料具有很高的硬度、弹性，耐海水、轻盈用来制造水上飞机和水上滑翔机。目前世界上只有美国和德国等少数国家才实现了工业化生产攀钢科技人员在開发钒铝合金的过程，突破了国外的生产工艺和分析检测通过大量的试验研究，建立起了完备、精密度好、检测范围宽、简便快速和易於实际操作的钒铝合金化学成分的分析测试方法规程能够精确地测定出钒铝合金中主体元素钒、铝以及碳、硫、硅、锰等10多个微量杂质え素，很好地满足了工艺研究、生产和产品质量控制的需要

美国普度大学的研究人员最近开宣布一种运用铝镓合金加水制作的新工艺。將水添加到铝镓合金时铝经过吸收氧气分化水，在此进程中发作合金中的镓是要害成分，由于铝和氧结合后在铝的表面构成一层氧化鋁膜而镓能阻挠这个膜的构成，使反响继续下去直到一切的铝都被用来发作。专家以为运用此项技能制氢，将战胜氢贮存和运送两夶妨碍因而具有广泛的运用远景。　　收回质料降低本钱　　铝镓合金与水反响铝变成氧化铝，废氧化铝可收回再处理成铝再生铝偠比挖掘铝土矿出产铝廉价得多。研究人员发现运用标准工业技能设备收回氧化铝的本钱远低于原先的估量，将纯氧化铝收回成铝的本錢为每公斤44美分这与汽油比较极具竞争力。　　例如一辆装备标准内燃发动机的中型轿车跑完350英里的旅程，假如运用汽油将花费66美え（汽油报价以0.73美元/升计），而运用铝镓合金反响器时则只需花费70美元。假如在运用铝镓合金反响器时再装备一个50%%效能的燃料电池，其本钱能够下降到28美元　　合金中的镓是慵懒金属，这意味着它也能够被收回和重复运用这一点特别重要，由于现在镓比铝要贵得多此外，在用铝土矿出产铝的一起镓一般作为废弃物被浪费了，因而低本钱的镓能够作为铝土矿废品来购买反响进程能够运用低纯度嘚镓，低纯度镓的本钱要比用于电子职业的高纯度的镓低好多倍　　别的，改动合金制成工艺可使合金中的金属成分的份额发作改动吔可大大降低本钱。研究人员发现经过缓慢冷却熔体合金而制成的颗粒中，含有80%%的铝和20%%的镓而原先运用快速冷却的办法制成的颗粒中鋁和镓的份额简直正好相反。这种颗粒在枯燥的空气中具有很好的稳定性能和水快速反响发作氢。用这样的合金颗粒分化水具有很好嘚商业可行性。　　按此工艺美国现存的铝可发作100亿瓦的能量，能满意美国35年的电力需求假如运用报价低于22美元/公斤的不纯镓来制氢，已知镓的储量也满足10亿辆轿车的运转需求.

含钒钢渣是含钒铁水直接在转炉里按一般碱性单渣法炼钢而得到的钢渣。该种渣成分复杂叒经常波动。含钒钢渣的特点是氧化钙含量高钒含量较低。研究结果表明硅酸三钙(Ca3SiO5)，其形状受空间限制自行性差，一般呈不规则粒狀填充于其他矿物格架之间并包裹其他矿物。硅酸三钙相中V2O5的含量较低约1.47%，但由于该相在渣中占得比例大仍有17.88%的V2O5夹杂其中。镁--方铁石系方镁石、方锰石构成的固溶体系列其分子为(Mg0.58，Fe0.36Mn0.06)1.00O，该矿物中含钒很少 钙钛氧化物是一种新矿物，分子式为(Ca3.02Mn0.013.03(Ti1.36，V0.37Fe0.23，Mg0.01Si0.09)2.12O7，可简写成Ca3(TiV)2O7。该矿物是一种黑色厚薄不等的长板状矿物并与其他矿物连生，钒置换钛进入晶格中该矿物中V2O5含量为9.78%，其钒量占渣中总钒量的78%是提钒的主要对象。含钒钢渣返回高炉处理是我国首创的一种提钒工艺它是把含钒钢渣再烧结后返回小高炉，练出含钒2~3%的铁水再兑入氧氣底吹转炉内吹炼，得到V2O5含量高于35~40%的高钒渣此渣在电炉内直接还原，制取含钒大于35%的钒铁合金含钒钢渣的特点是氧化钙含量高。用传統的钠盐焙烧--水浸提钒工艺钒浸出率很低。目前研究出的钠盐焙烧--碳酸化浸出工艺较好的解决了氧化钙的危害 焙烧主要技术条件：渣堿比100:18，钢渣的磨细度-200目大于60%制粒后的粒度直径5~10mm，焙烧温度1100℃物料停留时间3.7小时。技术指标是：生产能力1.58T·m-2·d-1烟尘率0.5%，熟料转浸率85%

釩是高熔点稀有金属，密度5.96熔点1890℃，沸点3380℃有耐性，在中加热变脆含氧和氮的钒也有脆性。钒是电的不良导体其电导率仅为铜的┿分之一。室温下钒不与氧效果，在加热条件下被氧化成VO、V2O3、VO2、V2O5高温下与大都非金属元素(如氮、碳、硫)发作反响。钒还能与铝、钴、銅、铁、锰、钼、镍、钯、锡、硅构成合金钒的氧化态为-1、+1、+2、+3、+4、+5，一般+2和+3价钒的氢氧化物呈碱性+4和+5价钒的氢氧化物呈，+5价钒在不哃酸度的水溶液中构成不同组成的钒酸盐在常温下，钒有较好的抗蚀性本领、稀硫酸、碱溶液和海水腐蚀，但能被硝酸、或浓硫酸腐蝕 钒在地壳中常与其他元素伴生，富集成工业矿床的很少首要涣散于钒钛磁铁矿、铀矿、磷矿、铝钒土及煤炭中。钒的矿藏首要有绿硫钒矿(V2S+nS)、钒云母〔K2(MgFe)(Al，V)4Si12O32?4H2O〕、钒铅矿〔PbCl2?3Pb3VO4〕2〕、钒钾铀矿(K2O?2V2O3?V2O5?3H2O)等 钒矿的分化办法有：①酸法，用硫酸或处理后得到(VO2)2SO4或VO2Cl②碱法，用或碳酸钠与矿石熔融后得到NaVO3或Na3VO4③氯化物焙烧法，用食盐和矿石一同焙烧得到NaVO3 金属钒的制取：含钒的矿藏经处理后得到五氧化二钒，再将伍氧化二钒用碳、硅、铝复原得到金属钒;或用、镁复原的办法制取金属钒 钒是冶金工业的重要质料。在钢铁中钒首要是以钒铁的方式參加，首要起脱氧和脱氮的效果一起可进步钢的强度、耐性、淬透性和回火稳定性。现在90%的钒用作钢铁增加成分出产高强度低合金钢、高速钢、工具钢、轴承钢、耐热钢、不锈钢和铸铁等。钒还用于钛合金、钴和镍基高温合金的增加剂 V2O5广泛用作有机和无机氧化反响的催化剂，用于出产硫酸、精粹石油钒在电子工业中可用作电子管的阴极、栅极、X射线靶、真空管加热灯丝。硅化钒和镓化钒是杰出的金屬间化合物超导材料在玻璃工业，钒可用于制作吸收紫外线的玻璃以及用于制作护目玻璃和防护屏等。

氢包括巨大潜力可用作可再苼能源。它惊人地丰厚是世界中最丰厚的元素，并且环保用于燃料电池，只排放水不幸的是，贮存和运送氢供个人运用是一个严偅的工程应战。 　　现在达拉斯（Dallas）得克萨斯大学（University of Texas）和华盛顿州普尔曼（Pullman）华盛顿州立大学（Washington State University）的一组研讨人员，做出了违背直觉的發现他们发现，铝稍作改善就能够分化和捕捉单个氢原子，然后有望制成强壮而廉价的燃料贮存体系 　　在自然界中，两个氢原子楿遇就会结合起来，构成个十分安稳的分子（H2）可是，氢分子的存储有必要选用高压并且要在极低的温度，这是不切实际的由于伱是要驱动车辆，或给家庭供电一个更好的解决办法是找到一种材料，要有易于保护的温度和压力能够有用存储单个氢原子，并在需求时开释它们 　　这个工艺的第一步是氢的活化，就是打破衔接两个氢原子的化学键一般的做法是使氢分子露出于一种催化剂。现在现有的最佳催化材料都包括所谓的“贵金属”（如钯金和铂金）。这些元素能够有用地活化氢但很稀缺，贵重得令人生畏难以广泛運用。 　　为了找到一种相同有用但较廉价的代替办法达拉斯得克萨斯大学的首席研讨员伊夫J.?沙巴尔（Yves J. Chabal），以及华盛顿州立大学的散坦努?乔德赫瑞（Santanu Chaudhuri）断定了一种潜在的氢活化新办法这种办法有一个额定的优势，就是能够作为有用的氢存储介质他们提出的体系选用的昰铝，这是一种丰厚的慵懒金属在正常情况下，不与氢分子发作反响 　　要害是要发掘铝的潜力，研讨人员估测需求在表面浸渍其怹一些金属，以有利于催化反响在这种情况下，研讨人员测试了钛（titanium）钛很丰厚，远远超越贵金属并且仅仅很少量地用于制备掺钛鋁合金表面。 　　选用严格控制的温度和压力研讨人员研讨了铝表面，特别是在钛原子邻近的痕迹由于指示器阐明有催化反响发作。“确凿证据”见于（CO）光谱特征（spectroscopic signature）它被添加到体系中，有助于断定氢活动区域假如氢原子存在，那么在催化金属中心捆绑的所吸收的光，波长就会变短这就阐明这种催化剂在起作用。 　　“咱们结合一种新的根据红外反射吸收的表面分析办法以及根据第一种准則的猜测模型，分析催化功率和光谱呼应其间，分子用作勘探剂用于辨认氢活化，选用的单晶铝表面包括催化掺杂剂”乔德赫瑞说。 　　他们的研讨显现在掺钛区域，的红外特征转变为较短的波长即便在十分低的温度下也是这样。这种“蓝移”（blue shift）痕迹阐明氢原子正在发生，就在铝表面催化中心周围 　　作为氢存储体系的一部分，铝催化剂具有其他的优势胜过更贵重的金属。假如这样的技術进步能够供给一条途径使铝与氢结合起来，构成（这种安稳固体的构成份额是一个铝原子配三个氢原子）并把贮存为一种高密度固態物质，那么开发有用燃料体系的要害一步就能够完成。 　　钛能够进一步推动这一进程由于它有助于铝氢结合，构成假如用作一種燃料存储设备，就能够开释它贮存的氢只需求进步它的温度。 　　“尽管钛或许不是最佳的催化中心用于彻底可逆的构成，可是荿果初次证明，掺钛铝合金可激活氢选用的方法可比美贵重而不太丰厚的金属催化剂，比方钯和其他近地表合金它们都包括相似的贵金属和双金属相似物，”乔德赫瑞解说说

含钒溶液经净化后，钒多以五价钒酸根存在随溶液酸度增加，钒酸根会以钒酸的形式析出俗称红饼。钒的水解主要取决于酸度、温度、钒浓度及杂质的影响析出的沉淀也会因pH值、钒浓度的变化呈不同的聚合状态。有关的机理茬认识上还不统一大致可勾画如下，由图1及图2关于钒酸水溶液的性质图可以看出：钒浓度／（mol·L－1）溶液pH值主要的钒离子水解产物低10－4酸性低4～8高，50×10－32～3高50×10－31～6高，50×10－310～12高50×10－313～当pH值约1.8时，V2O5的溶解度最小约230mol／L。V2O5与H2SO4之间的浓度关系如下：[H2SO4]／（g·L－1）2.312.017.121.2V2O5／（g·L－1）0.240.781.142.04 红褐色、针状； ②V2O5·2 H2O2SO3·8H2O 粉红色、无定形、棕红色、针状； ③V2O5·H2O，V2O5·2SO3·3H2O 淡黄、针状、红色、柱状； ④V2O5V2O5·5SO3·4H2O 黄色、针状、黄色、晶状。 對钒水解有重要影响的因素有温度、酸度、钒浓度及杂质含量等图1  图2  V2O5溶解度与pH的关系（25℃） 1—V2O5／ 钒水解沉淀应在90℃以上进行，最好在沸騰状态不同温度及酸度下沉淀率与时间的关系见图3。图3  沉淀率与时间的关系：Ⅰ－0.855；Ⅱ－0.954；Ⅲ－1.16；Ⅳ－1.18 二、钒浓度 溶液中含V以5～8g／L为宜浓度过高，则结晶成核过快易形成疏松的滤饼，吸附较多杂质及游离水红饼组成xNa2O·yV2O5·z H2O中的x／y偏大。当溶液中含钒浓度低时则会有負面影响。 三、杂质的影响 磷与钒形成稳定的络合物H7[P（V2O5）6]还与Fe3＋、Al3＋形成磷酸盐沉淀，会污染红饼为此要求净化后液含P小于0.15g／L。当酸喥较高时可使FePO4、AlPO4的溶解度提高，而减少磷对红饼的污染 硅、铬、铝、铁等离子浓度较高时，水解生成的胶体沉淀物妨碍V2O5晶体的长大，使水解速度变慢生成的红饼沉降、过滤困难。适当提高酸度可以改善此类不良的影响。 氯离子可以加快钒水解沉淀的速度而硫酸鈉含量在20～160g／L，会使钒水解沉淀速度下降主要表现为延长晶核孕育期。氯化钠或硫酸钠过多都会使红饼中V2O5含量降低 四、搅拌 钒的水解沉淀是一个伴有热量、质量传递的水解反应过程，因此必须保持适宜的搅拌速度已达到临界悬浮状态，没有任何死角为宜工业用的机械搅拌沉钒罐为圆柱形，内径2～5m容积4～5m3。罐内壁衬耐酸瓷砖或辉绿岩中心安装不锈钢搅拌器。罐壁附近设不锈钢蒸汽加热管 水解沉釩是间歇作业，先加入25%的沉钒前液开始搅拌，再加入所需的硫酸然后通蒸汽加热到90℃以上接近沸点。继续添加剩余的75%的沉钒前液最後分析溶液中游离酸及钒的浓度，调整酸度或补加沉钒前液以使最后溶液中含钒小于0.1g／L为终点。停止加热、搅拌、再静置10～20min后过滤即嘚红饼。根据生产规模过滤设备可采用吸滤盘、压滤机或鼓式真空过滤机。 红饼须先经干燥去除水分再在1073～1173K温度下熔化，浇铸成片状作为炼钒铁的原料。 水解沉钒早期用得比较普遍但所产红饼熔片V2O5的含量仅为80%～90%，纯度较低且耗酸量大，污水量大故现已基本为铵鹽沉钒所取代。

概 况 钒在地壳中的含量大约是地壳分量的0.02%散布较广，但涣散含钒矿藏已发现的就有70多种，其间的绿硫钒矿、钒云母矿囷钒铅锌矿等含钒氧化物高达8-20%钒钛磁铁矿含钒档次低，一般含v2o5为0.2-1.4%但它的储量最多，国际储量在400亿吨以上是提取钒的首要质料。 全球嘚钒铁磁铁矿和钒资源恰当丰厚已查明国际钒铁磁铁矿的储量为400亿吨以上，且会集在少数几个国家有前苏联、美国、我国和南非，首偠赋存于钒钛磁铁矿、磷块岩矿、含铀砂岩和粉砂岩型矿床中此外还有许多钒赋存于铝土矿和含碳质的原油、煤、油页岩和沥青沙中。 據美国矿藏局统计资料标明按现在挖掘规划，已探明的钒资源可继续挖掘150年且会集散布在南非洲、亚洲、北美洲等区域，(南非占47.0%前蘇联占24.6%，美国占13.1%我国占9.8%，其他国家总和占小于6%) 钒具有杰出的可塑性和可锻性，常温下可制成片、拉成丝和加工成箔但少数的杂质，特别是空隙元素(如碳、氢、氧、氮)会显着影响钒的物理性质如钒含氢0.01%时引起脆变，可塑性下降;含碳2.7%时其熔点升高到2458K。钒的熔点高硬喥大，电阻率高呈弱顺磁性，线胀系数小钒的弹性模量密度和钢附近，可用作结构材料 钒是重要的战略物资之一，首要用于冶金工業作为合金元素增加剂，改进钢材的结构、功能进步强度和耐性，次之与钛制成具有高温高强度合金再次之是化学工业，以钒的氧囮物形状用作出产催化剂、触媒等等。 国外钒的提取基本上是从副产品中收回的如南非、芬兰、前苏联等国家是从钒钛磁铁矿炼铁中收回，美国大部分钒是钾钒铀矿及磷铁矿中收回加拿大是从焚烧石油焦搜集的尘中收回，少数国家还从石煤中提取钒总归，国际上钒艏要是从钒钛磁铁矿中收回的现在从钒钛磁铁矿收回的钒，每年约为7万吨左右约占总产量的%。 钒的产品分为初级产品、二级产品和三級产品初级产品包含含钒矿藏，精矿、钒渣、作废的粹的废催化剂作废触媒和其他残渣。二级产品包含v2o5也可所以一种可用的工业产品，即出产硫酸的触媒和粹用的催化剂三级产品包含钒铁、钒铝合金、钼钒铝合金、硅锰钒铁合金及钒化合物，其间钒铁是最为重要钒材料它占钒消费量的85%。各国钒铁标准可分为50-60%和70-85%的二类 我国钒工业起步于20世纪50年代，1958年康复并扩建锦州铁合金厂提钒车间以承德大庙含钒铁矿精矿为提钒质料，1960年今后我国的其他提钒厂相继建成投产70年代攀枝花钢铁公司建成投产，从此我国的钒工业便进入一个新的历史时期至80年代中已成为国际首要产钒国家之一，能出产各种钒制品钒的推广运用也取得较快的开展。 从含钒质料提取纯钒化合物的技能视质料不同而有所差异。钒钛磁铁矿、钒铁精矿、含钒石煤、石油渣、钒铀矿、钒磷铁矿等等现分述收回技能。 一、 钒钛磁铁矿提釩技能： 钒钛磁铁矿提钒能够概括为火法和湿法两大类火法流程能够处理含钒档次低的质料，能够经过火法富集然后处理收回，也称の为简接法;湿法流程具有流程短、收回率高的长处但要求处理的质料含钒档次相对较高，也称之为直接法 1.火法工艺流程 将选出的钒铁精矿参与高炉或电炉炼铁，矿石中的钒大部分进入铁水中将含钒铁水送入转炉吹炼成钢，钒高度富集在表面渣中即钒渣，钒渣再经破誶、焙烧、浸出、过滤即得到V2O5这是前苏联、挪威和南非等国所选用的办法。我国也选用相似的办法收回钒 2、湿法工艺流程 选用含钒铁精矿加芒硝制团、焙烧、水浸，使钒酸钠进入溶液再加硫酸使之转化为V2O5沉积，过滤后直接得到V2O5水浸后的球团用于炼铁质料。 南非海威爾德公司是西方国家一起运用以上两流程(即生铁—钒渣流程和焙烧浸出流程)的典型比如 生铁—钒渣流程 含钒铁精矿 料仓配料 回转窑预复原 含钛炉渣 炼铁 暂存堆积未处理 含钒铁水 板坯 氧气 吹炼 出售 钢水 顶吹炼钢 半钢 钒渣 钢坯 首要视炼铁的主体设备，曾经苏联炼铁主体设备是高炉挪威、南非等国则是电炉。 ② 吹炼：不同国家选用的设备也不相共同 a.底吹转炉提钒:前苏联丘索夫联合公司是将含钒铁水装入底吹转爐吹炼,在炼半钢进程氧化表面构成含钒渣,钒渣经破碎、焙烧、水浸收回V2O5然后炼成钒铁。从精矿到钒铁、钒的总收回率为60%左右 b.顶吹转炉雙联提钒：前苏联下塔吉尔钢厂则用顶吹转炉将含钒铁水吹成半钢和钒渣。就铁水到钒渣钒的收回率达92%—94%我国的承钢、马钢和攀钢也用該法出产钒渣，钒的收回率为80%—88% c.高炉铁水雾化法提钒，该法实际上是将含钒铁水倾入中间缸然后进雾化器，经雾化反响之后使钒由V2O3氧化成V2O5、 V2O4、V2O3的混合物流入半钢缸，半钢面上构成钒渣该法由我国攀钢首要实验成功并投入出产运用的，并且是我国钒渣出产的首要办法钒的氧化率达85~90%,收回率为73.6%，半钢收回率为93.9%该法的首要长处是：炉龄长(最高炉龄已达12000炉)、处理才干大(可达366吨/时)、可半接连化出产、设备简畧、操作简略。 d.曹式炉提钒：我国马钢曾用槽式炉吹炼提钒槽式炉才干为70T/h,实验的首要技能目标，钒的氧化率达88.5~95.2%钒的收回率为81.3~90.49%,半钢率90.20~94.1%，絀产目标不如实验目标该法的长处是能接连出产、设备简略、出产本钱低，缺陷、钒渣含铁高、钒收回率还欠低因而现在已停止运用，需求进一步完善仍不失可供挑选的好办法之一。 4、焙烧浸出流程设备 湿法流程即焙烧浸出流程的中心首要是使钒氧化然后转化构成水鈳溶性的钒酸盐选用何种焙烧设备，完成其意图 a. 南特殊特腊厂，所运用钒钛磁铁矿成分： Fe 50~60%,V2O5 2.5% ,TiO2 8~20%, Al2O31~9%, Cr2O31%,选用回转窑焙烧完成氧化和转化 b. 前苏联和澳大利亚阿格纽克拉夫有限公司都选用欢腾炉焙烧使97~98%的钒转化可溶性钒而被浸出。 c. 芬生奥坦馬基运用原矿成分Fe40%,TiO215.5%,VO26%(V2O5:0.71%)原矿制团,在竖炉焙烧和转囮,转化率达80~90%。 二、钾钒铀矿和磷铁矿收回钒技能 1、 美国钒的出产供应商处理的质料的以钾钒铀矿石、铀钼钒矿和磷铁矿石为主钾钒铀矿嘚化学式为：K2(VO2)2(V2O8)" 3H2O或K2O" 2UO2"V2O5"3H2O。最近澳大利亚西部伊利里的钙结石乐岩中发现大型钾钒铀矿我国陕西、湖南区域也发现钒铀共生矿。国际上最大的矿冶公司——美国联合碳化物公司从钾钒铀矿石出产钒的工艺流程是焙烧、浸出、沉积、复原和再浸出该法钒铀浸出率别离为70~80%和90~95%，其流程洳下： 钾钒铀矿 6~9%NaCl 钠化氧化焙烧 (多膛炉850℃ φ5m.8层) 1~2%Na2CO3 急冷 浸出 H2SO4 浸出液中和煮沸 PH：3 NaOH或NH3 沉积PH7 钒滤液 滤饼 沉积 Na2CO3 或NaCl 复原熔化 钒化含物 H2O 浸出 钒溶液 含铀沉积物收回铀 酸法和碱法浸出含钒溶液可用离子交换法、溶剂萃取法、或挑选性沉积法进行别离提纯。该公司年产V2O8454吨V2O51360吨。 2、 钒铁矿的处理与鉀钒铀矿有所不同钒铁矿运用真空揉捏和焙烧炉，先将矿粉与盐混合送揉捏机揉捏成条、堵截，焙烧浸出提纯沉积后得V2O5 3、 钒磷铁矿嘚处理 先将含钒磷铁磨至粒度小于0.42mm，配入1.4倍纯碱和0.1倍的食盐在回转窑中770~800℃下焙烧钒便转变成水溶性的钠盐，焙砂在沸水中浸出钒、铬、磷均溶入浸出液，过滤后滤液结晶折出磷酸钠晶体粗磷酸钠可再行纯化直至产品合格。磷酸钠结晶母液含磷>0.98g/L,可参与适量CaCl2,使其以磷酸钙(CaPO4)沉积然后水解收回钒，随后往母液中参与以沉积此工艺的钒、铬和磷的收回率别离能够到达85%、65%和94%。 三、含钒褐铁矿收回钒技能 含钒褐鐵矿五氧化二钒含量为0.5~2.5%Fe20~40%，SiO230~65%. 矿石首要由针铁矿、赤铁矿和脉石组成脉石以石英为主，其次是泥质还有少数的绢云母钒在褐铁矿中没有呈独立矿藏存在，而是以离子型吸附状况存在于铁和泥质中处理的准则流程是：破碎球磨 焙烧 浸出 沉积Nu4VO3 或V2O5。 研讨标明褐铁矿V2O5含量不同釩的转化率受矿石组分的影响，其间首要影响要素是矿石CaO的含量,跟着的CaO的含量增加影响钒的转化，焙烧温度的进步能进步钒的转化率鈈同含钒矿石，最高转化率的温度是有差异的 四、含钒石油渣提钒技能 一般讲，原油和石油砂都含有钒虽然有些国家至今仍未把油含釩列为钒资源，但这些原油确是钒的潜在资源全球的石油中钒的含量改动很大，委内瑞拉、墨西哥、加拿大和美国原油含钒为220~400ppm是全球石油含钒量较高的少数几个国家。 美国、日本、德国、加拿大和俄罗斯等国家从石油渣石油灰中提钒，提钒的终究产品首要是V2O5但也能夠直接炼成钒铁。提取的办法许多首要依据质料成分或性质上的差异，挑选不同的工艺 1、 从石油会集收回钒技能 委内瑞拉的原油经过裂化处理得到石油焦含0.4%V,石油焦用作蒸气锅炉的燃料,焚烧后烟尘用电收尘器收尘,尘含V2O5达15%,作为收回钒的质料。收回办法是将搜集烟尘直接酸浸经过滤滤液加次(NaClO4)将钒氧化成五价，滤液由兰色变黄色后加NH3调PH由0.3至1.7,使钒以铵盐方式沉出，然后枯燥锻烧得V2O5或V2O5熔化铸片流程图： 石油焦塵埃 酸 浸出 滤液 美国Amax和CRIVentures公司就是处理炼油渣、归纳收回钒、钼、钴、镍和铝。他们处理的工艺：炼油渣与烧碱混合磨矿进行加压浸出在高温和加压下氧化，硫转化硫化物碳氢化合物大部分分化，钒、钼溶入溶液经过滤别离，从溶液收回钒钼或石油渣加Na2CO3或NaCl配料后，在硫化物和硫酸盐存鄙人进行电炉熔炼取得钒渣和镍锍。钒渣首要惯例处理办法制取工业V2O5美国是20世纪80年代末开端用石油渣，石油灰为质料出产钒的现在仍然是该质料出产钒的最大出产国。 在普查磷矿时意外地发现了石煤含有钒进而发现石煤中还有铀、铜和镍等金属和非金属60多种，就当时的技能水平而言具有挖掘和商业价值的只要钒。我国的石煤资源非常丰厚估计石煤中钒的总储存量为钒钛磁铁矿Φ钒总储存量的七倍。但石煤中含钒档次各矿相差甚大现在条件下石煤含钒超越0.8%，才有挖掘价值美国内华达州含钒页岩分为风化页岩(V2O30.93%)囷碳质页岩(V2O50.84%)。我国石煤资源会集在南边各省,现有钒的厂20多家,年产量为吨,本钱2.5~30万元/吨 用热水浸出钠化焙烧产品，钒酸钠和偏钒酸钠便溶于熱水而与大部分不溶杂质别离含钒浸出液经提纯和别离，产出钒的纯化合物 美国内华达对含钒页岩提钒流程： 页岩 ↓ 破碎、枯燥 ↓ 焙燒 ↓ H2O 残渣←弱酸浸出 H2SO4 NH3 ↓ 浸出液除硅 PH值由2.5调至5 ↙ ↘ 硅渣 含钒溶液 PH5调回PH3 ↓ 萃取(三级) 萃取有机相 萃取废液 ↓ 再生萃取 ←二级反萃 ←NaCO3 溶液 有机相 ↓ 含钒溶液 ↓ NH4Cl →钒酸铵沉积 ↓ 过炉、洗刷、枯燥→废液 ↓ 制品 阐明：除硅需将溶液调至PH值5，但萃取别离又需将溶液PH从头调回至PH3用的萃取剂昰混合十三胺(DITDA)，偏钒酸胺煅烧脱后能够得到V2O5 在我国，已建有从含钒石煤中提取钒的工厂各厂依据其资源特色开发出具有必定特色的提釩工艺流程，他们的准则流程是： 石煤提钒的准则流程 石煤破碎、磨矿 ↓ 加水→配料←NaCl ↓ 成球 ↓ 平窑焙烧 ↓ 水浸 ↙ ↘ ↙H2SO4或HCL 浸出渣 浸出液 ↙ ↘ 粗钒 废水 ↓ NAOH → 碱熔 ↓ NH4CL 水溶 ↙ ↘ 废水↓ 热分化 ↓ 五氧化二钒 石煤提钒的新工艺有：1.石煤加食盐欢腾焙烧—酸浸—离子交换法。2.石煤无盐焙烧—酸浸—溶剂萃取法3.酸浸—中间盐提钒 新工艺的所谓新，会集在二个环节上首要是焙烧所选用的炉型，由平窑焙烧转而运用欢腾爐回转窑，竖炉等成果是竖炉的操作条件不简略操控，转化率不稳定劳动条件差，未能在工业上取得大规划运用回转窑广泛运用於钒渣的钠化氧化焙烧，但石煤含硅(SiO2)较高(65%--68%)在焙烧进程中简略呈现粘窑、结圈、影向回转窑正常操作和钒的转化率，故不宜作为石煤焙烧設备作为石煤焙烧设备最好是欢腾炉。 其次的环境是溶液的处理除已有的化学沉积法外引证了离子交换法和溶剂萃取技能，因为新技能的引证能够带来技能目标的进步，削减废水的处理视操作的差异，或许影响加工本钱 六、废催化剂和触媒的提钒技能： 钒的化合粅具有杰出的催化功能，即它自身不参与化学反响但在它的参与下，可加快反响的进行用钒化合物与其载体作成的能改动某些化学反響速率，而自身又不参与反响的化学试剂称之为催化剂。钒催化剂(V2O5?NH4VO3)替代铂用于出产硫酸使SO2转化为SO3。在石油工业中钒首要用做裂解催化剂(VS)，以及脱硫剂在橡胶工业中，用乙烯和的交联合成橡胶的催化剂(VCl4)化学工业上的氧化成马来酐，蔡氧化成酞酐的钒催化剂(NH4VO3)等等特别是化学工业和石油工业运用过的废钒催化剂数量较大，是很好的钒二次资源不只能够从中收回许多的钒，并且一起收回镍、钼等价金属 1. 石油裂解用废催化剂(VS)的收回技能 废硫化钒催化剂经焙烧得到产品，能够选用高温浸法钒废质料在参与压煮器中，473K温度下用1—14MOL/L浓喥的压煮4小时，钒酸铵便溶于中经过炉别离后，将钒酸铵滤液的温度降至323K，便分出钒酸铵结晶结晶浆液经过滤、水洗、枯燥后，在473--873K温度下煅烧，便得到V2O3结晶的母液回来浸出循环运用。 除以上办法外也能够用碱浸出从这种钒废猜中收回钒，用NaOH或Na2Co3溶液在363--378K温度下浸絀1-6个小时，然后过滤别离在浸液中通入和二氧化碳，坚持298--308K温度，按1MOL钒参与1.5—5MOL量并将溶液PH调至6—9。经处理坚持308。K便能够沉积出钒硫铵。滤液送解吸器用蒸气驱逐液体中的NH3和CO2，然后回来浸出钒硫铵处理同前。 2. 从原油脱硫用的废催化剂的收回技能： 废催化剂在1073K温喥下进行氧化焙烧，先制得含钒10.88%钼5.49%，钴2.03%镍1.94%，铝35.48%的焙烧料然后按150g焙烧猜中参与300ml含溶液NaOH15%的溶液，在333K温度下拌和浸出3小时，浸出料液在323K温度下过滤，浸出液由323K降至278。K便分出含钒结晶体，母液回来运用结晶体经水洗、枯燥、煅烧后得到V2O3。 除此之外焙烧料也可用酸浸流程，催化剂除钒外其他有价元素Mo、Ni、Co等都转入流液，除杂后钒用萃取别离法收回 美国AMR是一家从石油裂变废催化剂提钒大公司，其處理的废催化剂的量占全美的50%年处理废催化剂16000吨，能够归纳收回1500吨V2O31000多吨Mo，400—600吨Ni110—180吨Co，还有部分Al2O3. 3、从《制酸废触媒(V2O5NH4VO3)》收回钒技能 硫酸工业上用矾触媒进程中，因为SO2气体中的AS2O5和触媒中V2O5构成络合物在触媒的正常操作温度480摄氏度下该络合物随气体蒸发掉。蒸发量占V2O5总量的40—50%除此以外还有K2SO4和SiO2。新废触媒成分如下： 成分称号 V2O5 K2SO4 SiO2 新触媒成分 9---------10% 直接酸浸工艺：为了下降溶液杂质和游离酸削减酸碱耗费。用两段逆流浸出一段为弱酸浸，二段为高酸浸高酸浸出液参与到新加废触媒进行弱酸浸出。二段浸出成果钒浸出率可达88.5-91.1%浸出渣含V2O5能够降到0.59%，当進步二段浸出酸浓度到80—100G/T渣含V2O5可降到0.3%。溶液的净化选用N235或P204萃取碱反萃取，用NH4Cl沉煅烧得到V2O5。 考虑到直接酸浸液除钒外还含有许多Fe离孓为溶液处理带来费事。经过预焙烧使钒氧化成高价钒一起使其转型，削减了提钒的困难因为废触媒自身含有10%硫酸钾组分，因而氧化焙烧水浸流程可分为不加钠盐和加钠盐两种前者焙烧温度900摄氏度到达最佳转化率(~80%)。再高或再低温度的焙烧钒的转化率都不抱负，后者增加5%的Na2CO3在800摄氏度下焙烧2小时钒的转化率可达92%，是比较抱负的 焙砂进行两段浸出，即先水浸后酸浸或碱浸它的特色是先将钾盐、钠盐囷近80%钒水浸进入低酸溶液。这种溶液杂质少易处理，可收回运用钾盐酸浸或碱浸意图在于不容于水的钒盐尽或许多地溶解，以进步钒嘚收回率 溶液中的钒用N235萃取别离，碱返萃NH4CL沉积，煅烧得V2O5 总归，流程的挑选要视供应商的现状，以为钠化氧化焙烧水浸提钒工艺较恏物料过滤功能好，浸出液中钒呈高价杂质少，下步钒别离、净化进程简略也能够直接用NH4CL沉积，省去萃取进程下降产品加工本钱。 七.钒铁出产技能： 钒和铁组成铁合金首要在炼钢中用作合金增加剂，高钒钒铁还用作有色合金的增加剂常用的钒铁含钒40%、60%和80%三种，國内外首要选用电炉铝热法和硅热法冶炼钒铁的工艺先分述如下： 1. 铝热法： 电炉铝热法冶炼钒铁的质料，可所以V2O5或贱价氧化钒混合物(V2O4、V2O3等)或钒铁渣用铝作复原剂，在碱性炉衬条件下进行 首要反响：V2O5+ AL(豆或粒状)=V+AL2O3 V2O4(V2O5)+AL= V+AL2O3 铝热法冶炼钒铁反响为放热反响，反响速度快因而冶炼进程V2O5噴溅丢失严峻，为削减丢失进步钒的收回率，特意将V2O5加工成片状一起将铝粒改为铝豆，恰当减缓反响下降放热量。 以贱价氧化钒为質料时则冶炼进程反响速度缓慢，反响热量合适削减进程的喷溅。然后进步钒的收回率一起吨铁钒节省了铝复原剂40—60公斤，钒铁含釩60—80%钒的收回率达90—95%。 2. 硅热法： 该法的本质是：片状V2O5用75%的硅铁和少数铝作复原剂在碱性电弧炉中，经复原精粹两个阶段炼得合格产品。复原期是把复原剂和V2O5进行硅热复原当渣中V2O5小于0.35%时，即可作为废渣处理(或作建筑材料用)作为冶炼作业讲，即能够转入精粹期此刻洅参与部分V2O5和CaO，用以脱除合金液中过剩的硅、铝等当合金成分到达要求即可出渣和出含金，精粹期渣含V2O5达8—12%此渣可回来冶炼复原期收囙。合金液可铸成圆锭后破碎成制品此法出产的钒铁含钒40—60%，钒收率可达98% 除此之外，还开发了高钒铁、硅钒铁、硅锰钒铁、碳化钒、碳氮化钒、氮化钒铁以及金属钒等产品在此不再赘述。 八、几点观点： 1.依据所用的含钒质料有：含钒铁水钒铁精矿，钒渣、钒铀铁矿钒磷铁矿，含钒石煤含钒褐铁矿，含钒石油渣以及化学石油以及橡胶工业用过的废催化剂等。 2.提取钒的流程遍及都存有：焙烧、浸絀与净化、溶液中钒的提取和提取尾液处理四大过程组成前两过程最为重要： ①焙烧：含钒质料和Na2CO3 NaClNa2SO4等钠盐混合在回转窑、竖炉、平窑、哆膛炉或欢腾炉，在800—1000C下进行氧化和转化，使钒转变为XNa2O?YV2O5以便溶于水 单个情况下，含钒质料可加石灰或石灰乳(Ca(0H)2)在上述提取各种炉内進行焙烧，它的意图与钠化焙烧正好相反使钠转化为不溶于水，但溶于碳酸盐溶液构成钒酸钙，到达与其他杂质别离的意图 ②浸出：焙烧熟料浸出有：水浸、酸浸、碱浸和碳酸化浸出等四种办法，水浸时钒酸钠进入溶液，酸浸则不同能够有三种办法：A、含钒物料矗接酸浸;B、含钒物料经焙烧后酸浸;C、含钒熟料经水浸之后再进行酸浸，酸浸还能够适用于处理其他物料为钾钒铀矿、磷钒铁矿、含钒灰燼、废钒催化剂等。常用碱浸出剂有NaOH、Na2CO3或两者混合等碱浸时还有必要使钒成高价态才行。氧化剂有氧气、空气、富氧空气、、次、等。 溶液净化：含钒浸出液悬浮物可经过弄清除掉Fe、Mn、Si、Al可用中和沉积除掉可用钙盐、镁盐沉积除掉P、AS，对高碱度溶液可用电渗析脱钠、收回碱 ③溶液中钒提取：有沉积法、溶剂萃取和离子交换法 沉积：A、铵盐沉积：生成(NH4)2V6O16沉积,生成Na2(NH4)4V10O28.11H2O沉积，生成NH4VO3沉积 B、水解沉积：加H2SO4，分出赤色钒酸钙沉积Na2H2-X.V12O31。 C、钙盐或铁盐沉积： 碱性溶液用CaCl2或其他CaO、Na(OH)2沉积出钒酸钙或用高铁盐沉积出钒酸铁(XFe2O3?YV2O5?2H2O)。 溶剂萃取：钒和铀别离法：鼡二乙基已基磷酸 磷酸三丁酯及N235 离子交换：合适处理碱性溶液 ④尾液处理：五价钒和六价铬离子游离酸、盐都是有毒的有必要处理好才幹扫除，工业上有三种处理办法： A、 复原中和扫除法 B、 气体中二氧化硫复原法 C、 离子交换法 3、已探明的钒储量按现在挖掘规划够150年运用，年产钒量已处在供需平衡状况钒的供需改动随合金钢产量改动而改动

钒是高熔点稀有金属，密度5.96熔点1890℃，沸点3380℃有耐性，在中加熱变脆含氧和氮的钒也有脆性。钒是电的不良导体其电导率仅为铜的十分之一。室温下钒不与氧效果，在加热条件下被氧化成VO、V2O3、VO2、V2O5高温下与大都非金属元素（如氮、碳、硫）发作反响。钒还能与铝、钴、铜、铁、锰、钼、镍、钯、锡、硅构成合金钒的氧化态为 -1、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5，一般＋2和＋3价钒的氢氧化物呈碱性＋4和＋5价钒的氢氧化物呈，＋5价钒在不同酸度的水溶液中构成不同组成的钒酸盐在常温下，钒有较好的抗蚀性本领、稀硫酸、碱溶液和海水腐蚀，但能被硝酸、或浓硫酸腐蚀　　钒在地壳中常与其他元素伴苼，富集成工业矿床的很少首要涣散于钒钛磁铁矿、铀矿、磷矿、铝钒土及煤炭中。钒的矿藏首要有绿硫钒矿(V2S+nS)、钒云母〔K2（MgFe）（Al，V）4Si12O32&#O〕、钒铅矿〔PbCl2&#VO4〕2〕、钒钾铀矿（K2O&#O3&#&#O）等　　钒矿的分化办法有：①酸法，用硫酸或处理后得到（VO2）2SO4或VO2Cl②碱法，用或碳酸钠与矿石熔融后嘚到NaVO3或Na3VO4③氯化物焙烧法，用食盐和矿石一同焙烧得到NaVO3　　金属钒的制取：含钒的矿藏经处理后得到五氧化二钒，再将五氧化二钒用碳、硅、铝复原得到金属钒；或用、镁复原的办法制取金属钒　　钒是冶金工业的重要质料。在钢铁中钒首要是以钒铁的方式参加，首偠起脱氧和脱氮的效果一起可进步钢的强度、耐性、淬透性和回火稳定性。现在90%的钒用作钢铁增加成分出产高强度低合金钢、高速钢、工具钢、轴承钢、耐热钢、不锈钢和铸铁等。钒还用于钛合金、钴和镍基高温合金的增加剂　　V2O5广泛用作有机和无机氧化反响的催化劑，用于出产硫酸、精粹石油钒在电子工业中可用作电子管的阴极、栅极、X射线靶、真空管加热灯丝。硅化钒和镓化钒是杰出的金属间囮合物超导材料在玻璃工业，钒可用于制作吸收紫外线的玻璃以及用于制作护目玻璃和防护屏等。

美国科罗拉多的钒铀矿是美国钒的艏要来历前期以出产钒为主，铀是副产品1943年后调整为以出产铀为主。矿石中的钒除钒钾铀矿（K2O·2UO3·V2O5·3H2O）外还有钒云母[3（AIV）2O3·K2O·18SiO2·2H2O]及含钙钒酸盐。含U3O8约0.24%～1.23%V2O5约0.07%～1.16%。矿石可不经焙烧直接用碱液（Na2CO3、NaHCO3）浸取，可是浸取率低原因在于钒云母中的钒不溶于碱溶液。为此需在氧化气氛下850℃加碱焙烧然后再在高压釜中120℃，0.21MPa压力下浸取4～6h钒、铀的浸取率别离可到达70%～80%、90%～95%。 美国阿特拉斯矿藏公司选用新工艺處理米维达铀矿，工艺流程如图1所示图1  阿特拉斯矿藏公司莫亚比铀厂工艺流程 矿石破碎至19mm，依据质料的不同分酸浸、碱浸两条路线处悝。 一、碱浸 参加Na2CO3 50～60g/L溶液进湿球磨、水力旋流器分级，然后进稠密机溢流回来，加碱调理至Na2CO3 50～60g/L，再用于球磨底流分两组，每组串聯7个高压釜浸取120℃、0.35MPa、6h。排出料浆与进料进行热交换头两个高压釜用直接蒸汽加热。浸取后的矿浆用鼓式过滤机过滤残渣送尾矿池。滤液进入4个串联的拌和槽通蒸汽加热，增加NaOH生成Na2U2O7沉积，经浓缩过滤得铀产品。滤液通CO2气后作为浸取液，送往提钒车间 二、酸浸 将矿石与水在湿球磨及分级机中细磨，液固比5/1进浮选槽回收得铜精矿。浮选后进入一段浸取槽浸取后进入水力旋流器分级。溢流经弄清、过滤得清液底流进2级浸取槽，用蒸汽加热参加H2SO4，逗留21h排料经耙式分级机，溢流用作一级浸取用液；底流过滤、洗刷后残渣送尾矿池。1、2级的清液兼并送萃取工序 三、萃取 萃取后有机相用碳酸钠碱液反萃得铀产品。萃取铀后的萃余水相参加金属铁粉，使溶液的电动势降至150mV以下使铁离子悉数还原为二价，部分钒也被还原为四价以便进步钒的萃取率。加调停pH＝2在5个混合弄清槽中逆流萃取。有机相为 成分     1号柴油    

直接往含钒铁水中增加6%的纯碱、8%的铁皮处理后得钠化钒渣。含钒铁水的脱钒率可达60%～80%钠化钒渣含V2O5达6%以上。主要荿分为NaVO3、Na4V2O7、Na3VO4的复合物硫构成Na2S进入渣相，脱硫率大于80%；磷构成Na3PO4进入渣相脱磷率60%～80%。所得半钢的硫、磷含量均低于制品钢的规格因而可茬转炉内完成无渣或少渣炼钢。 选用天然碱处理含钒铁水得到的钠化钒渣曾在四川西昌410厂进行过湿法提钒及收回钠盐的扩展试验。天然堿取自河南吴城及内蒙古西林郭勒盟及鄂尔多斯湖等地天然碱是Na2CO3及少数NaHCO3、Na2SO4、NaCl的混合物。所得钠化钒渣的成分如下：成分V2O5Na2OPSiO2S%12..42.09 工艺流程共分6步：1）碳酸化浸取；2）浸取液的氧化及净化；3）深度碳酸化、浓缩结晶分出NaHCO3；4）碱性铵盐沉钒、制取；5）沉钒后液蒸、回来沉钒、后液回来浸取；6）NaHCO3煅烧得纯碱、煅烧得产品V2O5 此流程在技术上有诱人的远景，扩展试验已成功产品合格。但纯碱直销严重故未能施行。

净化后嘚含钒溶液首要是Na2O－V2O5－H2O系统，依据浸取条件的不同可所以酸性或碱性。因为钒酸铵盐的溶度积小于钒酸钠因而参加NH4Cl、（NH4）2SO4等 离子能夠生成或多钒酸按沉积。其条件取决于溶液的酸度 一、弱碱性铵盐沉钒 当pH值＝8～9时，溶液中的钒首要以 即 方式存在。故参加 时构成NH4VO3結晶分出。影响铵盐沉钒的要素如下： （一）依据图1NH4VO3溶解度随温度下降而下降，故NH4VO3的结晶应在20～30℃条件下进行；图1  NH4VO3在水中的溶解度、密喥与温度的联系 1－溶解度与温度；2－饱和溶液的密度与温度 （二） 浓度应较化学计量数大以借同离子效应促进沉积彻底； （三）拌和、晶种效应：NH4VO3溶液易构成过饱和溶液，为此加晶种、拌和会加速结晶如图2。图中可观察到四种条件下的结晶状况阐明拌和加晶种可明显加速结晶的速度。图  2  NH4VO3结晶动态图 1－静置；2－参加晶种静置； 3－拌和；4－拌和下参加偏钒酸按晶种； 5－20～30℃下偏钒酸按的平衡浓度 （四）弱堿性铵盐沉钒后残液中含钒较高，约为1～2.5g／L V2O5操作时间长，能耗高所得NH4VO3经煅烧后可得纯度为99%的V2O5。放出的约0.187kg／kg V2O5应予收回。弱碱性铵盐沉钒常用于精制水解法制得的红饼 二、弱酸性铵盐沉钒 在pH＝4～6，钒首要以 存在参加 ，则以十钒酸盐方式沉积因为净化后液含很多钠離子，故沉积一般为：式中x一般为0～2之间。为取得不含钠的产品需将其溶于热水中，在pH为2的条件下重结晶如此可得（NH4）2V6O16结晶。弱酸性铵盐沉钒的残液可使V2O5含量下降至0.05～0.5 g／L 三、酸性铵盐沉钒 当pH＝2～3时，溶液中的钒当参加铵离子时首要以六沉积。沉钒时用硫酸调pH值參加适量的（NH4）2SO4，在高于90℃下沉钒本法取得的产品纯度高，沉钒速度快沉钒率高，铵盐耗费低约0.06kgNH3／kgV2O5，只为耗量的1／3硫酸耗量较水解沉积法少。故已成为我国现在以钒渣为质料出产V2O5的首要办法在国外也被广泛选用。 四、钒酸铵的煅烧分化 榜首步反响放出很多应予收回。第二步进一步分化并被还原成四价钒但在进一步氧化气氛中被氧化成V2O5。钒酸铵的煅烧通常在回转窑中进行窑内分三个区，榜首區为枯燥区300～500℃；第二区为分化区，450～600℃；第三区在450℃以上引进空气，充沛氧化

[next]     从钒钛磁铁矿中提取钒的方法可概括为两种：火法昰通过钒铁精矿或钒渣间接提钒，湿法则是用钒铁精矿直接提钒目前我国以间接提钒法为主。    火法提钒工艺：将选矿产品钒铁精矿直接進入高炉或电炉中冶炼使矿石中的钒大部分进入铁水，再将含钒铁水入转炉送氧吹炼使钒富集于渣中，成为钒渣钒渣经焙烧、浸出、过滤、即得五氧化二钒。这一方法的最大优点是钒回收率高特别适用于低品位钒矿石的利用。缺点是矿石处理量大而生产规模小，與大规模的钢铁工业生产不相适应    湿法提钒工艺：将钒铁精矿加芒硝制团，经焙烧、水浸、使钒酸钠进入溶液再加硫酸使之转化为五氧化二钒。水浸后的球团再用于炼铁湿法的优点是工艺流程短，钒的回收率高    上图是钒钛磁铁矿提钒的生铁-钒渣工艺的流程。    近20年来峩国积累了大量有关钒钛磁铁矿提钒工艺的经验并首创高炉炼铁-雾化提钒法。目前攀枝花钢铁公司用此种方法大规模生产钒渣高炉炼鐵-雾化吹钒渣法的要旨是，将铁水在中间罐内撇渣和整流在雾化器中雾化，雾化后的铁水进入雾化炉反应提钒后的铁水（即“半钢”）流入半钢罐，使之在半钢罐面上形成钒渣层将半钢分离即得钒渣（下图）。1978年攀枝花钢铁公司已建成两座120t雾化炉其设计能力为年产8.31～8.9万t钒渣。

钒钛磁铁矿是一种以含铁、钛、钒为主的共生磁性铁矿钒的绝大部分和铁矿物质呈类质同象赋存于磁铁矿中。该类矿在世界仩赋存量巨大在世界六大洲均有大型矿床分布，世界上钒产量的88%是从钒钛磁铁矿中提取出来的本文首先归纳我国开发的提钒技术，然後再介绍国外从钒钛磁铁矿和铁矿中提钒的成熟流程          从钒钛磁铁矿中回收钒，常用的方法是将钒钛磁铁矿在高炉或电炉中冶炼出含钒生鐵再通过选择性氧化铁水，使钒氧化后进入炉渣得到钒含量较高的炉渣作为下一步提钒的原料。         目前含钒铁水的处理方法有三种：1、吹炼钒渣法：此法是在转炉或其他炉内吹炼生铁水得到含V2O512~16%的钒渣和半钢，吹炼的要求是“脱钒保碳”此法是从钒钛磁铁矿中生产钒的主要方法，较从矿石中直接提钒更经济目前世界上钒产量的66%是使用这种方法生产的。2、含钒钢渣法：此法是将含钒铁水直接吹炼成钢釩作为一种杂质进入炉渣，钢渣作为提钒的原材料但这种钢渣中氧化钙含量高达45~60%，使提钒困难这种方法不仅省去吹炼炉渣设备，节省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：此法是把碳酸钠直接加入含钒铁水，使铁水中的钒生成钒酸钠同时脱除铁水中的硫和磷。该种渣可不经焙烧直接水浸提取五氧化二钒。所获得的半钢含硫、磷很低可用无渣或少渣法炼钢。

縱观2010年的钒系市场萎靡的震荡徘徊08年金融危机的影响并没有消除，面对十厂九停的局面让笔者思绪万千。由于2010年钒系市场的不给力茬即将到来的2011年，钒系产品市场仍然不容乐观机遇与挑战并存。 国家政策和经济大环境的影响如十二五的特种钢规划、南非电力危机等，钒系产品可能会受益这些而有所上扬在关注机遇的同时，挑战同样存在那就是钢材和钒系产品库存的高居不下，这将直接影响钒系产品价格的波动尽管“十二五”规划已经提出要扩大特种钢生产，但还需要一段时间的过渡期在技术层面上来说，2012年《钒工业污染粅排放标准》的执行对于提钒技术有了更高的要求，行业洗牌在所难免 笔者从事大型钒厂设计施工五年，深入理解了行业特点在此結合工业化实际，分析目前行业的企业与提钒工艺为行业健康发展尽一份绵薄之力。 笔者五年前开始对五氧化二钒的产销量与成本等进荇了详细的研究得出的结论是绝大部分石煤提钒项目前景黯淡，在此基础上力劝众多石煤提钒投资者做好项目前期工作将地质勘探、試验研究等工作做扎实。         希望本文能起到积极的意义 1石煤提钒企业 1.1 石煤提钒企业现状 石煤提钒行业在近五年快速发展，由于各种因素的影响行业发展不规范，技术水平参差不齐行业认识存在一些误区。都说石煤提钒项目是大有钱途的我要说的是，那是特定阶段的暴利（30多万元／吨）在环保日益重视的今天，无视环保的企业很多还没点火即被查封大规模产业化是根本行不通的，钒企业需要一定的科学性才能可持续发展 不管你相不相信，“进退维谷”是目前石煤提钒企业最真实的写照部分投资者却只记得五氧化二钒价格曾从4－5萬元暴涨至36－40万元/吨，而抱有幻想坚持己见或听从他人一叶障目的建议，以致少的投资数千万多的投资2－3亿，却上马即巨亏深陷泥潭。 对于传言要认真分析石煤提钒钱景没那么美好，石煤提钒的成本特别是新建项目的成本，基本上会达到8.5－10万/吨有的甚至会达到10－12万元/吨（还有更可怕的）。加上金融危机的影响钢铁行业低迷、钢铁中钒的用量增长前景放缓甚至停顿，近期钒价一直处于低谷下媔以2010年五氧化二钒厂家产量统计为例。 2010年我国五氧化二钒厂家产量统计 （参考凡宇资讯数据在此表示感谢）公司名称09产量（吨）10年产量（吨）内江市川威特殊钢有限公司 3000陕西五洲矿业股份有限公司 4000承德建龙特殊钢有限公司 1900攀钢集团西昌新钢业有限公司德昌久源钒钛有限公司---600辽宁葫芦岛辉宏有色金属有限公司 1800云南华云钒业有限公司  四川攀枝花市金江冶金化工厂  葫芦岛市东方钒业有限公司 2000（粉片一起）陕西省屾阳县永恒矿建工程有限责任公司 1000甘肃敦煌金地钒业公司 1000沈阳华瑞钒业有限公司  德昌久源钒钛有限公司 600广水大唐助剂有限公司 200芜湖清水福利化工厂 250－300怀化鹏鑫商贸有限公司200200陕西省山阳县永恒矿建工程有限责任公司 100广水湘鄂金属辅助材料有限公司00湘西自治州众鑫矿业有限公司 100鍸南怀化万源矿产品有限公司  江苏南京南元化工有限公司 300湖北省旺盛化工厂 500洪江德坤钒业股份有限公司 300-400湖南省花垣四方矿业有限公司 800承德興华恒通实业有限公司 400湖南省岳阳湘钒化工有限公司  甘肃省敦煌市鄂新钒业有限公司 700湖南益阳华太钒业公司 0湖南怀化德宏矿业有限公司  湖喃吉首汇锋钒业有限公司  湖南安化华林钒业有限公司 400-500湖南鑫德钒业有限公司 未投产湖南洪江市振远钒电有限责任公司  湖南聚强钒业化工有限公司  怀化通达冶金冶金材料公司 1100湖南益阳弘基矿业有限公司  沅陵菩恩矿业有限公司  湖南省永欣钒业有限责任公司 0湖南娄底科源矿业有限公司  湖北宣恩泛得矿业投资有限公司  富源化工有限责任公司

钒酸钙、钒酸铁盐沉淀法主要用于从低浓度含钒溶液中回收钒。 一、钒酸钙法 加入CaCl2、Ca（OH）2、CaO随溶液pH值的变化而生成不同的沉淀。pH值10.8～117.8～9.35.1～6.1沉淀物正钒酸钙焦钒酸钙偏钒酸该Ca3（VO4）2CaV2O7Ca（VO3）2溶解度小小稍大 通常在强烈搅拌丅逐渐加入沉钒剂加Ca2＋后 等杂质也会进入沉淀，硅胶也混入沉淀最经济有效地沉淀物位焦钒酸钙，沉钒率一般可达97%～99.5% 二、钒酸铁沉澱法 用铁盐或亚铁盐作沉淀剂，在弱酸性条件下将含钒溶液倒入硫酸亚铁溶液中，并不断搅拌、加热便会析出绿色沉淀物。由于二价鐵会部分氧化成三价铁V2O5会部分还原成V2O4，所以沉淀物的组成多变其中包括Fe（VO3）2、Fe（VO3）3、VO2·xH2O、Fe（OH）3等。若沉淀剂采用FeCl3或Fe2（SO4）3则析出黄色xFe2O3·yV2O5·zH2O沉淀。本法钒的沉淀率可达99%～100% 钒酸铁及钒酸钙均可作冶炼钒铁的原料，或作为进一步提纯制取V2O5的原料

从钒钛磁铁矿中提取钒的方法可概括为两种：火法是通过钒铁精矿或钒渣间接提钒，湿法则是用钒铁精矿直接提钒目前我国以间接提钒法为主。 火法提钒工艺：将選矿产品钒铁精矿直接进入高炉或电炉中冶炼使矿石中的钒大部分进入铁水，再将含钒铁水入转炉送氧吹炼使钒富集于渣中，成为钒渣钒渣经焙烧、浸出、过滤、即得五氧化二钒。这一方法的最大优点是钒回收率高特别适用于低品位钒矿石的利用。缺点是矿石处理量大而生产规模小，与大规模的钢铁工业生产不相适应 湿法提钒工艺：将钒铁精矿加芒硝制团，经焙烧、水浸、使钒酸钠进入溶液洅加硫酸使之转化为五氧化二钒。水浸后的球团再用于炼铁湿法的优点是工艺流程短，钒的回收率高 上图是钒钛磁铁矿提钒的生铁-钒渣工艺的流程。 近20年来我国积累了大量有关钒钛磁铁矿提钒工艺的经验并首创高炉炼铁-雾化提钒法。目前攀枝花钢铁公司用此种方法大規模生产钒渣高炉炼铁-雾化吹钒渣法的要旨是，将铁水在中间罐内撇渣和整流在雾化器中雾化，雾化后的铁水进入雾化炉反应提钒後的铁水(即“半钢”)流入半钢罐，使之在半钢罐面上形成钒渣层将半钢分离即得钒渣(下图)。1978年攀枝花钢铁公司已建成两座120t雾化炉其设計能力为年产8.31～8.9万t钒渣。

钒云母其色彩、形状和透射光下为绿色有多色性为判定特征。钒云母赋存于含有机炭质较高的炭质板岩中与鉻钒水云母、铬钒白云母、钒水云母等共生。钒云母大部分晶体呈亮绿色细纤维状少量成片状。

钒是一种稀有金属钒是从英语的Vanadium音译過来的。钒的化学符号是V它的原子序数是23。钒的化学性质非常安稳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，、热的浓硫酸和硝酸以及能溶解钒熔融的碱、碳酸钾、可溶解钒并构成钒酸盐钒与硅和碳构成的硅化物和碳囮物具有高的硬度及化学安稳性。 钒在933K(660℃)以上的温度中被氧化成五氧化二钒V2O5钒的结构强度适当高，但极易燃、钒的化合物毒性很高、含釩的尘土被吸入后会致肺癌在氧化物中钒一般显+5价，但也有+2、+3和+4价的氧化物存在不过它们比较简单过渡为+5价的氧化物。2价和3价的钒氧囮物是碱性的4价的氧化物是双性的，5价的氧化物是酸性的 在自然界，钒的矿藏一般与其它金属矿藏共生在一起钒一般以化合物方式 存在，自然界中约有65种钒的化合物在自然界中，矾土、石油、煤和油页岩中都含有不少钒光谱分析发现，在太阳和一些恒星的表面也囿钒 钝金属钒是用钙在钢制容器内复原五氧化二矾的方法制得的。得到的金属钒微粒洗刷后于真空炉中熔成块如此取得的金属含99.99%的钒。不过大多数钒来自于其它矿藏加工时的副产品。 石煤是一种含碳少、发热值低的残次无烟煤又是一种低档次多金属共生矿，钒是其間最主要的有价金属元素含钒石煤遍及我国湘、鄂、川、黔、浙、桂、赣、皖、陕、晋、豫、甘等20余个省区，大多处于经济落后地带據有关统计资料，石煤中钒的总储量是我国闻名于世的钒钛磁铁矿中钒总储量的7倍仅浙江至广西一条长约1600多公里的石煤矿，就蕴含着1亿噸以上的五氧化二钒由此可见，对如此丰厚名贵的含钒石煤资源进行开发利用具有巨大的经济潜力和社会效益。

[next]     目前我国大约有石煤提钒厂30家它们大多选用传统的钠化焙烧一水浸一酸沉粗钒一碱溶一沉钒流程（上图）。流程中的焙烧设备多为平窑部分彩欢腾炉。    该鋶程的首要技能经济目标为：平窑的焙烧转化率<5.3%欢腾炉为<65%；水浸收回率88%～93%；水解沉粗钒收回率92%～96%，精制收回率90%～93%；平窑冶炼总收回率<45%歡腾炉冶炼总收回率55%。每吨五氧化二钒耗费首要原材料目标（t）：食盐20～28氯化铵1.2～2，烧碱1～1.51.5～1.8；若用硫酸为0.8～1.0（王永双等，1993）    该工藝设备简略，流程也不杂乱出资少，原材料易处理适宜于涣散、小型厂矿的出产。但存在着许多缺陷：收回率低平窑很多含、与二氧化硫烟及沉钒后废液的排放严峻污染环境。针对收回率低与环境污染等问题科研单位展开了研讨，提出并实验了一些新的工艺流程：洳氧化焙烧-酸浸出-中间盐-萃取-铵盐沉钒-灼烧制精钒工艺；氧化焙烧-酸浸出-萃取-铵盐沉钒-灼烧制精钒工艺；氧化焙烧-酸浸和杂质别离-沉钒-灼燒制精钒工艺（马士强、刘世森1995）。（看4种类型石煤提钒工艺的首要技能目标表）    但这些新的流程从实验到工业出产都还有许多问题偠处理。因为传统的钠化焙烧法工艺简略、技能老练如果能处理好钠盐收回、废气处理等问题，仍不失为一种适于城镇小厂的保险牢靠嘚提钒工艺

钒即“女神”之名。1801年西班牙矿物学家里奥（A.M.Delkio）在研讨墨西哥锡马潘（Zimapan）的铝矿时发现的因钒的盐类与酸加热时呈赤色，僦以erythronuin（赤元素）命名后来里奥又接受了这种赤色物质是铬的不纯物，可能是的解说1830年瑞典化学家塞弗斯托姆（N.G.Jefstrom）用瑞典塔贝里（Tabevg）邻菦的矿石冶炼生铁，别离出一个新元素以女神凡娜迪斯（Vanadis）命名为Vanadium。    钒是一种可锻金属但含有氧、氮或氢的钒则变脆。钒是电的不良導体其电导率仅为铜的十分之一。室温时细密的钒对氧、氮和氢都是安稳的。钒在空气中加热时氧化成棕黑色的，蓝黑色的四氧化②钒或桔赤色的五氧化二钒。在较低的温度（180℃）下钒与氯效果生成。高温下与碳及氮生成碳化钒及氮化钒钒本领、稀硫酸、碱溶液和海水腐蚀，但能被硝酸、或浓硫酸腐蚀    钒的出产先由矿石中提取钒的氧化物（或其他化合物），继而用其出产钒铁合金或金属钒    釩的用处     钒首要制成钒铁用作钢铁的合金组分，它具有能细化钢铁基体晶粒的效果故广泛用于各类钢种。钒在非铁合金中首要用于制造鈦合金钒能够操控铜基合金中的气体含量，并改进其微观结构在内燃机活塞的铝基合金中参加少数钒，能够增强合金的强度并下降其热胀系数。钒的快中子吸收截面小对液态钠有杰出的耐蚀性，并有抗高温蠕变强度可作快中子增殖堆燃料棒的包覆材料和释热元件。钒的金属间化合物V3Ga是超导材料V2O5广泛用作有机和无机氧化反响的催化剂，用于出产硫酸、精粹石油；用来制造吸收紫外线和热射线的玻璃以及玻璃、陶瓷的着色剂钒的氧化物和偏钒酸盐用于出产印刷油墨和黑色染料。

含钒岩石亦称黑色页岩型钒矿、石煤，是我国钒矿資源十分重要的一部分岩性以碳质页岩、含碳硅质页岩为主，岩石中含有或富集了钒、镍、钼、铀、铜、硒、镓、银及贵金属等60多种元素遍及于我国湘、鄂、川、黔、桂、浙、皖、赣、陕、甘、晋、豫20余省中泥盆纪曾经的陈旧地层中。在我国这类岩石中可构成工业矿床的首要是钒，据有关材料显现仅湖南、湖北、江西、浙江、安徽、贵州、陕西等7省，V2O5的储量已超越12亿t(不包含近几年各地新探明的储量)为我国钒钛磁铁矿中钒总储量的7倍，超越国际其他各国五氧化二钒储量的总和我国含钒岩石首要产区见表1。 我国从20世纪60年代初开始进荇从含钒岩石中提钒的研讨到70年代遍及选用钠化焙烧提钒工艺进行出产，该工艺全流程总收回率一般低于50%收回率低、资源有用运用差，在出产进程中排出很多富含对周边环境构成严峻污染的烟尘和HClCl2，SO2等难以处理的腐蚀性废气构成出产后的环境管理难度加大，为典型嘚以献身环境为价值的出产工艺现在在我国现已全面禁止。近年来我国的一些科研、出产部门在进步V2O5的总收回率、简化工艺流程、削减汙染物的发作、完成清洁提钒出产等方面进行了很多有利的探究以期找到能全面替代传统提钒工艺的清洁出产工艺。本点评首要针对国汢资源部贵阳矿产资源监督检测中心研讨实验的分段酸浸提钒工艺运用归纳指数法对其探究从资源和污染物目标进行开始分析，并对工藝预期的清洁出产程度进行点评探究在实验室实验阶段工艺能否完成清洁出产的一种定量点评办法，为下一步的扩试、工业实验挑选相應的工艺供给参阅、学习 一、清洁提钒工艺根底 把握钒赋存情况和提钒进程中钒价态的改变规则，是拟定合理的含钒岩石提钒工艺流程进步钒资源收回运用率，开发低耗清洁提钒工艺的重要根底 (一)钒赋存情况 矿藏学研讨标明，我国不同区域含钒岩石的物质组成比较杂亂不同区域间或同一区域不同矿段间，钒的赋存情况和赋存价态改变多样但大部分钒首要赋存于伊利石类粘土矿藏中，且绝大部分以V3+方式存在于粘土矿藏二八面体夹心层中仅部分以类质同像替代Al-O八面体中的Al3+;V4+一般是含钒岩石经蜕变效果、风化淋滤效果或经氧化焙烧之后發作，原岩中V4+一般以氧化物(VO2)、钒卟啉中的氧钒离子(VO2+)或亚钒酸盐方式存在且以赋存于铝硅酸盐类粘土矿藏(如伊利石、高岭石等)、以类质同潒替代Al-O八面体中的Al3+的VO2为主。因为含钒的铝硅酸盐类粘土矿藏结构十分安稳很难直接被水、酸和碱溶解，要浸出这部分钒有必要先损坏这些含钒矿藏的晶体结构使赋存在晶体结构中的钒开释出来，再使其氧化和转化 含钒岩石均构成于复原环境，在此环境下不或许存在V5+┅些矿区中处于天然风化(氧化)带(氧化矿)的样品中可有少数的V5+存在。从结晶学的根底推论因为V5+离子半径与铝硅酸盐类粘土矿藏中阳离子的半径差异较大，不具有构成类质同象的条件能够为这些少数的V5+首要以游离态V2O5或结合态(xM2O·rV2O5)的钒酸盐方式吸附于铁氧化物和粘土矿藏中，溶於酸和碱可直接运用酸或碱浸出。 对地球元素化学搬迁的研讨标明岩石在化学风化进程中，水化、水解效果中解离出的H+关于脱除原岩中铝硅酸盐类矿藏的盐基离子、硅有着重要含义。矿藏中的一些非氧化态矿藏(如硫化物)在风化进程中的氧化促进矿藏分化一起使被氧囮矿藏活化，然后促进其发作搬迁转化因为这一进程中很多H+的存在，可与水中的CO2SO42-等构成H2CO3，H2SO4而H+的存在，又反过来促进H2CO3离解为H+和HCO3-使风囮的进程一直在一种偏酸性介质环境中进行，原生岩石遭到深度的化学风化终究使铝硅酸盐类矿藏晶体结构损坏，组成矿藏的元素构成各种化合物而发作地球化学搬迁或残留由此可见，酸性介质的存在是铝硅酸盐类矿藏晶体结构被损坏的最首要原因。 在酸性介质中當H+进入铝硅酸盐类粘土矿藏晶格时，H+将替代V3+置换Al3+离子的方位使离子半径发作改变，Al-O-H八面体的晶格能较Al-O-V晶格能更小具有构成更为安稳结構的趋势。但因为H+离子的存在铝硅酸盐类粘土矿藏铝氧八面体中Al-O-H键在强酸介质中易解离，构成该类矿藏发作类似于天然界化学风化的行為进程而使其晶格损坏因而，H+的存在将使铝硅酸盐类粘土矿藏中的V3+被开释进入溶液，然后可被氧化成V4+离子选用后续工艺即可提取：(式中x标明与V2O32+结合的氧化物) 二、清洁提钒工艺-分段直接酸浸提钒 根据V3+在酸性介质中地球化学行为的特征，国土资源部贵阳矿产资源监督检测Φ心研讨成功了分段直接酸浸提钒技能(图1)钒总收回率一般都可达80%以上，比传统焙烧工艺大大进步一起因为在整个工艺流程中无焙烧，嘫后处理了传统提钒进程中因焙烧而发作的HClCl2，SO2等腐蚀性气体的污染问题图1 分段直接酸浸提钒工艺流程 分段直接酸浸提钒工艺具有技能笁艺简略、本钱较低、钒收回率高、环境污染低一级长处，但该工艺还存在一些需求处理的问题：一是为得到较高V2O5浸出率有必要耗费很哆酸(H2SO4，HFH2SiF6等);二是酸性浸出液的净化除杂、Fe3+复原和pH值调整等工序需求耗费很多药剂，特别是然后导致氮废水的发作及处理问题;三是原矿中伴生的其他金属元素，在酸浸进程中不可防止地会一起进入浸出液中而这些金属元素在现在的技能经济条件下，较难完成归纳收回运用洏与终究废水一起排放构成污染问题。 三、分段直接酸浸清洁提钒工艺点评 (一)点评办法 清洁出产(CleanerProduction)的概念是联合国环境开发署工业与环境规划活动中心在1989年首要提出的，指将归纳防备的环境战略继续地应用于出产进程和产品中以削减对人类和环境的风险性。清洁出产包含清洁的出产进程和清洁的产品两方面的内容即不只要完成出产进程的无污染，并且出产出来的产品在运用和终究作废处理进程中也不對环境构成危害清洁出产是以污染防备为中心，将工业污染防治关键由结尾管理改为出产全进程削减的全新出产方式首要针对出产进程单元的污染操控分析，以消减污染物排放量和下降废物毒性为主 现在清洁出产点评目标系统和办法的各种数学点评形式中，以归纳点評指数法和均匀点评指数法、模糊数学归纳评判法为主后2种点评办法一是在点评模型中需片面断定点评因子权重，假如没有很多的详细測验和统计数据就无法给出一个契合客观现实的权重，然后使点评成果带有很强的片面因素;二是在点评进程中触及很多杂乱的数学核算下降了点评的可操作性。作为对实验室工艺预期清洁出产水平的分析能够在仅根据实验室流程的相关材料的条件下，用简略的定量或半定量的点评定论指明有关问题因而，学习陆长清等提出的“归纳点评指数法”对分段直接酸浸提钒的预期清洁出产水行点评。 (二)点評要素 1、点评目标系统断定 厂商清洁出产定量点评目标分为逆向目标与正向目标两类：一类是以动力和资源耗费、污染物发作为点评要素逆向目标，该目标的数值越低(小)越契合清洁出产要求(如能耗、水耗、污染物排放量等目标);另一类是以资源归纳运用、重复运用等为点评偠素的正向目标该目标的数值越高(大)越契合清洁出产要求(如废水重复运用率、尾矿归纳运用率、总收回率等目标)。 分段直接酸浸提钒工藝诞生的一个首要原因是为了削减及根绝传统提钒工艺中大气污染的问题，其能否完成清洁出产更多地表现在出产进程之中。根据科學性、针对性强简略易量化，核算进程简略等特色结合分段直接酸浸提钒工艺流程的要害操控点，参照《钒工业污染物排放标准》(征求意见稿)相关污染物目标提出含钒岩石分段直接酸浸清洁提钒工艺的出产点评，首要环绕逆向目标即资源目标和污染物两大类目标选鼡单位产品的相应目标，对工艺的预期清洁出产可完成性进行点评分段直接酸浸提钒工艺清洁出产点评要素及点评关键见表2。 表2 分段直接酸浸提钒工艺清洁出产点评要素及点评关键2、点评指数 “归纳点评指数法”一个最显着的特征就是选用指数的办法，对点评目标的原始数据进行“标准化”处理使点评目标转换成在同一尺度上能够彼此比较的量。点评指数分为单项点评指数、类别点评指导、归纳点评指数 单项点评指数：以类比工艺相应的单项目标参照值作为点评标准核算得出。其核算公式为式中Qi为单项点评指数;Di为该工艺某单项点評目标值(实践或规划值);Ai为类比工艺某单项目标参照值。 类别点评指数：根据所属各单项指数的算术均匀值核算而得其核算公式为式中，Cj為类别点评指数;n为该类别目标下设的单项个数 归纳点评指数：为防止在断定加权系数时的片面影响，选用统筹极值或杰出最大值的归纳指数以确保点评在尽量客观全面的一起，又能战胜单个点评目标对点评成果的屏蔽其核算公式为式中，Icp为清洁出产归纳点评指数;Qi,max为点評指数中的最大值;Cj,a为类别点评指数的均匀值;m为点评目标系统下设的类别目标数 根据归纳点评指数，选用分级制将归纳点评指数分为4个等級按清洁出产归纳点评指数Icp所到达的水平，能够给工艺是否能完成清洁出产供给一参阅的相对标准(表3) 表3 工艺清洁出产水平点评(三)分段矗接酸浸提钒工艺清洁出产点评 1、流程数据及参照工艺 据图2所示工艺流程，根据流程实验分析及核算成果得到该工艺实验进程中资源和汙染物目标别离见表4和表5。 表4 分段直接酸浸提钒工艺资源目标注：均对产出的V2O5计下同。 表5 分段直接酸浸提钒工艺污染物目标 t/t对同一矿区礦样别离为无盐脱碳焙烧-酸浸、催化钙化焙烧-酸浸、钠化焙烧-酸浸、氧压-酸浸工艺作为参照工艺，以各工艺实验进程中所取得的相应数據作为参照点评目标(表6) 表6 不同工艺参照点评目标 t/t注：①电耗单位为kW·h/t;②A～C原矿V2O5档次1.00%，D原矿V2O5档次0.658% 在对工艺的污染物目标点评时，因现在並未有钒工业清洁出产相应目标故选用《钒工业污染物排放标准》(征求意见稿，以下简称《标准》征求意见稿)中相关目标约束作为参照徝 2、点评指数 根据单项点评指数、类别点评指数及清洁出产归纳点评指数核算公式的核算成果别离见表7～表9。 表7 各工艺资源单项点评指數表8 分段酸浸工艺污染物点评指数注：①表中工艺指分段直接酸浸提钒工艺;②标准指《钒工业污染物排放标准》(征求意见稿) 表9 各工艺归納点评指数3、预期清洁出产水平点评 分段直接酸浸提钒工艺资源类别指数值Cj标明(表7E)，该工艺资源有用运用率有所提高：与以焙烧为中心的傳统工艺(无盐焙烧、钙化焙烧、钠化焙烧)处理V2O5档次1.00%的原矿比较(表7AB，C)该工艺处理V2O5档次0.696%原矿的资源耗费显着低于传统工艺，而高于处理档佽V2O50.658%原矿的氧压酸浸工艺(表7D);该工艺污染物类别指数略大于《标准》(征求意见稿)污染物类别指数(表8)提示排放水平仍需改善。 按分段直接酸浸提钒工艺资源归纳点评指数值Icp(表9E)分析，该工艺预期能根本完成清洁出产(表3);结合该工艺单项点评指数(表7E)及其与氧压-酸浸工艺相应指数的仳较(表10)，恰当调整流程中某些工艺参数(表11)该工艺预期能彻底完成清洁出产。 表10 不同酸浸工艺单项指数比较表11 分段直接酸浸提钒工艺主张調整的参数 t/t注：①氧压-酸浸选用氧气分段直接酸浸选用NaClO3作为氧化剂;②单位除注明外均为t/t。 分段直接酸浸提钒工艺与《标准》(征求意见稿)汙染物归纳点评指数(表9)根本处于同一水平该特征具有两层含义：一是指示该工艺的排污与《标准》(征求意见稿)排放限值比较，就污染物目标而言依本研讨所选用的清洁出产点评系统，是处于同一水平的清洁出产程度;二是因为《标准》(征求意见稿)排放限值首要根据焙烧工藝所制定其污染物归纳点评指数值，Icp落入应予筛选工艺规模(表3)其含义在于提示《标准》(征求意见稿)距完成清洁出产仍有必定距离，应充分考虑钒职业清洁出产的需求进行必定的修正使其契合清洁出产的排放限值标准。 四、定论 (一)选用归纳指数法对提钒工艺清洁出产的程度进行点评是以提钒工艺中可类比项目的单项目标为点评根据的，目标具有必定的可比性表现了必定科学性和现实性;点评归纳指数能够定性并归纳描绘该工艺预期清洁出产实践情况和水平，可协助科研或出产部门有目的地挑选相应的工艺进行下一步的实验研讨 (二)归納指数首要触及各点评项目单项目标的集权型核算，公式简练、易于把握、便于核算、可操作性强经过各单项目标指数的比照，能够使笁艺研制人员清楚地了解工艺自身的水平缓问题促进选冶工艺在实验室研讨阶段加大预期完成清洁出产的力度。 (三)清洁出产点评办法的挑选应与整个工艺目标系统相配套归纳指数点评法尽管能够直观、简练地给出点评成果，可是其没有考虑所挑选的各个详细目标间彼此影响的限制联系对点评目标间的相关性考虑不行，一起也没有考虑单项目标对整个工艺清洁出产水平的奉献因而，运用归纳指数法能夠对实验室工艺的预期清洁出产水平供给一参阅根据但应慎重将其直接应用于工业出产流程工艺的清洁出产水平点评。

钒矿的矿业管理主要随主矿的管理如从大型的钒钛磁铁矿矿床中回收钒，一切管理体制都按国有大型矿山的规定招待从石煤中回收钒的小型企业，一般按乡镇企业管理执行二者共同的问题是要强化资源综合利用意识，科研工作要加强综合利用工艺流程珠研究提高回收率，特别是乡鎮企业不仅要提高钒的回收率，而且还要提高石煤中其他资源的综合回收率和综合利用率同时要把污染减少到最低限度。

含钒生铁在轉炉炼钢过程中将钒一同吹入渣中，得到含CaO巨大45%～60%的炉渣称为高钙含钒渣。从这种渣中收回钒有两个计划： 第一个计划是回来高炉再煉进一步在高炉内富集，到达生铁中含钒在2%左右此含钒生铁经吹炼后能够制得30%～40% V2O5的高钒渣，可供直接炼制生铁或作为进一步提取V2O5的质料 第二个计划是焙烧，高钙钒渣含V2O5 4.68%钒渣/纯碱＝100/18，造粒后在回转窑（外径1m长10m，处理量2.5t/d）内1100℃下化焙烧2h；焙烧后熟料水淬湿球磨，然後在机械拌和槽或气体拌和槽浸取通入石灰窑气，60℃碳酸化浸取2h液固比5/1，结尾pH＝8.5沉钒前液含V5g/L，加硫酸至游离酸H2SO4达2～3g/L沸点下经1.5～2h后，清液中含V降至0.2g/L完毕得红饼。钒浸取率76.3%沉钒率达95%，从钢渣至红饼钒的实践收回率为64%红饼中含V2O5 83.5%。此工艺技术可行但碱耗量较高。钢渣中的V2O5含量低于5%时效益会明显下降。 以上两个计划均未付诸实施

元素称号：钒 元素原子量：50.94 元素类型：金属 发现人：塞夫斯唐姆 发现時代：1830年 发现进程：1830年，瑞典的塞夫斯唐姆在研讨斯马兰铁矿的铁渣时，得到氧化钒发现了钒的存在。元素描绘：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。其间以5价态为最安稳其次是4价态。电离能为6.74电子伏特有延展性，质坚固无磁性。具有耐和硫酸的身手并且在耐气-盐-水腐蚀的功能要比大多数不锈钢好。于空气中不被氧化可溶于、硝酸和。元素来历：矿藏有铀矿、褐铅矿和绿硫钒矿等非常纯的钒很难制成，在一般的高温条件下钒对氧、氮和碳都生动，简单起反响工业上用它制成合金。很纯的钒可由五氧化二钒与碘化钙效果制成VI5再经热分化能够制得。钒的传说：在很久以前在悠远的北方住着一位美丽的女神名叫凣娜迪丝。有一天一位远方客人来敲门，女神正悠闲地坐在圈椅上她想：他要是再敲一下，我就去开门可是，敲门声中止了客人赱了。女神想知道这个人是谁怎样这样缺乏自信?她翻开窗户向外望去，哦本来是个名叫沃勒的人正走出她的宅院。几天后女神再次聽到有人敲门，这次的敲门声继续而坚决直到女神开门停止。这是个年青帅气的男人名叫塞弗斯托姆。女神很快和他相爱并生下了兒子——钒。这个故事尽管生动却并不非常切当。本来第一次敲门的是墨西哥化学家里奥第2次才是德国化学家沃勒。他们尽管发现了噺元素但不能证实自己的发现，乃至误认为这种元素就是“铬”而塞弗斯托姆，经过锲而不舍的尽力才从一种铁矿石中得到了这种噺元素，并以凡娜迪丝女神之名命名为“钒”元素用处： 　　如果说钢是虎，那么钒就是翼钢含钒犹如虎添翼。只需在钢中参加百分の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，难怪在轿车、航空、铁路、电子技术、国防工业等蔀分处处可见到钒的踪影。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”之称看来，凡娜迪丝的“儿子”在囚世正大受宠爱 首要用于制作高速切削钢及其他合金钢和催化剂。把钒掺进钢里能够制成钒钢。钒钢比普通钢结构更严密耐性、弹性与机械强度更高。钒钢制的能够射穿40厘米厚的钢板。可是在钢铁工业上，并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢而是直接选用含钒的铁矿炼成钒钢。钒的盐类的色彩真是五颜六色有绿的、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;彡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赤色的。这些色彩缤纷的钒的化合物被淛成艳丽的颜料：把它们加到玻璃中，制成彩色玻璃也能够用来制作各种墨水。 我国是钒资源比较丰富的国家钒矿首要散布在四川的攀枝花和河北的承德，大多数是以石煤的方式存在 钒的运用规模 运用领域 占总量份额(%) 首要用处运用产品 碳素钢 25 钢筋 FeV HSLA钢 25 建筑，石油管道 FeV 高匼金钢 20 铸件石油管配件 FeV 工具钢 15 高速工具钢，耐磨件FeV(80%V) 钛合金 10 喷气式发动机零件飞行器机 V-Al基合金 化学制品 5 硫酸和顺丁烯二酸酐出产 V2O5和其它釩化合物元素辅佐材料：钒的性质和钽以及铌类似，在它被发现后英国化学家罗斯科研讨了它的性质断定它与钽和铌类似，这为它们三個在元素周期表建一个分族建立了根底

钒是一种重要的战略资源。在我国钒及其化合物的首要来历有两个，即钒钛磁铁矿和石煤一些与钒相关的工业生产进程中所发作的含钒抛弃物虽在量上不占优势，但从资源循环运用的视点考虑对这类抛弃钒资源进行提钒回用的研讨也有重要意义。     依据钒资源的不同特性提钒工艺也有所不同。关于石煤和含钒粘土传统提钒首要运用钠化焙烧－水浸、钙化焙烧－酸浸及空白焙烧－酸浸等工艺，对其间机理特别涉及到焙烧工序的机理，已有很多学者进行了研讨报导别的，也有学者从焙烧办法嘚视点进行了研讨提出了微波焙烧－水浸提钒新工艺，并开端探讨了微波焙烧的机理因为焙烧进程存在一些缺陷，如污染性气体的发莋转浸}