石煤提钒研究进展与五氧化二钒的市场状况
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2024年五氧化二钒市场调查报告引言五氧化二钒是一种重要的无机化合物,广泛用于化工、冶金、电子等行业。
本报告旨在对五氧化二钒市场进行全面调查和分析,以了解其当前的市场状况和未来的发展趋势。
调查方法本次市场调查采用了多种方法,包括网络调研、问卷调查和实地访谈。
通过收集和分析大量的市场数据,得出了以下的调查结果。
市场状况分析1. 市场规模根据调查数据显示,五氧化二钒市场在过去几年中呈现稳定增长态势。
市场规模不断扩大,预计未来几年仍将保持增长趋势。
2. 市场应用五氧化二钒主要应用于以下几个领域: - 化工行业:用于生产染料、催化剂等化工产品;- 冶金行业:用于生产钢铁、合金等金属产品;- 电子行业:用于生产电池、电子元件等产品。
3. 市场竞争目前,五氧化二钒市场存在一定程度的竞争。
国内外厂商都在积极参与市场竞争,产品质量和价格是消费者选择的核心因素。
4. 市场趋势通过对市场动态的观察和分析,发现以下几个市场趋势: - 生产技术不断改进,产品质量得到提高; - 市场竞争加剧,价格压力增大; - 对环保要求提高,鼓励研发更环保的生产工艺。
市场前景展望基于当前市场状况和趋势分析,对五氧化二钒市场的未来前景进行展望如下: -市场规模预计将继续扩大,年均增长率保持稳定; - 产品应用领域将不断扩展,尤其在新能源和电子领域的需求增加; - 竞争格局将进一步加剧,企业需加强产品创新和市场营销能力。
结论五氧化二钒市场在过去几年中呈现稳定增长态势,并且具备良好的发展前景。
企业应密切关注市场动态,加强产品创新和市场拓展,以适应市场竞争和需求的变化,实现长期可持续发展。
注:本报告仅为调查结果分析,不构成任何投资意见。
五氧化二钒的生产及市场情况2、V2O5主要用途2325的产能约为10万吨,2011年产量约7万吨。
4、市场行情①1991-2012年我国五氧化二钒年均价见下图。
②2012年我国五氧化二钒价格走势见下图。
③2011-2012年国内片钒月均价格对比见下图。
98片钒和粉钒这两年一直处于倒挂阶段,片钒2012年最低价格一度降至6.2万元/吨左右成交,也是近几年市场的最低价位,随着价格的逐步下滑,厂家停产情况愈发明显,走货意愿越来越弱。
从10月份开始随着国内钒铁、钒氮合金市场现货供应的不足引起价格上扬,对于片钒的采购急剧增加,也一度出现供不应求的局面,所以片钒价格也逐步恢复到上升阶段,至12月底98片钒价格回升至8.7-8.8万元/吨。
进入13年,受各钢厂钒产品存货较多、螺纹钢库存消耗缓慢,钢厂招标推后的影响,钒产品价格继续延续跌势,其中钒氮合金下滑幅度仍在扩大,而面对迅速的跌势,各厂商为争夺钢厂订单,报盘积极。
3月1日,98%片钒成交价格则已下滑到了含税现款8.1-8.2万元/吨,预计后续价格很快会跌破8万元/吨。
5、未来市场行情预测(1)不利因素①产能严重过剩造成供需关系不平衡;②应用领域相对集中,钢材市场行情直接影响钒的价格。
(2)利好因素①城镇化的建设或将对于未来几年的钢材市场发展注入新的活力。
②2013年开始禁产一二级螺纹钢,大力推进三级、四级螺纹钢,将促进钒的需求。
③全钒蓄能电池、钒基固溶体贮氢合金等新技术的逐渐成熟,加大了钒的应用范围及用量。
④“十二五”钒钛规划:其一,严禁以开发钒钛资源为名,扩大钢铁产能。
提钒炼钢产能保持在2800万吨规模(攀西基地保持1500万吨提钒钢规模,承德基地保持1300万吨提钒钢规模)。
其二,对石煤提钒有严格的限制,加速淘汰污染严重、产能未达到标准的厂家。
由于上述因素短期内还难有改观,整个市场下游需求仍未好转,且厂商存货较多,缺乏有力因素的支撑,下滑风险仍较大。
长远来看,受国家调控影响,钒产业正逐渐向大型化、垄断化发展,钒系产品市场会逐渐规范、稳定。
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。
2023年五氧化二钒行业市场发展现状五氧化二钒是一种重要的钒系合金原料,广泛应用于钢铁、合金、电力等领域。
自20世纪80年代中期以来,随着国内外经济发展和工业化进程加速,五氧化二钒行业市场需求不断增长,市场规模和发展前景也呈现出不断扩大的趋势。
以下是五氧化二钒行业市场发展现状的详细介绍:一、行业市场规模近年来,我国五氧化二钒年消费量逐步增长,2016年产量达到2.5万吨,2017年预计可达3万吨,其中出口量约为1万吨,市场规模同比增长约20%。
五氧化二钒是一种战略性金属,广泛应用于国民经济各个领域,特别是在钢铁领域的应用需求量尤为庞大。
同时,国家也在促进五氧化二钒行业市场规模的稳步增长,政府鼓励企业加大技术创新和质量管理力度,提高产品质量和市场竞争力,推动五氧化二钒行业市场向高端化、智能化、绿色化发展。
二、行业市场竞争格局当前,我国五氧化二钒行业市场竞争格局相对分散,市场上的主要五氧化二钒生产企业有:1. 永兴钒业2. 湖南天成五金3. 永新亿阳钒铁4. 湖南金海钒业5. 山西龙虎山钒铁其中,永兴钒业是国内最大的五氧化二钒生产企业之一,其拥有较强的市场竞争力和品牌影响力。
同时,其他企业也在加大技术创新和质量管理上的投入和力度,提高产品的市场竞争力。
三、行业市场趋势1. 市场需求不断增加。
随着国内经济和工业化进程的加速,五氧化二钒作为一种重要的钒系合金原料,将会受益于相关领域的发展,其市场需求也将会不断增加。
2. 产业规模将进一步扩大。
随着行业市场需求的扩大和政策鼓励力度的加强,五氧化二钒行业产业规模也会进一步扩大。
3. 技术创新和质量管理将成为企业竞争的重要因素。
为了提高产品的市场竞争力,企业将会加大技术创新和质量管理上的投入和力度,朝着高端化和智能化方向发展。
4. 绿色化生产将会成为行业的发展趋势。
环保已经成为社会关注的热点和政府政策重点之一,五氧化二钒行业也将加大环保投入和绿色化生产的力度,努力实现可持续发展。
浅析含钒石煤无盐焙烧酸浸生产五氧化二钒工艺系统地介绍了V2O5于钢铁、化工、电池及生物医学等领域的重要作用,接着分析了石煤无盐焙烧酸浸生产V2O5的几种常见工艺技术及V2O5生产提取工艺发展趋势。
标签:石煤;焙烧;酸浸;五氧化二钒;工艺碳页岩,俗称石煤,其含五氧化二钒0.3% ~ 1.0%,五氧化二钒总出来高达120000kt,约占国内钒总处理的90%。
研究结果表明:大多数地区石煤中的钒均以+3存在,此形态的钒不溶于酸碱。
目前,我国石煤提钒过程中,普遍采用石煤加盐的焙烧工艺实现钒的提取,虽然该工艺转化率较高,但焙烧过程之中,會产生大量氯化氢、氯气等污染性气体,为解决焙烧污染问题,19世纪末,一些企业开始尝试在焙烧过程中,减少钠盐的投加量,甚至不加钠盐,该法在工业上逐渐获得了应用,整个生产工艺也因此得到了改进,不仅节省了投加钠盐的费用,减少了其他污染,是一项非常有有前途的工艺。
1 五氧化二钒的主要用途1.1 五氧化二钒在钢铁行业的应用约90%的五氧化钒应用于钢铁行业,主要用于生产低合金钢、微合金钢等。
钒在钢之中主要起提升钢的柔韧性及强度,细化晶粒与组织等作用。
碳素钢是钒的消耗量最大的钢种,即便钒在碳素钢之中的含量非常低,但作为全球钢铁产品之中,产量最大的品种。
有色金属行业是耗钒量次之的领域,约占世界总消耗量的10%左右。
1.2 五氧化二钒在化工行业的应用钒在化学领域的主要作用是生产硫酸的催化剂。
19世纪初,F·山埃男用五氧化二钒作为生产H2SO4的催化剂,使二氧化硫氧化为三氧化硫的转化率提高至85%。
钒也广泛被应用于其他方面的催化剂,如:石油工业中重油的裂解、原油加工、尼龙的生产等。
工业上常常利用不同价态的钒化物具有不同的颜色,来作为制备不同颜色的陶瓷及玻璃工业等。
1.3 五氧化二钒在电池中的应用钒电池全称全钒氧化还原液流电池。
作为新型的储能电源,主要应用于以下几方面:风能发电、光电转换储能,电站电厂调峰,作为边缘地区不间断电源、应急电源系统或储能系统。
2024年五氧化二钒市场分析报告摘要本报告对五氧化二钒市场进行了全面分析。
首先,报告介绍了五氧化二钒的基本信息,包括性质、制备方法等。
然后,报告分析了五氧化二钒的市场规模、市场需求和市场竞争等因素。
最后,报告对未来五氧化二钒市场的发展趋势进行了预测。
1. 引言五氧化二钒是一种重要的化工原料,广泛应用于钢铁、合金、电池等多个行业。
本节将介绍五氧化二钒的基本信息。
1.1. 五氧化二钒的性质五氧化二钒化学式为V2O5,为黄色结晶固体。
具有良好的催化和氧化性能,能够吸附气体。
此外,五氧化二钒具有较高的热稳定性,不易溶于水。
1.2. 五氧化二钒的制备方法五氧化二钒的制备主要有化学法和物理法两种方法。
常用的化学法制备方法包括硫酸钒法、氯化钒法等。
2. 市场分析本节将对五氧化二钒市场进行分析,包括市场规模、市场需求和市场竞争等方面。
2.1. 市场规模五氧化二钒市场在过去几年保持稳定增长。
根据统计数据,20XX年五氧化二钒市场规模达到XX万吨。
2.2. 市场需求五氧化二钒市场需求主要来自钢铁和合金工业。
随着全球经济的发展,钢铁和合金产量持续增加,对五氧化二钒的需求也在增加。
2.3. 市场竞争目前,五氧化二钒市场竞争激烈。
主要供应商包括公司A、公司B和公司C等。
这些公司通过提供优质产品和优惠价格来争夺市场份额。
3. 发展趋势本节将对五氧化二钒市场的发展趋势进行预测。
3.1. 市场增长未来几年,预计五氧化二钒市场将保持稳定增长。
这主要受益于钢铁和合金工业的发展。
3.2. 技术创新随着科技的进步,五氧化二钒的制备技术将得到改进和创新。
新技术的应用将提高生产效率和产品质量。
3.3. 环境政策影响环境保护政策的推动将对五氧化二钒市场产生重要影响。
未来,环保要求将推动企业加大技术投入,提高生产过程的环境友好性。
结论本报告对五氧化二钒市场进行了全面分析。
市场规模持续增长,市场需求不断上升。
在市场竞争激烈的情况下,企业应关注技术创新和环境友好生产。
第4期(总第72期) 1999年12月湿法冶金Hydrometallurgy of ChinaNo.4(Sum No.72)Dce.1999从石煤中提钒现状及前景Ξ漆明鉴(核工业北京化工冶金研究院 北京 101149)钒是一种重要的战略物资。
石煤是我国独特的一种钒矿资源,分布在我国南方各省,储量极为丰富。
从石煤中提取V2O5是获得钒的重要途径。
国内有多家生产厂对从石煤中提取V2O5,综合利用石煤资源进行了研究与生产,取得了明显的经济效益和社会效益。
本文作者在1990年就我国从石煤中提钒的有关技术经济问题,包括钒的资源状况、提钒工艺现状及国内外对钒的供需情况进行了充分的调查研究,此文即为调研结果。
关键词 石煤 钒 现状引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、化学工业以及轻纺工业等领域。
世界上钒的资源丰富,分布广泛,但无单独可供开采的富矿,而是以低品位与其它矿物共生。
目前,世界各国生产钒的原料主要是钒钛磁铁矿在冶炼过程中副产的钒渣,我国亦然。
石煤———一种碳质页岩,是我国的一种独特的钒矿资源。
其特点是发热量低、灰分高、含有多种金属元素。
主要蕴藏在煤炭资源贫乏的我国南方各省,储量极为丰富。
国外虽有类似矿物,但为数甚少。
虽然我国南方开发利用石煤资源的历史比较悠久,但在工业上的应用还是在70年代以后。
近几年来,石煤资源的开发与综合利用发展迅速。
从民用发展到工业利用,从单一燃烧发展到综合利用。
目前,石煤综合利用的途径主要是燃料动力(石煤发电)、建筑材料、农肥和提炼稀有金属等4个方面,并且已初具规模。
在充分利用石煤低热值能源的同时,研究提取钒及其它伴生元素,不但可提高石煤的利用价值,而且可为我国国民经济建设提供更多急需的稀散、贵重金属材料,可以获得更高的经济效益和社会效益。
因此,充分、有效、合理地开发利用石煤资源确实具有重大的现实意义和深远的历史意义。
本文作者针对1990年以前我国石煤提钒的有关技术经济问题,主要是钒的资源、提钒工艺现状及国内外对钒的供需情况进行了初步的调查研究,并归纳成文。
2024年五氧化二钒市场分析现状概述五氧化二钒(Vanadium Pentoxide)是一种重要的化工原料,广泛应用于电池、钢铁、催化剂等领域。
本文将对五氧化二钒市场进行分析,并探讨其现状。
产能概览当前,全球五氧化二钒的主要生产国家包括中国、俄罗斯、南非等。
其中,中国是全球五氧化二钒的主要生产国家和出口国家。
根据统计数据,2019年全球五氧化二钒的总产量约为XX万吨,其中中国的产量占据了相当大的比例。
近年来,五氧化二钒的产能逐渐增加,主要受益于电动汽车和储能电池行业的快速发展。
市场需求五氧化二钒具有优良的电化学性能和储能特性,因此在电池领域有着广泛的应用。
随着电动汽车市场的逐渐扩大,五氧化二钒的需求也在增加。
此外,储能电池作为可再生能源的重要配套设施,也对五氧化二钒产生了重要需求。
钢铁行业是五氧化二钒的另一个主要消费领域。
五氧化二钒作为钢铁生产的催化剂,可以提高钢材的硬度和强度,因此在高强度钢铁生产中得到广泛应用。
随着建筑、交通等行业的快速发展,钢铁需求的增加也带动了五氧化二钒的市场需求。
市场价格五氧化二钒的市场价格受到多种因素的影响,包括原材料成本、市场供需关系等。
近年来,五氧化二钒的市场价格呈现出波动上涨的趋势。
一方面,原材料的供给不足导致了五氧化二钒价格的上涨。
五氧化钒矿石是五氧化二钒的主要原材料,随着矿石资源的逐渐枯竭,供给量逐渐减少,从而推高了五氧化二钒的市场价格。
另一方面,市场需求的增加也是导致价格上涨的原因之一。
随着电动汽车和储能电池市场的快速发展,对五氧化二钒的需求逐渐增加,供需关系逐渐趋紧,价格也相应上涨。
市场前景五氧化二钒市场具有较好的发展前景。
随着可再生能源的快速发展,储能电池的需求将继续增加,从而带动五氧化二钒市场的发展。
此外,电动汽车市场的快速增长也为五氧化二钒带来了新的机遇。
电动汽车作为未来汽车发展的主要趋势,五氧化二钒在电池领域的应用将持续增加。
然而,五氧化二钒市场也面临一些挑战。
国内石煤提钒工艺现状分析及面临问题邹晓勇(吉首大学化工学院副教授,吉首市诚技科技开发有限公司总经理,湖南省)邹晓勇,男,41岁从事石煤提钒新技术研究十多年,在石煤提钒领域发表论文十多篇;主持研发的钙化焙烧低酸浸出离子交换法提钒技术已实现规模化工业运行两年多;采用该项技术的石煤提钒项目已获得国内多个省市环保部门的项目批复。
石煤提钒,通常指以含钒碳质页岩、含钒煤矸石等为原料提取钒化合物的工业过程。
我国的石煤提钒工业起步于70年代末期,此后经历了两次大的发展时期,即八十年代的初步发展期,以及2004年到现在的大发展期。
石煤提钒工业经过三十年的发展,在钒行业已经具有较重要的地位,产量估计已经达到钒总产量的40%左右。
在工业行业里,石煤提钒是个较年轻的行业,在工艺、设备方面仍然处于较落后的状况,仍然存在较大的技术和经济提升空间。
1 石煤提钒工艺现状经过三十年的发展,石煤提钒工艺发展为两大工艺路线,即火法焙烧湿法浸出提钒工艺和湿法酸浸提钒工艺。
火法焙烧湿法浸出提钒工艺,指的是矿石经过高温氧化焙烧,低价钒氧化转化为五价钒,再进行湿法浸出得到含钒液体实现矿石提钒的工艺过程;湿法酸浸提钒工艺,指的是含钒原矿直接进行酸浸,包括在较高浓度酸性条件下,甚至是加热加压、氧化剂存在的环境下,实现矿物中钒溶解得到含钒液体的工艺过程。
1.1火法焙烧湿法浸出提钒工艺火法焙烧湿法浸出提钒工艺,根据焙烧过程添加剂的不同或焙烧机理的区别,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。
1.1.1加盐焙烧提钒工艺1976年,湖南冶金研究所与岳阳新开公社合作进行石煤提钒的试验研究并建厂生产。
焙烧设备选用安化钒厂的平窑,并对之进行了改进。
到1979年,石煤加盐氧化钠化焙烧—水浸—水解沉粗钒—粗钒碱溶精制—精钒的传统工艺流程己经形成,此工艺也就是行业传统上说的“钠法焙烧、两步法沉钒工艺”或“加盐焙烧提钒工艺”。
该工艺的优点:技术成熟、设备简单、投资少。
石煤提钒研究进展与五氧化二钒的市场状况宾智勇【摘要】介绍了石煤提钒传统工艺的改进以及酸法-萃取、无盐焙烧-酸浸-萃取、氧化焙烧-碱浸等几种从石煤无污染提取五氧化二钒的工艺流程,上述工艺不但生产过程无环境污染,钒的回收率还大有提高,是很有前途的清洁生产工艺.同时对近两年国际钒价暴涨暴跌的原因进行了探讨,在分析国内主要钒生产厂家的扩产情况下,指出今后几年五氧化二钒价格有望保持在7万元/t以上.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2006(022)001【总页数】6页(P16-20,74)【关键词】石煤钒矿;五氧化二钒;新工艺;无污染;市场;价格【作者】宾智勇【作者单位】湖南有色金属研究院,湖南,长沙,410015【正文语种】中文【中图分类】TF841.3石煤是一种存在于震旦系、寒武系、志留系等古老地层中的劣质腐泥无烟煤,系菌藻类低等生物死亡后,在浅海还原条件下形成。
我国湘、鄂、豫、渝、陕、赣、黔等地富产含钒石煤,全国探明含钒石煤储量618.8×108 t,其V2O5品位多在0.1%~0.5%之间,总钒量达1.18×108 t,占我国V2O5总储量的87%,超过世界其他国家和地区钒的总储量,其中在现阶段有工业开采价值(V2O5含量0.8%以上)的达8×106 t。
含钒石煤的物质组成复杂多变,钒的赋存状态和赋存价态变化多端,且分散细微,X-衍射一般很难清晰准确地辨明其赋存方式;而选矿的方法也不能予以富集。
钒在石煤中的价态分析研究结果表明,石煤中的钒绝大部分以V3+形态存在于含钒云母、钒云母、电气石、石榴石等硅酸盐矿物中,以类质同象形式部分取代硅氧四面体“复网层”和铝氧八面体“单网层”中的Al3+。
石煤中的钒还可以形成钛钒石榴石、钙钒石榴石、变钒铀矿等矿物;亦可以金属有机络合物和钒叶啉的形态存在;有时也以络阴离子呈吸附形态作为混入物存在于氧化铁、粘土类矿物中。
湖南有色金属研究院冶金所是国内进行石煤提钒工艺研究最早的科研单位之一,上世纪七十年代末八十年代初即对岳阳新开、湖北通山等地的含钒石煤进行了详细的工艺研究、建厂生产。
进入新世纪以来,特别是近两年,随着国际国内市场五氧化二钒价格的暴涨(含量98%的粉状V2O5国际市场价格从2003年初的3.3美元/kg涨至2005年4月最高的66美元/kg,国内市场价格也从3.5万元/t涨至最高33万元/t),各地又掀起了建厂提钒的热潮。
由于国家环保要求日益严格,严禁外排对周边环境造成严重污染的HCl、Cl2、SO2等腐蚀性气体超标的废气,2005年以来国家环保总局加大了对小钒厂的整治力度,关闭、炸毁了采用NaCl为添加剂的小钒冶炼厂,如湖南古丈至2005年6月底已摧毁了五家非法钒厂,湘西自治州关闭了31家小钒厂,45家整治;岳阳在7月中旬集中取缔了十几家炼钒厂;湖北、河南、陕西等省也相继开展了类似整治行动。
因此,寻求无污染或污染可控、可治理的提钒新技术、新工艺就成了众多投资者的当务之急。
在对湖南、湖北、河南、陕西、重庆、贵州、江西等地的十数个含钒石煤矿样进行探索试验、小型条件试验和扩大试验的基础上,结合国内外同行的研究成果,作者试图概括一下当前石煤提钒的主要新工艺,并对五氧化二钒的市场状况进行阐述。
1.1 从石煤中提取五氧化二钒传统工艺的改进由于石煤中钒主要赋存在粘土矿物、云母类矿物及氧化铁矿物中,在添加氯化钠后高温焙烧的条件下能转化为水溶性钒而回收,直至上世纪八十年代末,我国的石煤提钒厂仍多数采用图1的工艺流程。
该工艺的主要技术指标为:焙烧-水浸回收率45%~55%,水解沉粗钒回收率92%~96%,精制回收率90%~93%,全流程总回收率低于45%。
传统工艺的长处在于工艺流程简单,生产条件要求低,设备简陋,建厂时间短,成本低,见效快,非常适合个体私营和小企业经营。
缺点是排出大量富含对周边环境造成严重污染的HCl、Cl2等腐蚀性气体的废气;回收率低,资源综合利用差;平窑占地面积大。
对该传统工艺流程,众多的科研人员进行了多方改进,如水浸后一步酸性沉精钒、离子交换树脂提钒、萃取提钒等,后两者将钒从浸出液到精钒的回收率提高到98%以上,全流程总回收率相应提高到54%左右。
对于烟气的治理,采用两段或多段水吸收、碱吸收,使得废气中HCl、Cl2含量大大降低,但仍很难达到国家规定的排放标准。
在近几年的新工艺开发过程中,作者发现有多种含钒石煤的提钒工艺可以采取降低氯化钠添加量来达到降低废气中HCl、Cl2含量的目的,氯化钠添加量由一般的10%~15%降至1%~6%(另需加入其它无氯添加剂),全流程钒的生产成本基本不变或略有增加,总回收率甚至还有所提高,废气经吸收后基本可以达标排放,谓之“低钠法”。
可惜的是前几年小企业不愿意对原工艺进行改进,而2005年国家环保总局一声令下,无数小钒厂被关停炸毁,又丧失了对原工艺进行改造的机会。
近期作者了解到,有同行亦研究出了“低钠法”,并准备付诸生产。
1.2 石煤酸浸-萃取工艺在硅铝酸盐矿物中,钒是以V3+形式部分取代硅氧四面体“复网层”和铝氧八面体“单网层”中的Al3+而存在于云母晶格中,其分子式为(Al、V)[SiO10](OH)2。
为了使钒能从云母结构中溶浸出来,必须破坏云母结构并使之氧化。
高温、长时间的浸出条件下硫酸可以破坏某些云母结构而溶出其中的钒;而以V4+形式存在的钒可被硫酸直接浸出,其反应式简单表述为:李晓健设计的酸浸-萃取工艺流程如图2所示。
这一工艺已在陕西省华成钒业公司建成投产,日处理矿石300 t,年产五氧化二钒600 t。
该工艺的主要技术条件为:浸出温度85℃,浸出时间20 h,浸出液固比1~1.2,矿石粒度100%小于0.246 mm,硫酸用量为矿石量的11%~12%。
萃取剂为P204与TBP的磺化煤油溶液,萃取流比A/O=1.5~2,接触相比A/O为1,接触时间7 min,分层时间20 min;反萃剂为3 N的硫酸溶液,反萃流比O/A=15~20,接触相比O/A为2,接触时间10 min,分层时间20 min,温度为室温。
沉钒温度60℃,控制氧化还原电位-900 mV,搅拌1 h,然后用氨水调pH至2.5,搅拌0.5 h,而后加温到90℃以上,继续搅拌3 h。
该工艺获得的主要技术指标为:浸出率75%~82%,萃取率97%~98%,总回收率达65%以上。
该工艺的工艺参数容易控制,指标稳定,总回收率高;不产生HCl、Cl2等严重污染环境的废气,废水量较传统工艺大为减少,废水和废渣经石灰乳中和后可直接达标排放和堆存。
由于是酸法作业,许多设备要求防腐,因此总投资额比钠法要大20%~30%。
1.3 石煤无盐焙烧-酸浸-溶剂萃取工艺焙烧是破坏含钒石煤矿物结构的另一有效途径。
含钒原料直接或者与添加剂混合后于氧化性气氛下高温焙烧,能将三价或四价钒氧化为四价与五价钒,并与添加剂或矿石本身分解出来的氧化物生成钒酸盐。
焙烧过程中生成的Fe(VO3)2、Fe(VO3)3、Mn(VO3)2、Ca(VO3)2以及未完全氧化的四价钒化合物不溶于水,但溶于酸。
传统工艺中即有将水浸后的钠化焙烧残渣再用酸溶液二次浸出以提高钒回收率的实践。
酸浸对于提高钒的浸出率是有效的。
湖南煤炭科研所与怀化双溪煤矿共同开发出的无盐焙烧-酸浸-溶剂萃取工艺已用于双溪煤矿钒厂的工业生产。
其工艺流程与酸浸-萃取法相比,多了一段无盐焙烧工序,酸浸液净化采用的萃取剂是N263与仲辛醇的磺化煤油溶液。
萃取技术条件为:有机相15%N263+3%仲辛醇+82%磺化煤油,萃取原液pH约为7,相比O/A=1/2,混合时间3 min,级数为1。
反萃的技术条件为:反萃水相NH3·H2O+NH4Cl,相比O/A=2,混合时间3 min,级数为1。
这一工艺获得的主要技术指标为:焙烧转浸率大于55%,酸浸回收率约98%,萃取率99%以上,反萃率约95%,沉偏钒酸铵回收率约99%,灼烧回收率约98%,总回收率约50%。
而作者做过的几个钒矿,采用该工艺,焙烧-浸出工序回收率可达90%,萃取率(萃取剂为P204与TBP的磺化煤油溶液)、反萃率、沉钒率、灼烧回收率均在99%以上,全流程直收率达到85%。
由于在焙烧时不加任何添加剂,该工艺无HCl、Cl2等严重污染环境的废气产生,是一项大有前途的清洁生产工艺。
1.4 氧化焙烧-碱浸-离子交换工艺碱溶液对部分石煤氧化焙烧所得产物中的钒也有良好的浸出效果。
焙烧过程可以添加各种不含氯添加剂,如氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠等,其主要反应式可简单表述如下:生成的焦钒酸盐和正钒酸盐,须添加大剂量的溶剂才可部分浸出,故应尽可能避免出现这种情况,尽量控制焙烧产物为可溶性能良好的偏钒酸盐。
焙烧温度越高,焙烧时间越长,都会生成更多的焦钒酸盐和正钒酸盐。
作者对某含钒石煤矿进行了氧化焙烧-浸出-离子交换工艺的试验研究,其工艺流程如图3所示。
试验所得的主要技术参数:焙烧添加剂加入量为矿量的2%;焙烧温度800℃;焙烧时间2h;磨矿粒度98%小于0.173 mm;浸出溶剂加入量为焙烧矿量的4%;浸出温度92℃;浸出时间1.5 h;液固比2.5∶1。
六次10 kg级的闭路循环试验,焙烧-浸出段钒回收率平均达到76%,树脂吸附、解吸、沉钒、煅烧过程回收率均高于99%,全流程直收率达到73%。
与传统的钠法工艺相比,该工艺产出的废气中不含对环境污染严重的HCl、Cl2等腐蚀性气体,钒的回收率更高,属于有前途的清洁生产工艺。
与酸法-萃取工艺相比,该工艺的大部分设备不需防腐,设备投资相应降低。
2.1 钒的主要用途钒主要在炼钢过程中作为合金元素使用,使钢的结晶组织细化,从而提高钢的强度、抗震性、韧性、可塑性及耐磨性。
目前,世界上85%以上的钒被应用于钢铁工业,约7%被应用于其他合金生产,如铝钒合金;另有7%被应用于化工以及陶瓷工业,常作为生产催化剂的原料。
钒的应用领域还在不断的被研究和拓展,较新的方向是:航天工业、核工业和钒电池等。
2.2 五氧化二钒的生产厂家及其产量全球钒的总产量目前约7.7万t,世界三大产钒国为南非、中国和俄罗斯,其所产钒量占世界总产量份额分别为45.5%、29.5%、22.7%,其他国家仅占2.3%。
前三位的生产厂商分别是:南非第二大钢铁公司Highveld(隶属于世界第二大矿产集团英美资源),中国攀钢集团以及瑞士矿业巨头XstrataAG(钒矿位于南非),三家的钒产量合计超过世界总量的55%。
至2004年,攀钢集团钒制品的年生产能力(以V2O5计)达到1.5万t。
其旗下主要钒制品生产企业新钢钒(深圳交易所上市公司,代码000629)2004年钒渣产量约130 000 t,最终销售量高钒铁(FeV80)1 800 t,低钒铁(FeV50)2 000 t,氮化钒1 398 t。