钒钛磁铁矿共(伴)生SM元素的提取(钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池).

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三氧化二钒（钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池）原创邹建新崔旭梅教授等1 三氧化二钒的制备方法简介三氧化二钒是一种比五氧化二钒更高效的合金添加剂，其制取一般是利用钒的中间产品，例如五氧化二钒(V 2O5)、偏钒酸氨(NH4VO3)和多聚钒酸铵等作为原料来制取。

三氧化二钒的制取方法大致可归纳为两类。

一类是不外加还原剂的钒酸铵(如偏钒酸铵和多钒酸铵等)热分解裂解法；另一种是外加还原剂的直接还原法。

钒酸铵热分解裂解法是利用钒酸铵在加热时释放出的氨进一步裂解产生的初生氢对V + 5还原,得到产品VO3。

而直接还原法则是利用外加还原剂，如C、CO、CH4、H 2、NH3以2及金属钒等对V+5进行还原，最终得到产品V2O3。

目前国内外三氧化二钒生产企业主要是采用外加还原性气体(一般是天然气或工业煤气)还原多钒酸铵（简写为APV）制取三氧化二钒，具有成本低，效率高，产品质量好等优点。

目前世界上只有德国、奥地利、南非和中国攀钢具有工业上大量生产三氧化二钒的能力。

2 三氧化二钒生产基本原理单独考虑用纯一氧化碳或氢气还原五氧化二钒，在标准状态下的吉布斯自由能变化列于表5.3.1中。

ϑ以多钒酸铵(六钒酸铵、十钒酸铵、十二钒酸铵等)为原料，用气体(氢或一氧化碳)进行还原有如下的反应发生：（1）一氧化碳还原反应(NH4)2V6O16+6CO＝3V2O3+6CO2+2NH3+H2O(NH4)6V10O28+10CO＝5V2O3+10CO2+6NH3+3H2O(NH4)2V12O31+12CO＝6V2O3+12CO2+2NH3+H2O（2）氢还原反应(NH4)2V6O16+6H2＝3 V2O3+7 H2O+2 NH3(NH4)6V10O28+10H2＝5 V2O3+13 H2O+6 NH3(NH4)2V12O31+12H2＝6 V2O3+13 H2O+2 NH3需要指出，当APV分解出氨后，氨会分解出氢气：2NH3→3H2+N2ϑG＝33472-76.15T∆15ϑG＝0时，T＝440K (166℃)∆15标准状态下，当温度达到166℃时，分解出的氢气仍可以起到还原剂的作用。

雾化提钒与石煤提钒的工艺简介（钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池）原创邹建新崔旭梅教授等1雾化提钒的工艺简介雾化提钒是攀钢1978～1995年采用的从铁水吹炼钒渣的方法。

其工艺流程见图5.1.6。

炼铁厂输送来的铁水罐经过倾翻机将铁水倒入中间罐，铁水进行撇渣和整流，然后进入雾化器。

铁水被压缩空气分散成细小铁珠，雾化后的铁水进入雾化炉反应，随后铁水经出钢槽流入半钢罐，钒渣漂浮于半钢表面形成渣层，最后将半钢与钒渣分离。

图5.1.6 攀钢雾化提钒工艺流程雾化提钒工艺目前已被取消，其主要原因有几个方面：（1）雾化提钒工艺条件不太稳定。

铁水流量难以控制(水口熔损)，渣铁分离困难(温低、渣铁混出、溜槽维护不好、散流持续时间长、半钢翻不净，残留半钢与钒渣一起翻入渣罐)，钒渣流失较多，钒总收得率偏低，钒渣含铁较高，铁损及温降大。

（2）雾化提钒不能与炼铁和连铸、模铸工序相适应。

（3）为满足连铸生产要求，铁水必须脱硫。

实践证明，铁水经脱硫后难以通过雾化提钒，从而满足不了连铸浇钢温度的要求。

2 石煤提钒简介我国石煤中钒的总储量为钒钛磁铁矿中钒总量的6-7倍，超过世界上各国钒储量的总和。

因此，以石煤为原料生产钒制品在我国具有良好的发展前景。

石煤是一种由菌藻类低等生物在还原环境下形成的黑色劣质可燃有机页岩，多属于变质程度高的腐泥无烟煤或藻煤，具有高灰分、高硫、低发热量和结构致密、比重大，着火点高等特点。

石煤中除含Si、C和H元素外，还含有V、Al、Ni、Cu、Cr等多种伴生元素。

石煤矿的含钒品位各地相差悬殊，一般品位在0.13%～1.00%，以V2O5计含量低于0.50%的占60%。

我国各地石煤中钒品位差异较大，在目前技术条件下，只有品位达0.8％以上才有开采价值。

根据焙烧过程添加剂的不同或焙烧机理的区别，提钒工艺分为：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。

通常将石煤直接进行磨矿作为提取V2O5的原料，因此，含钒石煤细矿也可称为另一种钒渣。

钒钛磁铁矿共（伴）生SM元素的提取原创邹建新李亮教授等1 钒钛磁铁矿中共（伴）生SM元素的状况典型钒钛磁铁矿中共生有铁、钒、钛三种主要有益元素，同时还伴生有钴、镍、铬、锰、铜、硫、镓、钪、稀土及铂族元素，主要富集在钛磁铁矿、钛铁矿和硫化物矿物之中。

矿石经过机械破碎、球磨可以达到以上三种有益矿物和脉石矿物的单体解离，再通过磁选、重选、浮选、电选等选矿工艺就可以将有用矿物分离出来，生产出钒铁精矿、钛精矿和硫钴精矿等三个矿产品。

钒铁精矿：以含铁钒为主，还含有铬、钛、镓、锰、铜、钴、镍等有益元素，是综合回收以上元素的原料，炼钢时采用转炉法提取钒渣，其它有益元素冶炼中部分进入铁水，成为半钢，为改善提高生铁和钢材的性能起了积极作用。

钛精矿：以含钛为主，兼含有铁锰、钪等有益元素。

钛精矿是生产钛白粉、高钛渣的原料，同时可以综合回收铁，制取铁红、铁粉。

钪是一种高度分散元素，在选冶过程中主要向钛精矿中富集。

分析表明，原矿中含钪25.4～28.3克/吨，钛铁矿中为101克/吨，钛磁铁矿中25克/吨，而高炉冶炼高钛渣的烟尘中富集到132克/吨。

硫钴精矿：以含铁、钴、镍、硫、铜等元素为主，其它元素都有分布，硫化物矿物也是硒、碲、铂族元素的载体矿物，是综合回收钴、镍、铜、硫、铁、硒、碲、铂族元素等的重要原料。

钒钛磁铁矿是世界少有的多金属共生矿，有20多种有价元素达到提取标准。

伴生在钒钛磁铁矿中除了钒和钛，还有钴、镍、镓、钪、铂族和金等。

采用高炉流程冶炼钒钛磁铁矿实现铁、钒和钛的回收，其它有益元素如：镓、钪和锌等未实现回收，造成了资源的浪费。

稀有元素多伴生在钒钛磁铁矿物中，微且分散，一般从提取有色、黑色主体金属的副产物中回收。

它们主要赋存于各种废液和废渣中。

2 钒钛磁铁矿中主要伴生SM元素用途随着人们对SM的认识和研究的逐步深化，特别是近十年来SM的应用在各个领域崭露头角。

单独使用SM的情况较少，往往掺杂于其它有色金属制备出一系列化合物或合金，如半导体材料，电子光学材料，新型节能材料，特殊合金及有机金属化合物等，是支撑当代电子计算机，通讯，宇航，能源，医药卫生及军工等高新技术的重要基础材料之一。

钒铁冶炼（钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池）原创邹建新崔旭梅李俊翰教授等1 钒铁冶炼方法及特点(1)以还原剂来区分：通常分为硅热法、铝热法、碳热法三种。

(2)以还原设备区分：在电炉中冶炼的有电炉法（包括碳热法、电硅热法和电铝热法）。

不用电炉加热，只依靠自身反应放热的方法称为铝热法（即炉外法）。

(3)以含钒原料不同区分：用五氧化二钒、三氧化二钒、钒渣原料冶炼钒铁的方法。

(4)根据热源不同可分为：碳热法、电热法、电硅热法、金属热法。

不同方法，特点不同，一种是耗电能大，工序复杂，但产品质量稳定，还原剂价格低。

另一种是耗铝量大，回收率低，合金品位高，不用电能。

2 钒铁产品的牌号及成分钒铁牌号根据含钒量分为低钒铁：FeV35～50，一般用硅热法生产；中钒铁：FeV55～65；高钒铁：Fe70~80，一般用铝热法生产。

国内钒铁牌号及成分如表5.5.1，国际钒铁牌号及成分如表5.5.2。

80 FeV产品外观如图5.5.1。

（1）我国钒铁标准（GB 4139-2012）表5.5.1 我国钒铁牌号及成分标准表5.5.2 国际钒铁牌号及成分标准图5.5.1 80 FeV产品外观图5.5.2 冶炼钒铁的电弧炉3 金属热法冶炼钒铁的原理金属热法冶炼铁合金一般是用比较活泼的金属去还原比较不活泼的金属氧化物，并获得该金属与铁熔于一起，从而生成铁合金。

主要反应原理为：Me x O y+Al─→Al2O3+Me ϑH(Al)=Q kJ/mol∆298Me x O y+Si─→SiO2+Me ϑH(Si)=Q kJ/mol∆298Me x O y+Mg─→MgO+Me ϑH(Mg)=Q kJ/mol∆298Me x O y+Ca─→CaO+Me ϑH(Ca)=Q kJ/mol∆298上述Q值等于-301.39kJ时，该反应式能自发进行，反应放热能达到使炉料熔化、反应、渣铁分离的程度。

当然，要使Me的收率达到高的指标，这个值不一定是最佳的。

钒如何提炼的原理钒的提炼是指将钒化合物从矿石中分离出来，使其成为纯净的钒金属。

钒的提炼过程主要包括矿石选矿、钒化合物的还原与提纯等步骤。

下面我将详细介绍钒的提炼原理。

首先，矿石选矿是钒提炼的第一步。

矿石选矿是通过重力分离和浮选等方法将含有钒的矿石从其他无价值的岩石中分离出来。

常见的含钒矿石主要有钒钛磁铁矿、伊利石矿以及含钒钒酸钙矿等。

通过矿石选矿，可以提高钒的含量和浓度，为后续的提炼工艺提供了较好的原料。

钒的提炼主要是通过还原钒化合物来获得纯净的钒金属。

常见的还原剂有焦炭、石灰石以及钠等。

其中，焦炭是最常用的还原剂。

原理是利用焦炭在高温下与钒矿石中的氧化钒反应，生成CO和CO2气体，使钒氧化物从固态转变为气体形式，从而实现钒的分离。

接下来，是对钒气体的处理与提纯。

一种常用的方法是采用冷却浓缩法。

这是通过将钒气体冷却至足够低的温度，使其凝结成液体。

此时，液态的钒气体可以与液体中的杂质分离，达到提纯的效果。

进一步的提纯可以通过电解法或浸出法来实现，以去除残留的杂质，使钒金属达到较高的纯度要求。

另外，值得注意的是，钒的提炼还会受到矿石性质的影响。

比如，钒钛磁铁矿中的钒主要以三氧化二钒（V2O3）的形式存在，而伊利石矿则主要以五氧化二钒（V2O5）的形式存在。

因此，不同的矿石需要采用不同的提炼方法和工艺，以获得最佳的提炼效果。

总结起来，钒的提炼原理是通过矿石选矿、还原和提纯等步骤，将钒化合物从矿石中分离出来，获得纯净的钒金属。

矿石选矿能够提高钒的含量和浓度，还原过程通过还原剂将钒氧化物转变为气体形式分离钒元素，提纯过程通过冷却浓缩、电解或浸出等方法去除杂质，使钒金属达到较高的纯度要求。

不同的矿石需要采用不同的提炼方法和工艺，以获得最佳的提炼效果。

这些步骤和方法的应用和改进，使得钒的提炼过程更加高效和经济。

钒渣提取新技术（钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池）原创邹建新崔旭梅教授等随着攀钢提钒炼钢厂为代表的钒渣提取技术不断得以提升，及时根据铁水条件变化调整供氧强度、吹炼时间、冷却强度等工艺参数，提高铁水中的钒氧化率，尽可能降低残钒含量。

另外，通过优化复吹提钒、出渣炉次添加无烟煤等技术措施，克服铁水成分波动对钒渣生产的影响；开展煤氧枪烧结补炉、提钒炉口防粘、4210镗孔机打炉口等技术研究，改善提钒转炉维护质量。

转炉提钒生产的主要国家是俄罗斯和我国，已经使用静态模型对提钒过程进行控制的国家是俄罗斯，俄罗斯对提钒控制模型开展了深入的研究，现在取得了不错的效果。

不过正在使用的模型一般是根据复杂的物理化学规律开发的机理模型，这对工艺要求非常高，需要有非常稳定的工艺条件和生产流程，因此不适用于铁水成分、生产设备等变化波动大的情况。

也就是说，这种模型系统不能很好地适应复杂生产过程和现代化柔性生产的需要，模型移植困难，模型价格昂贵。

在我国对转炉提钒的研究与发展比较缓慢，主要为人工操作模式，操作和控制基本上依赖于现场操作人员的经验和感觉进行操作，自动化水平低，存在着钒渣质量和半钢质量不稳定的问题。

因此利用人工智能技术研制具有高性价比的转炉提钒模型，建立具有自适应、自学习能力的控制模型是未来提钒控制的发展趋势。

目前，对提钒这样的复杂冶金工业过程建模的研究，也是国内外的研究热点之一。

近年钒渣提取领域的代表性新技术如下：①中国恩菲工程技术有限公司发明了一种从原料钒渣制备精细钒渣的方法。

包括：将原料钒渣进行破碎，然后进行磁选铁得到铁渣和选铁后的钒渣，将钒渣进行一次球磨，然后进行一次选粉得到一次粗粉和作为精细钒渣的一次细粉，然后进行筛分得到筛上粉和筛下粉，将筛下粉进行二次球磨和二次选粉得到二次粗粉和作为精细钒渣的二次细粉。

利用该方法能够降低精细钒渣中铁含量。

②攀钢集团公开了一种高品位钒渣富氧钙化焙烧的方法，包括如下步骤：将高品位钒渣与钙化剂混合形成混合料，将混合料在氧气体积含量为12-21％的气氛下进行焙烧。

钒钛磁铁矿提钒工艺发展历程及趋势摘要：介绍了钒钛磁铁矿提钒工艺的发展历程及工艺现状，阐述了各种提钒工艺的优点、缺点、主要工艺参数和技术指标，针对现有典型提钒工艺的不足，指出了下一步提钒工艺的研究方向。

关键词：钒钛磁铁矿，提钒工艺，发展历程0 前言钒是一种重要的合金元素，被称为“现代工业的味精”，广泛应用于钢铁、化工、航空航天等领域。

目前工业生产钒产品的主要原料有钒钛磁铁矿、石油灰渣、废钒触媒、铝土矿和石煤等，其中，75%～85%的钒产品来源于钒钛磁铁矿[1]。

可见，钒钛磁铁矿在提钒领域具有极其重要的地位。

钒钛磁铁矿中的钒是在20世纪初研究发现了钒在钢中能显著改善钢材的力学性能之后才得到工业化开发的[2]。

在近80年的研究开发过程中，形成的钒钛磁铁矿提钒工艺主要有三种：第一种是钒钛磁铁精矿钠化焙烧——水浸提钒工艺，又称先提钒工艺，是第一代以钒钛磁铁矿为原料主要回收钒的工艺，铁作为副产品 [3]；第二种是钒钛磁铁精矿冶炼——铁水提钒——钒渣生产氧化钒工艺，是第二代以钒钛磁铁矿为原料将钒作为副产品回收的工艺，也是目前从钒钛磁铁矿回收钒最主要、经济上最合理的工艺；第三种是钒钛磁铁精矿非高炉冶炼——电炉熔分（或电炉深还原）——熔分渣提钒（或铁水提钒）工艺，该工艺目前还处于试验研究阶段。

由于前两种钒钛磁铁矿提钒工艺各有优点和缺点，不是单纯的工艺改进和完善，因此，第二种工艺并没有完全替代第一种工艺，而是以第二种提钒工艺为主，两种提钒工艺共存的方式存在。

1 钒钛磁铁精矿钠化焙烧——水浸提钒工艺（第一代工艺）1.1工艺现状及特点采用钒钛磁铁精矿钠化焙烧——水浸提钒工艺的钒制品生产厂主要分布在南非和澳大利亚，全球仍有五六家公司采用该工艺生产氧化钒，其产量约占全球氧化钒总产量的25%～30%[4]。

钒钛磁铁精矿钠化焙烧——水浸提钒工艺因物料处理量大，仅适用于钒钛磁铁精矿含钒量高（V 2O 5含量>1.0%），矿石、钠盐添加剂、燃料价格低的情况。

钒钛磁铁矿尾矿化学成分钒钛磁铁矿尾矿的化学组成钒钛磁铁矿是一种含钒和钛的黑色矿物，主要成分为氧化铁（Fe2O3）、氧化钛（TiO2）和氧化钒（V2O5）。

开采和加工钒钛磁铁矿后，会产生大量的尾矿，其化学组成因矿石类型和加工工艺而异。

主要成分钒钛磁铁矿尾矿通常含有以下主要成分：氧化铁 (Fe2O3)：这是尾矿中含量最多的成分，通常在 60% 至 80% 之间。

氧化钛 (TiO2)：钛的含量通常在 10% 至 25% 之间，使其成为尾矿中重要的有价成分。

氧化钒 (V2O5)：钒的含量通常在 1% 至 5% 之间，使其成为尾矿中另一种有价值的成分。

次要成分除了主要成分外，钒钛磁铁矿尾矿还含有各种次要成分，包括：氧化硅 (SiO2)：二氧化硅的含量通常在 5% 至 20% 之间，主要以石英和硅酸盐矿物的形式存在。

氧化铝 (Al2O3)：氧化铝的含量通常在 3% 至 10% 之间，主要以刚玉和粘土矿物的形式存在。

氧化钙 (CaO)：氧化钙的含量通常在 1% 至 5% 之间，主要以方解石和白云石的形式存在。

氧化镁 (MgO)：氧化镁的含量通常在 1% 至 5% 之间，主要以菱镁矿和橄榄石的形式存在。

其他金属氧化物：尾矿中可能还含有其他金属氧化物，例如氧化锰 (MnO)、氧化铬 (Cr2O3) 和氧化镍 (NiO)。

矿物组成钒钛磁铁矿尾矿的矿物组成因矿石类型和加工工艺而异。

常见的矿物包括：磁铁矿 (Fe3O4)：一种磁性黑色矿物，是氧化铁的主要载体。

钛铁矿 (FeTiO3)：一种黑色矿物，是氧化钛的主要载体。

钒磁铁矿 (Fe2VO4)：一种黑色矿物，是氧化钒的主要载体。

石英 (SiO2)：一种无色或白色的矿物，是氧化硅的主要载体。

刚玉 (Al2O3)：一种无色或蓝色的矿物，是氧化铝的主要载体。

特征钒钛磁铁矿尾矿通常具有以下特征：颜色: 黑色或深棕色质地: 沙砾或泥浆密度: 3.5 至 4.5 克/立方厘米磁性: 由于磁铁矿的存在，尾矿具有弱磁性环境影响钒钛磁铁矿尾矿的化学组成可能会对环境产生影响。

冶炼⾦属钒的⽅法分类（钒渣-五氧化⼆钒-三氧化⼆钒-⾦属钒-钒铁-钒铝合⾦-碳氮化钒-钒电池）冶炼⾦属钒的⽅法分类（钒渣-五氧化⼆钒-三氧化⼆钒-⾦属钒-钒铁-钒铝合⾦-碳氮化钒-钒电池）原创邹建新李俊翰教授等0 ⾦属钒⾦属钒可以通过以含钒氧化物和氯化物为原料，采⽤以钙、镁、铝等为代表的⾦属热还原法，或以碳、硅、氢等为代表的⾮⾦属热还原⽅法进⾏制备。

但是，这些⽅法得到的钒含有间隙元素量较⾼，如碳、氢、氧、氮，需要进⼀步提纯精炼后才能得到纯度较⾼、具有可塑性的⾦属钒。

1 冶炼⾦属钒的⽅法分类（1）以还原剂来区分：主要有⾦属热还原法，如钙热还原法、铝热还原法、镁热还原法；⾮⾦属热还原法，如碳热还原法，氢还原法、硅热还原法等。

（2）以含钒原料不同区分：主要有含钒氧化物和含钒氯化物两类原料。

2 钙热还原法2.1 基本原理钙热还原法所⽤原料主要为含钒氧化物，现将钙还原五氧化⼆钒的反应式表⽰如下：V2O5+Ca=V2O4+CaOV2O4+Ca=V2O3+CaOV2O3+Ca=2VO+CaOVO+Ca=V+CaO由以上四式可得如下总反应式：V2O5+Ca=2V+5CaO如果⾦属钙的量充⾜，则上述总反应式能进⾏完全，⽣成⾦属钒。

据有关数据表明，⾦属钒的熔点为1910℃，反应后产出的渣熔点为2615℃。

该反应虽为强放热反应， =-1621kJ，但仍不⾜以使V和CaO熔化，故产物冷却后是粉末悬浮物。

2 钙热还原法冶炼⾦属钒⼯艺(1) 还原⼯艺①早在1927 年，Marden、Rich以V2O5为原料、CaCl2为助剂，采⽤钙热法还原制得⾦属钒，反应按下式进⾏：V2O5 +5Ca +5CaCl2 = 2V +5CaO·CaCl2按化学计量加⼊V2O5175g，Ca 300g，CaCl2300g，装⼊钢罐、密封，加热⾄900 -950℃，保温1 h后冷却，将粒状产物溶于蒸馏⽔，钙盐溶解，固体⾦属钒分离后，⽤盐酸洗涤，再⽤⼄醇、⼄醚冲洗，然后真空⼲燥，得到⾦属钒，纯度可达99.3% -99.8% 。

转炉提钒工艺与设备（钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池）原创邹建新崔旭梅教授等转炉提钒工艺与设备提钒的原材料：高炉铁水；提钒的产品：钒渣+半钢；提钒的工艺：氧气顶吹法；提钒的主体设备：炼钢转炉。

1 转炉提钒工艺过程（1）铁水供应将脱硫后的铁水扒渣，再用起重机将铁水兑入转炉。

（2）冷却剂供应a.生铁块、废钒渣：用电磁起重机装入生铁料槽,再用起重机加入提钒炉。

b.铁皮球、污泥球、铁矿石：用翻斗汽车运至地面料仓，由单斗提升机运到37.56m平台，经胶带运输机送到炉顶料仓内。

使用时由炉顶料仓电磁振动给料机给料,经称量斗称量后加入转炉。

(3)氧气和氮气供应氧气用管道输送到车间内,氧气纯度为99.5％；压力0.49～1.18 MPa；氮气压力0.294～0.392Mpa。

(4)吹炼提钒吹炼前根据铁水条件加入生铁块或废钒渣,然后兑入铁水,摇正炉体下枪供氧吹炼，在吹炼过程中可根据吹炼情况加适量铁皮球、铁矿石、污泥球，吹炼结束时先出半钢进入半钢罐。

(5)出钒渣转炉炉下钒渣罐采用16m3渣罐,每个渣罐能容纳吹炼钒渣8~12炉。

钒渣罐通过炉下电动渣罐车拉至钒渣跨，用起重机吊至16m3钒渣罐车上；每4辆车组成一列(3辆钒渣罐车,一辆废渣车),用火车拉至钒渣破碎间，废渣拉至弃渣场。

2 转炉提钒设备以攀钢转炉提钒主要设备为例。

设计工艺参数：公称容量120吨，设计炉产半钢138吨，提钒周期30min/炉，纯吹氧时间8min，日提钒最大炉数68炉(2吹2时)，设计年产钒11万吨/年，半钢295万吨/年。

转炉炉型参数：高9050mm，炉壳外径6530mm，高宽比1.386，熔池内经5180mm,熔池深度1400mm，转炉有效容积136m3，炉容比V/t 0.986，炉口外径2480mm。

提钒转炉主要设备有冷却料供应系统、转炉及其倾动系统、氧枪系统、烟气净化及回收、挡渣镖加入装置等。

(1)冷却料供应系统冷却剂供应系统包括地下料坑、单斗提升机、皮带运输机、卸料小车、高位料仓、振动给料器、称量料斗以及废钢槽、天车等设备，这些设备保证提钒用原料的正常供应。

五氧化二钒三步法五氧化二钒是一种无机化合物，化学式为V2O5。

它是一种重要的钒化合物，具有广泛的应用领域。

本文将从三个步骤来介绍五氧化二钒的制备方法。

第一步是从钒矿石中提取钒。

钒矿石主要有钒磁铁矿和钒镍矿两种，其中钒磁铁矿是最常见的钒矿石。

提取钒的方法有多种，常用的方法是氧化焙烧法。

首先将钒矿石破碎成粉末状，然后进行焙烧。

焙烧过程中，钒矿石中的钒会与氧气发生反应，生成氧化钒。

焙烧后的产物中含有氧化钒和其他杂质，需要经过酸浸提取来得到纯净的氧化钒。

第二步是将氧化钒还原为金属钒。

这一步通常采用煅烧还原法。

将氧化钒与还原剂（如碳粉）混合后，放入高温炉中进行煅烧。

在高温下，还原剂会与氧化钒发生反应，将氧化钒还原为金属钒。

煅烧后得到的产物是金属钒的粉末。

第三步是将金属钒与氧气反应生成五氧化二钒。

将金属钒粉末与氧气充分接触，放入反应器中进行反应。

反应过程中，金属钒与氧气发生氧化反应，生成五氧化二钒。

反应后的产物是五氧化二钒的粉末。

通过以上三个步骤，我们可以得到纯净的五氧化二钒。

五氧化二钒是一种重要的化工原料，广泛应用于电池、催化剂、颜料等领域。

除此之外，五氧化二钒还具有一定的毒性，需要注意安全使用。

在制备过程中，应采取必要的防护措施，避免对人体和环境造成伤害。

五氧化二钒的制备包括从钒矿石中提取钒、将氧化钒还原为金属钒，以及金属钒与氧气反应生成五氧化二钒三个步骤。

这些步骤需要严格控制反应条件和操作方法，以确保得到纯净的五氧化二钒。

五氧化二钒的制备方法对于相关产业的发展和应用具有重要意义，也为我们深入了解钒化合物的性质和应用提供了基础。

钒渣生产原理（钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池）原创邹建新崔旭梅教授等1 钒渣生产方法简介提钒原料有钒钛磁铁矿、石煤等。

要从钒钛磁铁矿中回收钒，首先需将钒钛磁铁矿在高炉或电炉中冶炼出含钒铁水。

含钒铁水提钒的主要任务有以下几方面：⑴把含钒铁水吹炼成满足下一步炼钢要求的高碳含量的半钢；⑵最大限度的把铁水中钒选择性氧化进入到钒渣中；⑶得到的钒渣能作为下一步提取五氧化二钒的原料。

提钒的方法很多，但有些方法已经被淘汰(如雾化提钒)。

目前世界上铁水提钒的方法主要有四种：⑴摇包提钒（南非海威尔德用）；⑵铁水包提钒（新西兰）；⑶空气底吹转炉提钒（俄罗斯丘索夫）；⑷氧气顶吹（复合吹炼）转炉提钒（俄罗斯下塔吉尔和中国攀钢、马钢、承钢）。

钒钛磁铁矿的火法提钒工艺流程图如图5.1.1所示。

图5.1.1 火法提钒工艺2 转炉提钒的主要化学反应转炉提钒过程：转炉提钒是氧射流与金属熔体表面相互作用，与铁水中铁、钒、碳、硅、锰、钛、磷、硫等元素的氧化反应过程。

这些元素氧化反应进行的速度取决于铁水本身化学成分、吹钒时的动力学条件和热力学条件。

转炉提钒中的化学反应：转炉提钒就是利用选择性氧化的原理,采用高速氧射流在转炉中对含钒铁水进行搅拌，将铁水中钒氧化成稳定的钒氧化物,以制取钒渣的一种物理化学反应过程。

在反应过程中，通过加入冷却剂控制熔池温度在碳钒转化温度以下，达到“去钒保碳”的目的。

元素的氧化反应可用以下通式表示：m/n[Me]+1/2{O 2}=1/n(Me m O n )式中 [Me]─为铁水中的组元；{O 2}─为气相中的氧气；(Me m O n )─为炉渣中的氧化物或气体氧化物，m 、n ─为化学反应的平衡系数。

V 的氧化主反应为：2/3 [V] + 1/2 {O 2} =1/3 (V 2O 3) 2/5 [V] + 1/2 {O 2} =1/5 (V 2O 5) 1/3 (V 2O 3) + 1/2 {O 2} = 1/5 (V 2O 5)其他杂质的氧化副反应为：1/2 [Si] +1/2 {O 2}=1/2 (SiO 2) [Ca] +1/2 {O 2} = (CaO) [Mn] + 1/2 {O 2} = (MnO) [Fe] + 1/2 {O 2} = (FeO) 2(FeO) + 1/2 {O 2} = (Fe 2O 3)(C) +{O 2} ={CO 2}反应能力的大小取决于铁水组分与氧的化学亲合力，即标准生成自由能θG ∆。

专利名称：从钒钛磁铁矿中分离提取铁、钒和钛的方法
专利类型：发明专利
发明人：薛逊,周家琮,汤天宇,邓君,廖代华,何群,朱胜友,刘功国,王晶,李桂军,何绍刚
申请号：CN200610020436.2
申请日：20060308
公开号：CN1814813A
公开日：
20060809
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种从钒钛磁铁矿中分离提取铁、钒和钛的方法，该方法包括以下步骤：1)将钒钛磁铁矿粉、还原剂和粘结剂造球或压块后烘干；2)装入还原炉内加热到1400～1500℃直接还原制得金属化球团，气相中一氧化碳分压与二氧化碳分压的比值不大于2.0；3)将金属化球团装入炉内在1560～1700℃下进行熔化和渣铁分离，得到含钒铁水和含钛钢渣；4)对含钒铁水进行火法提钒，得到铁水和钒渣；5)对钒渣进行处理，得到VO；6)对含钛钢渣用硫酸法或氯化法处理制取钛白。

本发明的还原反应速度快，还原时间只需5～50分钟，铁、钒和钛的回收率均可达到90％以上。

申请人：攀枝花钢铁(集团)公司
地址：617000 四川省攀枝花市东区向阳村攀钢科技处
国籍：CN
代理机构：成都虹桥专利事务所
代理人：蒲敏
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