五氧化二钒生产监测与工艺流程

（生产管理）2020 年钒及钒生产工艺钒及钒生产工艺第一章钒的性质及应用一、钒的性质：钒是一种十分重要的战略物资，在钢铁、电子、化工、宇航、原子能、航海、建筑、体育、医疗、电源、陶瓷等在国民经济和国防中占有十分重要的位置。

常温下钒的化学性质较稳定，但在高温下能与碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金属元素生成化合物。

例如：钒在空气中加热至不同温度时可生成不同的钒氧化物。

在180℃下，钒与氯作用生成四氯化钒（VCl4）；当温度超过800℃时，钒与氮反应生成氮化钒（VN）；在800～1000℃时，钒与碳生成碳化钒（VC）。

钒具有较好的耐腐蚀性能，能耐淡水和海水的侵蚀，亦能耐氢氟酸以外的非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸）和碱溶液的侵蚀，但能被氧化性酸（浓硫酸、浓氯酸、硝酸和王水）溶解。

在空气中，熔融的碱、碱金属碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。

此外，钒亦具有一定的耐液态金属和合金（钠、铅、铋等）的腐蚀能力。

钒有多种氧化物。

V2O3和V2O4之间，存在着可用通式V n O2n-3≤n≤9)表示的同族氧化物，在 V2O4到 V2O5之间，已知有 V3O5、V3O7、1(V4O7、V4O9、V5O9、V6O11、V6O13等氧化物。

工业上钒氧化物主要是以V2O5、V2O4和V2O3形式存在，特别是 V2O5和生产尤为重要。

它们的主要性质列于下表：4二、钒的应用三、五氧化二钒的性质V 2O 5 是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末，微溶于水（质量浓度约为 0.07g/L ），溶液呈黄色。

它在约 670℃熔融，冷却时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体，它的结晶热很大，当迅速结晶时会因灼热而发光。

V 2O 5 是两性氧化物，但主要呈酸性。

当溶解在极浓的NaOH 中时，得到一种含有八面体钒酸根离子 VO 3-的无色溶液。

它与Na 2CO 3 一起共熔得到不同的可溶性钒酸钠。

第二章 五氧化二钒生产工艺方法概述五氧化二钒生产工艺大致历经了 70 年，通过几代人的不断总结、探讨，已初步形成了不同的生产工艺模式。

五氧化二钒生产工艺五氧化二钒（V2O5）是一种重要的过渡金属氧化物，广泛应用于钒电池、染料、催化剂以及合金的生产中。

下面我们将介绍五氧化二钒的生产工艺。

五氧化二钒的生产工艺可以分为两个主要步骤：钒矿选矿和氧化步骤。

首先是钒矿选矿。

钒矿一般包含钒矿石和非钒矿石，含有较高钒含量的矿石主要有钒磁铁矿和钒钛磁铁矿。

选矿的目的是通过物理和化学方法将钒矿石从非钒矿石中分离出来。

选矿主要包括矿石的研磨、浮选、磁选和重选等步骤。

其中浮选是最常用的方法，通过对矿石进行研磨，然后将其与若干种药剂混合，使得钒矿石沉入泡沫中，而非钒矿石沉入底层，从而实现分离。

经过选矿，得到的钒矿石可以含有较高的钒含量，以便进行后续的氧化步骤。

接下来是氧化步骤。

将得到的钒矿石进行氧化，主要有两种方法：湿法氧化和干法氧化。

湿法氧化是通过将钒矿石与硫酸等溶液反应，使得钒矿石中的钒转化成溶液中的可溶性钒酸盐。

这种方法需要酸洗设备，操作相对较复杂。

经过氧化，得到的钒酸盐溶液可以用于制备其他钒化合物。

干法氧化是通过将钒矿石与空气或氧气进行氧化反应，使得矿石中的钒转化成五氧化二钒。

这种方法需要高温反应炉或回转窑，操作相对简单。

干法氧化还可以分为两个步骤：初级氧化和终末氧化。

初级氧化是将矿石在较低温度下进行氧化，从而得到较低钒含量的氧化物；而终末氧化是将初级氧化产物在较高温度下继续氧化，从而得到较高钒含量的五氧化二钒。

在进行干法氧化的过程中，需要控制氧化反应的温度、气氛以及反应时间等参数，以确保反应得到理想的产物。

反应完成后，得到的五氧化二钒可以进行粉碎、磁选和过滤等步骤，以得到纯度较高的产品。

总的来说，五氧化二钒的生产工艺主要包括钒矿选矿和氧化两个步骤。

通过选矿将含有较高钒含量的矿石从钒矿石中提取出来，然后通过氧化将钒矿石中的钒转化为五氧化二钒。

这些步骤需要适当控制操作条件，以确保产品的质量和产量。

同时，为了提高产品的纯度，还可以进行粉碎、磁选和过滤等后续步骤。

五氧化二钒的生产工艺用钒渣生产五氧化二钒的基本原理：由钒渣的物相结构可知，钒在钒渣中是以三价V 离子状态存在于尖晶石物相中，同时，钒渣中还含有硅酸盐玻璃体、金属铁等物相，从钒渣中提钒主要是将低价钒氧化成五价钒，使之生成溶解于水的钒酸钠，再用水浸出到溶液中使钒与固相分离，然后再从溶液中沉淀出钒酸盐，使钒与液相分离，最终将钒酸盐转化成五氧化二钒。

钒渣的氧化焙烧是将钒渣破碎到一定粒度，与钠盐混合后在氧化气氛加热炉内加热，使钒完成氧化并转化为可溶性钒酸钠的钠化过程。

水溶钒转化程度的高低，直接影响到钒的回收率。

传统的以苏打为主作为添加剂的钒渣生产五氧化二钒的工艺流程主要有原料预处理（包括钒渣破碎、粉碎、配料、混料）、氧化焙烧、熟料浸出、沉钒及熔化五个工序。

流程图如下：钒渣苏打片状五氧化二钒1、原料预处理：包括钒渣破碎、球磨、除铁、配料、混料等。

原料预处理是将钒渣破碎到一定的粒度后再与一定比例的钠盐添加剂混合均匀的过程，钒渣破碎是将大块钒渣经破碎机和球磨机粉碎到一定粒度的粉末状态。

它提高了钒渣的比表面积，保证钒渣在氧化焙烧过程中能充分氧化。

为避免金属铁在氧化焙烧过程中放出打料热量致使炉料粘结，钒渣要磁选除铁。

为了提取钒渣中的钒，使之变为溶解于水的钒酸钠，因此要配入一定量的钠盐添加剂，以苏打为主。

2、焙烧：焙烧转化率是熟料中转化为可溶钒的钒量占全钒的比例。

影响焙烧转化率的因素很多，除了与钒渣的结构和化学成分有关外，还与钒渣的粒度、添加剂的种类、添加剂的用量、焙烧温度、焙烧时间等多种因素有关。

目前焙烧的设备采用回转窑，回转窑的炉温多控制在800°左右。

3、浸出：钒渣经焙烧后称为熟料，熟料的浸出通常是水浸，水浸是将熟料中的可溶性钒酸钠溶解到水溶液的过程。

浸出方式有连续式和间歇式两种。

影响浸出率的因素包括熟料粒度、熟料可溶钒含量、液固比、浸出温度、浸出时间、搅拌、浸出方式等。

目前我公司采用的间歇方式进行浸出。

苯甲酰苯胲光度法测定五氧化二钒量1 范围:本方法适用于溶液中五氧化二钒的测定，不适用于低价硫含量高的样品溶液。

2 方法提要用高锰酸钾氧化钒，在3.5mol/L～5.5mol/L盐酸介质中，以苯甲酰苯胲的三氯甲烷溶液萃取，于分光光度计波长520 nm处测量其吸光度。

3 试剂3.1 硫酸：1+1。

3.2 高锰酸钾溶液：3 g/L，用前现配。

3.3 亚硝酸钠溶液：30 g/L，用前现配。

3.4 盐酸：ρ=1.19 g/mL。

3.5 苯甲酰苯胲溶液 (1 g/L)：称取0.5 g苯甲酰苯胲[C6H5CON(OH)C6H5] (简称BHPA)溶解于500 mL三氯甲烷中。

3.6 五氧化二钒标准贮存溶液： 1 mL溶液含1 mg五氧化二钒。

称取0.2500克预先在105℃烘干的五氧化二钒（99.99%）于200 mL烧杯中，加20 mL 水及0.3 g氢氧化钠（2.1），盖上表皿，低温加热至完全溶解。

加5 mL硫酸（2.3），移入250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

3.7 五氧化二钒标准贮存溶液：移取20 mL五氧化二钒标准贮存溶液(3.6)于1000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

此溶液1 mL含0.02 mg五氧化二钒。

4 试样使用经过过滤或沉降后的上层清液。

5 分析步骤5.1 空白试验随同试料做空白试验。

5.2 测定5.2.1 移取适量溶液于125 mL分液漏斗中，加水至体积约30 mL，加硫酸（3.1）5 mL，摇匀，冷却至室温。

5.2.2 加1～2滴亚硫酸钠溶液（3.3），摇匀，边摇动边滴加高锰酸钾溶液（3.2）至出现淡红色（不要过量），放置5min，沿分液漏斗内壁加盐酸（3.4）18.0 mL，放置10 min。

加苯甲酰苯基羟胺溶液（3.5）10 mL，盖塞，摇动2min，放置40min。

用脱脂棉擦干漏斗颈后，小心地将有机相放入10 mL干燥比色管中。

用1cm吸收池于分光光度计520 nm波长处，以三氯甲烷为参比，测得吸光度。

五氧化二钒化学法生产工艺流程English Answer:Vanadium Pentoxide Production Process by Chemical Method.The chemical method for producing vanadium pentoxide involves the following process steps:1. Dissolution: Vanadium-bearing materials, such as vanadium ores or slags, are dissolved in an acidic solution, typically sulfuric acid.2. Oxidation: The vanadium ions in the solution are oxidized to the pentavalent state using an oxidizing agent, such as sodium chlorate or hydrogen peroxide.3. Extraction: The vanadium pentoxide is extracted from the solution by adding a precipitating agent, such as ammonium hydroxide or sodium carbonate.4. Filtration: The precipitate is filtered and washed to remove impurities.5. Drying and Calcination: The precipitate is dried and calcined at high temperatures to produce vanadium pentoxide powder.Overall Chemical Reaction:2 VOSO4 + H2SO4 + NaClO3 → V2O5 + NaCl + H2O.Chinese Answer:五氧化二钒化学法生产工艺流程。

五氧化二钒的工艺流程嘿，朋友，你知道五氧化二钒吗？这玩意儿可神奇啦！今天我就来给你讲讲它的工艺流程，就像讲一个精彩的故事一样。

我有个朋友叫小李，他就在一个生产五氧化二钒的工厂里工作。

他跟我说起这事儿的时候，那眼睛里都放光呢。

五氧化二钒的生产，得从它的原料开始说起。

一般来说，钒钛磁铁矿是很重要的来源。

你想啊，这就像是一座宝藏，里面藏着我们想要的五氧化二钒。

首先呢，要进行选矿。

这就好比从一堆混杂的宝贝里挑选出真正有价值的东西。

工人们把开采出来的矿石进行破碎、磨矿，把它变成很细的粉末。

这时候，就像是把一个大蛋糕切成了无数小块，为的就是能更好地把有用的成分和杂质分开。

我问小李：“这得费多大劲儿啊？”小李笑着说：“那可不简单，但是看着那些粉末一点点变合格，就特别有成就感。

”选好矿之后，就到了焙烧这一步。

这就像是给矿石来一场火热的考验。

把矿石放在特定的设备里，加热到很高的温度。

这时候的矿石啊，就像在烤箱里的面包，发生着各种各样的变化。

这个过程中，矿石里的一些成分会发生化学反应，让钒变得更容易提取出来。

我好奇地问小李：“这温度得多高啊？”小李比出个数字，那数字高得我都咋舌，“哇塞，这么高，那设备能受得了吗？”小李拍着胸脯说：“放心吧，那些设备都是特制的，结实着呢。

”接下来就是浸出了。

这浸出啊，就像是用魔法药水把我们想要的钒给溶解出来。

把焙烧后的矿石放到酸或者碱溶液里，让钒离子跑到溶液里。

这时候溶液就像是一个大容器，把钒离子都收集起来。

不过这可不是个轻松的活儿，得控制好溶液的浓度、温度还有浸泡的时间。

小李说：“要是哪一个环节没做好，那钒的提取率就会受影响，这可不行，大家都小心翼翼的，就像照顾小婴儿一样。

”然后呢，就是净化了。

这一步可关键了，就像从一群人中挑选出最优秀的人才一样。

溶液里除了钒离子，还有其他杂质离子呢。

得用各种方法把那些杂质去掉。

比如说可以加入一些化学试剂，让杂质离子沉淀下来。

我打趣小李：“这是不是就像把坏家伙都赶出去啊？”小李哈哈大笑：“你可以这么理解，我们得让溶液里尽可能都是我们想要的钒离子。

五氧化二钒的测定——高锰酸钾-亚铁滴定法一、方法提要试样经过适当的方法变成溶液后，在冷的硫磷混酸介质中，用高锰酸钾将钒氧化至五价，用亚硝酸钠还原多余的高锰酸钾，最后用亚铁标准溶液滴定。

二、试剂（用分析纯化学制品和蒸馏水配制）1．硫磷混酸：浓硫酸200毫升加入700毫升水中，再加入100毫升浓磷酸，均匀混合，冷却稀释至1000毫升。

2．高锰酸钾溶液（浓度为2%）：称取高锰酸钾2克，溶于100毫升水中。

3．硫酸亚铁铵溶液（浓度为4%）：向250毫升烧杯中注入95毫升水，再加入5毫升浓硫酸；然后称取4克硫酸亚铁铵深于上述浓度为5%的硫酸中。

4．亚硝酸钠溶液（浓度为1%）：称取1克亚硝酸钠，溶于100毫升水中。

5．尿素：固体，每次约用1克（一小勺）。

6．磷酸7．过氧化钠8．五氧化二钒标准试剂9．苯代邻位氨基苯甲酸（指示剂）：称取0.2克指示剂，溶于100毫升乙醇中（亦可溶于0.2%的碳酸钠溶液液中）。

10．硫酸（浓度为1+1）：1000毫升烧杯中注入300毫升浓硫酸，再加入300毫升水。

11．．硫酸亚铁铵标准溶液：向1500毫升烧杯中注入950毫升水，再加入50毫升浓硫酸；然后再称取4克硫酸亚铁铵溶于上述浓度为5%的硫酸中。

硫酸亚铁铵标准溶液的标定方法：精确称取约0.2克已知纯度的五氧化二钒标准试剂，置于250毫升烧杯中，加入1+1的硫酸10毫升，在电炉上加热溶解。

待试样全部溶解（几近冒白烟），稍冷，加入少量水，冷至室温，移入100毫升容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，吸取10毫升溶液进行测定（测定手续见分析方法）。

硫酸亚铁铵标准溶液的滴定度T按下式计算：T =（mp/V）×(10/100) 单位为（g/ml）（1）式中m为所用的五氧化二钒标准试剂的质量（单位为g），V为滴定时消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积（单位为ml）。

三、分析方法1．浸取液中五氧化二钒含量的测定精确吸取2毫升试液置于250毫升锥瓶中，然后按如下次序：（1）加入50毫升硫碗混酸；（2）再加入3毫升浓度为4%的硫酸亚铁铵溶液（目的是使铬保持在低价）；（3）不断摇动下滴加浓度为2%的高锰酸钾溶液至烧杯中的溶液呈微红色，保持2~3分钟不褪，若红色褪去，可再加入浓度为2%的高锰酸钾溶液至烧杯中的溶液呈微红色，，目的是保证钒在五价；（4）加入尿素一小勺，摇匀；（5）边摇动边滴加浓度为1%的亚硝酸钠溶液至红色刚好消失，再过量两滴，放置1~2分钟；（6）加2~3滴批示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至红紫色变为黄绿色。

五氧化二钒生产操作技术一、安全第一安全责任由各车间主任及各班班长负责。

严禁非电工人员私拉乱接电源、电线及私自操作电路及电器设施。

严禁非机修人员操作电焊、气割及修理机械设施。

二、粉矿工操作规程1.大石头必须经鄂破机粉碎后，才能进球磨机，避免堵住进料口，保证球磨机运转正常。

2.喂料均匀。

3.干湿搭配，过湿球磨机不出料。

4.按时保养球磨机。

5.下班前必须清理球磨机周围的杂物。

三、成球工操作规程1.拉粉人员必须按标准（生产要求）拉粉。

2.拌料人员必须拌料均匀，至少2次以上。

3.成球人员要求成球不散团，大小均匀（1－2公分），手提松紧适中，离地两米不碎。

在要起球时，加入两锨干粉，适时起球，最多不得超过三锨，以减少水分及石渣挟带。

4.配比：水分:煤:盐:添加剂＝13%:4-6%:0.5%:4%。

5.下班前清理成球盘周围散落的球子及矿粉。

四、焙烧操作规程分三层，从上到下，加料层、燃烧层、保温转化层。

1.焙烧一般12小时加一次料，落一次球。

落球时要求加料层不能低于窑门口。

落球后一次加料8砖厚，并且一定要加平，不能有高有低。

落球时，先从里面往外落，并且速度要快，以保证燃烧层燃烧一致。

2.出现红球的原因及处理方法原因：①窑门口和最里面因为靠墙，保温效果不如窑中间，保温时间短而出现红球；②煤质量问题，煤质差，热卡量达不到，致使保温时间短而出现红球；③煤配比少造成红球现象；④加料厚度没达到8砖而使保温效果差，出现红球。

处理方法：①窑门口和最里面加料时先撒层煤，以保持两边温度。

②严格要求煤质量，定点定矿用煤。

③配料时，一定要按要求把煤配足（其它原材料也要按要求配齐配足）。

④加料时一定要按操作规程操作。

五、成钒工操作规程1.熟球浸泡①浸泡次数8－10次。

②浸泡时间50－60小时，一般第一次24小时，第二次12小时，第三次8小时，第四次6小时，以后每次2－3小时。

液水含量低于0.04％才达到出渣标准。

天气冷时应先加半池水再进球（水温高有利于浸泡）。

3.3 操作步骤(1)反应部分。

①检查设备运转情况良好、正常。

于容器内按规定数量配好硫酸，加入白球，盖好釜盖，搅拌10分钟后，加入二氯乙烷。

②升温，用1～1.5小时使釜内温度升至70℃，于70±1℃反应2小时。

用1小时升温至80℃，于80±1℃反应16小时。

再用2小时升温到86℃，于86±1℃反应2小时。

③常压蒸馏，由86℃开始，视馏出液情况逐步升温至90℃，约用两小时，再由90℃升至110℃，约用4小时。

110℃开始减压蒸馏，共减压1.5小时，减压同时升温，使温度逐渐达到116℃。

降温至45℃以下，放料。

(2)后处理部分。

①检查设备完好，将各节门全关闭。

②将各槽酸按如下比重配好。

母液罐 1#罐 2#罐 3#罐 4#罐 5#罐 6#罐 7#罐 8#罐 9#罐1.76 1.67 1.57 1.48 1.39 1.31 1.24 1.17 1.10 1.05各槽酸数量均为4800ml。

③加底酸(母液酸)800ml至转化器中，马封死加酸口。

搅拌下将反应釜料液放入转化器中，再用母液酸(约2000ml)冲釜，并打母液酸至转化器，使液面达到自控点，记录打母液酸量。

倒换好节门，开动转化器搅拌，自转化器上口进下口出，先打1#酸，下口流入母液槽，控制流速在40～60分钟内接收到原来的2400ml处停止。

④将出酸改入0#罐(余酸槽)，在40～60分钟内接收约1700ml(余酸出多少可以根据生产实际情况确定，并详细记录)。

⑤改换节门使流出酸入1#罐，在40～60分钟流满4800ml，再倒至2#罐接收，均按如上方法逐级打酸和接收到第九级。

第九级酸打完后，开始往转化器给自来水，使余下的酸罐各接满4800ml。

当第9#罐接满后，再水洗2小时。

放料于过滤器中，再打开转化器旋水节门，出净料球，放净转化器底部余水。

在过滤器中加水，没过球面400mm，开动搅拌。

同时加入自来水和40% NaOH混合均匀的稀液碱于过滤器中，(其配比为：水：40% NaOH=10：1，如水面太高时，可控制过滤器下口流速，加碱和流出速度相近为佳)。