国内石煤提钒工艺现状分析及面临问题

贵州铜仁地区钒矿资源开发利用问题及对策刘玉红,邓鑫楠,吴湘滨(中南大学地学与环境工程学院,湖南长沙410083)摘　要:介绍铜仁地区钒矿的储量、分布、资源品位、质量及开采条件,重点分析了该地区钒资源开发利用中存在的若干问题,进而从法律、经济、政策等几个方面提出建议,以促进当地钒资源的可持续发展。

关键词:钒矿;开发利用;可持续发展中图分类号:P618.61　文献标识码:B　文章编号:1004—5716(2008)11—0132—03 钒是一种高熔点的稀有金属,是人类赖以生存和发展的不可缺少的资源,广泛应用于钢铁、化工、合金、电池、医药等领域。

目前我国的V2O5的年产量达2.01×104t,居世界第四位[1],而从石煤中提钒已成为我国利用钒资源的一个重要方向[2]。

贵州铜仁地区蕴藏着丰富的石煤资源,但是存在资源勘探程度较低,资源浪费现象严重,矿业市场不发育,开发体制和机制不灵活,规划不合理等问题,因而,因地制宜、遵循经济特点和可持续发展的思路对该地区资源的保护和经济发展有重要意义。

1　铜仁地状区钒矿资源现状1.1　钒矿资源的分布和储量[3]铜仁地区地处凤凰—三都地堑和松桃裂谷盆地之中,其东西两侧有松桃—三都深大断裂和吉首—榕江深大断裂,成矿地质条件良好,地球深处的含矿热水溶液沿深大断裂上升至沉积盆地中成矿。

除了区内发现的松桃仙寺龙山—江口县张屯、铜仁市刘龙山—瓦屋等两个重要的成矿区外;针对地质条件,尚可圈出7个预测区,即石阡县扶堰—地袍预测区、石阡县王家沟—马宗岭预测区、万山特区敖寨—黄道预测区、印江县木黄—江口县德旺预测区、松涛石梁预测区、江口县张家寨预测区、玉屏县朝阳预测区。

Ⅳ号矿体:分布于红岩沟东斜坡火石垭一带,走向N E25°～30°。

长度约210m,品位0.50%～0.91%,平均0.85%,倾向N WW方向,倾角60°左右,呈透镜状产出。

矿体上盘岩性为炭质页岩夹薄层硅质岩,下盘岩性为灰岩,矿体走向有分支复合现象,矿体内有夹石,岩性为薄层硅质岩。

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。

2011年钒行业分析报
告
2011年5月
目录
一、钒是典型的中国优势资源 (3)
1、钒矿全球储量和产量均为全球中国第一 (3)
2、中国钒矿主要分布在四川 (5)
二、钒需求结构以及应用领域 (7)
1、钒需求结构分析 (7)
2、钒目前主要应用在钢铁行业 (7)
3、钒在储能电池中的应用前景广阔：钒电池工作原理 (8)
4、钒在储能电池中的应用前景广阔：钒电池的优缺点 (10)
（1）钒电池优点 (10)
（2）钒电池缺点 (12)
5、钒在储能电池中的应用前景广阔：应用案例及电池比较 (12)
三、钒价有望走出底部 (13)
1、钒供给跟随钢铁产业增长，供给波动易造成价格大幅震荡 (13)
2、钒的中短期需求仍看钢铁 (15)
3、钒中长需求爆发可能来自钒电池 (18)
（1）太阳能和风电的快速发展带来契机 (18)
4、借鉴稀土等稀缺资源整合经验，政策将是巨大推动力 (20)
5、钒价将会逐步走出底部 (20)
四、钒行业投资策略 (22)
一、钒是典型的中国优势资源
1、钒矿全球储量和产量均为全球中国第一
钒矿主要蕴藏在中国、俄罗斯、南非、澳大利亚西部和新西兰的钛铁磁铁矿中，委内瑞拉、加拿大阿尔伯托、中东和澳大利亚昆仕兰的油类矿藏中，以及美国的钒矿石和黏土矿中。

钒在钛铁磁铁矿中的蕴藏量最大，V2O5 含量可达1.8%；其次是在油类矿藏中。

到目前为止，还没有对美国的钒矿石和黏土矿、北欧的钛铁磁铁矿以及巴西和智利矿藏中的钒进行大规模的提取。

钒也是世界上具有战略意义的稀有金属。

钒产品越来越广泛地被应用在航空、航天等高科技领域。

钒矿化学选矿技术评述我国钒矿资源主要矿物类型及储量钒是我国优势矿产，目前生产的钒一半以上以伴生状态赋存于钒钛磁铁矿中。

钒除了在岩浆结晶作用期以类质同象方式进入钛磁铁矿晶格外，还可在沉积作用过程中以极分散的形式被各种富含有机质的沉积物吸附，形成含钒石煤和含钒黏土矿物等多种矿床。

综合考察报告表明:含钒石煤广泛分布在我国南方数省,储量大,层位稳定、含钒品位高。

石煤中钒(V2O5)总储最1.1797亿t。

为我国钒钦磁铁矿中钒总储量的七倍,超过世界其它国家钒的总储量,是近十多年来积极开发利用的一种新型钒矿资源[1]。

钒钛磁铁矿中的钒，可通过磁选等方式选出富含钒的钛磁铁矿，然后在炼铁的过程中加以回收；回收工艺比较成熟，所以近几年针对钒钛磁铁矿提钒工艺的理论与工艺研究较少。

含钒石煤和含钒黏土矿物的钒，则需要通过更为复杂的选矿工艺，如焙烧法、离子交换法或者酸法加以提炼[2]。

国内作为独立矿床的钒矿主要赋存于细粒黏土矿中，低品位黏土型钒矿由于原矿钒含量较低。

原矿直接进行冶金提钒时存在酸碱等辅助原料消耗大、环境污染严重、提钒成本高等问题。

黏土型钒矿采用浮选-重选-磁选等常规选矿技术，很难使钒矿物得到有效富集。

采用新的选矿工艺技术，提高含钒精矿品位，为冶炼提供高品位提钒原料，使国内低品位含钒黏土矿资源得到充分利用，对低品位含钒黏土矿进行研究开发，具有广阔的应用前景和重要的现实意义。

所以国内外针对黏土钒矿也做了一定的研究工作。

石煤提钒传统工艺石煤是我国储量巨大的低品位钒矿资源,石煤提钒最早采用的工艺为添加氯化钠焙烧-水浸工艺,该工艺污染严重且钒回收率低.近年来,研究人员开发出一些新的石煤提钒工艺。

石煤提钒工艺可分为两类,一类是先焙烧后浸出,一类是不焙烧直接浸出,目前以前者为主[3].核工业北京化工冶金研究院试验研究的“从走马石煤中提钒”工艺流程,采用石煤氧化焙烧一硫酸浸出一固液分离一清液萃取一钱盐沉钒工艺,1987年先后完成小型和台架试验,1988年底完成中间工厂规模试验,在国内首次获得成功,主要技术经济指标达国内提钒工艺先进水平[4]。

石煤钒矿研究意义摘要：一、石煤钒矿概述二、石煤钒矿研究的意义1.资源开发与利用2.环境友好型开采技术3.钒产品在工业领域的应用4.促进区域经济发展正文：石煤钒矿是一种具有重要经济价值的矿产资源，其主要成分为石煤和钒。

在我国，石煤钒矿资源储量丰富，分布广泛，尤其在贵州、四川、湖南等地拥有大量的资源。

近年来，石煤钒矿的研究越来越受到关注，其研究意义主要体现在以下几个方面：一、石煤钒矿概述石煤钒矿是一种含有钒、硫、铁等元素的复合矿石。

钒作为一种稀有金属，具有很高的经济价值。

石煤钒矿的开采和加工不仅可以为我国经济带来增长点，还可以促进相关产业链的发展。

二、石煤钒矿研究的意义1.资源开发与利用随着我国经济的快速发展，对矿产资源的需求日益增加。

石煤钒矿作为一种具有较高经济价值的矿产资源，其开发利用具有重要意义。

通过研究石煤钒矿的成矿条件、矿床分布、矿石性质等，可以为矿产资源勘查和开发提供科学依据。

2.环境友好型开采技术石煤钒矿开采过程中，如何降低环境污染和生态破坏是一个亟待解决的问题。

研究环保型开采技术，如绿色矿山、生态恢复等，有助于实现石煤钒矿资源的可持续开发。

3.钒产品在工业领域的应用钒产品在工业领域具有广泛的应用前景，如钢铁工业、化学工业、电子工业等。

通过研究石煤钒矿中钒的提取工艺、钒产品的深加工技术等，可以提高钒资源的利用效率，为我国工业发展提供支持。

4.促进区域经济发展石煤钒矿资源丰富的地区，往往地处偏远山区，经济发展相对滞后。

研究石煤钒矿的开发利用，有助于推动当地产业结构调整，促进区域经济发展，提高人民生活水平。

总之，石煤钒矿研究具有重要的现实意义。

通过深入研究石煤钒矿资源，推广环保型开采技术，提高钒产品加工水平，有助于实现资源的高效利用，促进我国经济持续发展。

石煤提钒焙烧过程钒的价态变化及氧化动力学石煤提钒焙烧过程中，钒的价态变化及氧化动力学哎呀，你们知道吗？石煤提钒这个过程可是个大家伙，里面涉及到好多复杂的科学原理呢。

今天小智就带大家一起去揭开这个神秘的面纱，看看石煤提钒焙烧过程中，钒的价态变化及氧化动力学到底是个啥样子吧！我们来聊聊石煤提钒的过程。

石煤是一种含有丰富钒元素的煤炭，通过高温焙烧，可以将其中的钒元素提取出来，制成钒铁合金。

这个过程可不是简单的加热那么简单，它涉及到好多化学反应和物理变化呢。

在石煤提钒的过程中，钒的价态会发生很多变化。

刚开始的时候，钒是以五价的形式存在的，也就是说它和氧元素结合得非常紧密。

但是随着高温焙烧的进行，钒会逐渐失去一些氧原子，变成四价或者三价。

这个过程叫做氧化还原反应，是化学里非常重要的一个概念哦！接下来，我们来说说氧化动力学。

氧化动力学是研究物质氧化反应速率和规律的一门学科。

在石煤提钒的过程中，氧化动力学起着非常重要的作用。

它可以帮助我们了解钒的氧化速率，从而制定合适的焙烧条件，提高钒的提取效率。

那么，石煤提钒焙烧过程中，钒的价态变化和氧化动力学到底是如何影响到整个过程的呢？这就要说到一个重要的环节——催化剂了。

催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质，它可以帮助我们在石煤提钒的过程中，更快地将钒元素从煤炭中提取出来。

在石煤提钒的过程中，我们通常会使用一种叫做“维尼蒂亚”的催化剂。

这种催化剂可以有效地降低钒的氧化速率，提高钒的提取效率。

它还可以帮助我们控制钒的价态变化，使其更容易被提取出来。

除了催化剂之外，石煤提钒的过程中还有很多其他的因素会影响到整个过程。

比如说温度、压力、氧气含量等等。

这些因素都需要我们精心控制，才能确保石煤提钒的成功进行。

好了，现在大家都知道石煤提钒焙烧过程中，钒的价态变化及氧化动力学是多么重要了吧！这个过程虽然复杂，但是只要我们掌握了其中的科学原理，就可以顺利地将石煤中的钒元素提取出来，制成高价值的钒铁合金。

钒资源现状及有机磷类萃取剂萃钒的研究进展彭科波，高利坤✉，饶 兵，龚志辉，沈海榕，高广言，何 飞，张 明昆明理工大学国土资源工程学院，昆明 650093✉通信作者，E-mail: *****************.cn摘 要 介绍了全球的钒资源的主要分布、储量情况及其市场供需与应用状况. 从中心结构、有效基团与空间效应、离子交换协同萃取三个方面综述了机磷(膦)类萃取剂的萃钒机理及其近年来萃钒的新型磷(膦)类萃取剂的研发与应用进展，指出了新型磷(膦)类型萃取剂的研发、新工艺的应用以及协同萃取是目前磷(膦)类萃取剂萃钒的主要研究方向. 分析了酸性磷(膦)类萃取剂萃钒、中性磷类萃取剂萃钒和其他新型磷(膦)类萃取剂萃钒的不同萃取体系的萃钒机制. 分析认为有机相的损失，萃取和反萃钒的步骤，萃取和分离时间较长，出现乳化现象等是当前萃取钒体系普遍存在的难点. 因此需要不断开发新型高效萃取剂，发展清洁绿色萃取技术，在原萃取剂的基础上利用协同效应，探索新的萃取剂组合方式，更好地推进中国钒工业的发展.关键词 钒资源；有机磷(膦)类萃取剂；萃取；供需；湿法冶金；协同萃取分类号 TF111Current status of vanadium resources and research progress on vanadium extraction with organic phosphorus extractantsPENG Ke-bo ，GAO Li-kun ✉，RAO Bing ，GONG Zhi-hui ，SHEN Hai-rong ，GAO Guang-yan ，HE Fei ，ZHANG MingFaculty of Land Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China✉Corresponding author, E-mail: *****************.cnABSTRACT Vanadium is an important additive that is used widely in modern industries, as well as an important strategic metal.Vanadium metal elements, compounds, and alloy materials have unique and valuable properties, which have enabled great advances in the world ’s industries, particularly in steel, chemical, medical, petroleum, nonferrous metals, energy, construction, environmental protection, and nuclear. China not only has one of the world’s largest vanadium resources but is also the largest producer and consumer of vanadium, occupying an important position in the international market. Vanadium is a rare and precious metal and is prodigiously dispersed in the earth’s crust. There are only a few independent vanadium minerals. China’s vanadium resources are mainly found as vanadium –titanium magnetite and stone coal. In recent years, the extraction of vanadium from stone coal has become an important project in the development of vanadium resources in China. This article introduced the main reserves and distribution channels of global vanadium resources and their market supply, demand, and application status. The focus is on the central structure of organophosphorus extractants, effective groups and steric effects, and the mechanism of synergistic extraction of vanadium via ion exchange, as well as the development and application of new phosphorus extractants for vanadium extraction. Research and development of phosphorus-based extractants, application of new processes, and collaborative extraction are currently the main research directions of phosphorus-based extractants for vanadium extraction. This article analyzed vanadium extraction mechanisms of different extraction systems using acidic phosphorus extractants, neutral phosphorus extractants, and other new phosphorus extractants. The analysis shows that the loss of the收稿日期: 2020−09−29基金项目: 国家自然科学基金地区科学基金资助项目（51764023）工程科学学报，第 43 卷，第 5 期：603−611，2021 年 5 月Chinese Journal of Engineering, Vol. 43, No. 5: 603−611, May 2021https:///10.13374/j.issn2095-9389.2020.09.29.004; organic phase, steps of extraction and stripping of vanadium, extensive extraction and separation times, and occurrence of emulsification are common difficulties currently associated with the extraction of vanadium. Therefore, it is necessary to continuously develop new and efficient extractants, develop clean and green extraction technologies, use synergistic effects based on the original extractants, explore new combinations of extractants, and better promote the development of China’s vanadium industry.KEY WORDS vanadium resources；organic phosphorus (phosphine) extractant；extraction；supply and demand；hydrometallurgy；synergism钒属于战略金属[1]. 钒资源主要存在于钒钛磁铁矿、石煤钒矿及部分工业废弃物中，其中工业废弃物钒渣是钒钛磁铁矿在转炉炼钢过程中的副产品，是典型的钒冶金原料[2−3]. 钒具有良好的延展性，质坚硬，无磁性等特点，被广泛应用于冶金、宇航、化工和电池等行业[4]. 回收钒是十分必要的.溶剂萃取法作为一种重要的提钒方法[5−6]，对钒有很强的分离与富集作用[7−8]，具有选择性、高效性和可再生性，同时具有对设备要求低、能耗低等优点，得到了广泛的应用[9]. 溶剂萃取工序过程包括溶剂萃取、杂质洗涤、反萃和溶剂再生[10].本文主要综述国内外钒资源的分布情况及市场供需状况，并对近年来提取钒的研究做了综述，分析了有机磷类萃取剂萃取钒过程的机理及存在的问题，探讨了清洁、高效回收钒资源的发展方向.1 钒资源分布及市场供需1.1 全球钒资源分布据美国地质调查局最新统计数据显示：2019年末，全球钒金属储量约为6300万吨. 钒矿储量集中在中国、俄罗斯、澳大利亚、南非. 表1所示为国外钒资源的主要分布情况.表 1 2019年国外钒矿储量(万t)Table 1 Foreign vanadium ore reserves in 2019million tons Russia Australia South Africa United States Brazil 500400350 4.5 1.2据美国地质调查局最新统计数据显示，2019年我国钒储量大约为950万吨，含钒矿产种类很多且储量丰富，金属矿如铁、钛、铀、钼、铜、铅、锌、铝等矿共、伴生，或与碳质矿、磷矿共生. 我国主要钒矿资源、产业及产品分布如表2所示[11].表 2 中国主要钒矿资源、产业及产品分布Table 2 Distribution of resources, industries, and products of major vanadiummines in ChinaProvince Major producing areas of vanadium The main products of vanadiumSiehuan Panzhihua, Xichang, Leshan, Neijiang Vanadium oxide, Vanadium iron, Vanadium nitride, Vanadium aluminum, Vanadium slag Shaanxi Shanyang, Ankang Stone coal vanadium, Vanadium nitride,Vanadium oxide, Barium aluminum Hunan Xiangxi, Huaihua Stone coal vanadium, Vanadium nitride, Vanadium oxideHubei Yunxi, Chongyang Stone coal vanadium, Vanadium nitride, Vanadium oxideHenan Xichuan Stone coal vanadium, Vanadium nitride, Vanadium oxideHebei Chengde Vanadium nitride, Vanadium oxide, Vanadium ironLiaoning Jinzhou, Huludao, Dalian Vanadium oxide, Vanadium iron, Vanadiumaluminum, Vanadium nitrogen,Vanadium batteries, ElectrolytesHeilongjiang Shuangyashan Vanadium slag1.2 钒的市场供需及应用国外主要的钒生产企业有俄罗斯Evraz集团、奥地利特雷巴赫化学工业公司Treibacher Industrie AG (加工型企业)、瑞士嘉能可Glencore(Xstrata)、南非Bushveld Vametco等，合计年产能(V2O5)大于6.1万吨. 我国钒产品生产企业主要有鞍钢集团攀钢公司、河钢集团承钢公司、四川川威集团成渝钒钛科技有限公司、四川德胜集团钒钛有限公司等，合计年产能超过10万吨[11−12].钒在冶金、化工、医学和新能源等行业有着广泛应用，我国钒大部分应用在钢铁合金添加剂中；少部分应用于化工的化学催化剂、储能和颜料中；还有一部分应用于航天领域中[13]. 合金添加剂主要有FeV合金、FeSiV合金、VN合金、VAl合金等；催化剂主要是V2O5和V2O3；颜料有KVO3、VOC2O4、V−Zr蓝等；储能材料主要是VOSO4电解· 604 ·工程科学学报，第 43 卷，第 5 期液. 其中全钒氧化还原液流电池（VRFB）在风力发电、光伏发电、电网调峰、分布电站、通讯基站等领域拥有广阔的市场前景，已经开始用于商业能源存储系统[12, 14]. 作为发光材料的有钒酸钇，作为吸附材料的有钒储氢合金，作为热敏材料的有VO2薄膜[15].2 有机磷(膦)类萃取剂的发展及作用机理2.1 钒萃取剂的发展钒萃取剂的发展，从应用较早的P204(D2EHPA 或二(2-乙基己基)磷酸)、P507(PC-88A或EHEHPA 或2-乙基己基膦酸-单-2-乙基己基酯)[16]、TBP(磷酸三丁酯)[17]到Cyanex系列[18]，比如Cyanex 272(二(2,4,4-三甲基戊基)次磷酸[19−20]、Cyanex 923(直链三烷基氧化膦)、Cyanex 921(三辛基氧化膦)、Cyanex 301(HC301或二(2,4,4-三甲基戊基)二硫代次磷酸)[21]，以及比较新型的如Cyphos IL101 (三己基（十四烷基）氯化膦）、Cyphos IL 102(三己基（十四烷基）溴化膦)、Cyphos IL 104(三己基（十四烷基）膦双（2,4,4-三甲基戊基）亚膦酸盐)[13]等.2.2 有机磷(膦)类萃取剂的作用机理磷(膦)类萃取剂的基团、中心结构、空间效应等决定了磷(膦)类萃取剂的主要功能与性质，含有羟基的磷(膦)类萃取剂通过离子交换与钒形成萃合物进而对钒进行萃取. 下面介绍几种常用磷(膦)类萃取剂的萃取原理.2.2.1 中心结构常见的酸性有机磷(膦)类萃取剂呈弱酸性，结构通常为HL或H2L2(L：含碳基团)，酸性有机磷(膦)类萃取剂中心磷原子均以不等性的sp3杂化，其分子中的正电荷主要集中在磷原子上，负电荷主要集中在磷酰基的氧原子上，被萃取物种会与磷羟基上的氢原子发生离子交换而吸附于萃取剂分子上[22−24]，因此两种基团中心原子的电子分布以及能量的细微变化都会引起萃取剂性质的极大改变.Li等[25]采用P204，P507和Cyanex 272在煤油体系中从硫酸溶液中萃取钒(IV)，萃取能力大小顺序为：P204>P507>Cyanex 272. 原因是三种萃取剂中心磷原子上连接的氧酯基数目不同，进而影响了中心原子电荷分布，其中P204氧酯基数量最多，氧原子电荷最集中，因此萃取性能最强，但选择性较差，Cyanex 272则与之相反. Cyanex 272电荷密度较P204低，磷羟基上的氢更易解离，因此酸度较高，可在较高pH下萃取且反萃更容易[26−27].2.2.2 有效基团与空间效应中性磷类萃取剂的有效官能团为磷酰基(―P＝O)，P元素上的基团性质以及与P原子相邻的基团种类与数量决定了中性磷(膦)类萃取剂的萃取效果，烷基(R―)基团电负性小于烷氧基(RO―)基团，在空间效应的影响下，与磷酰基相连的基团共同提高了磷酰基的极化能力，使其与金属离子的结合能力加强[26].中性磷类萃取剂没有可以解离的基团，他的萃取形式可以分为两种. 第一种是与被萃取物以中性络合物的形式缔合，通过磷酰基上的未配位孤对电子对与金属离子进行配位[23−25]；第二种是在范德华力作用或者氢键的作用下通过分子间的作用力与金属离子结合从而达到萃取效果，萃合物为中性无机盐并且以分子形式存在. 对于中性磷类萃取剂，R-基团的空间效应是其萃取能力的重要影响因素之一，具有两个磷酰基的中性磷萃取剂比单磷酰基中性磷萃取剂的萃取性能优越[28]. 稀释剂对萃取剂的萃取能力有一定的影响，通常随着稀释剂极性的增强，萃取剂的萃取能力降低. 因此，采用非极性的脂肪烃或脂环烃作为稀释剂比较合适.Cyphos IL 101，Cyphos IL 102等萃取剂不仅在磷酰基的基础上引入卤代烃，而且有很长的烃链，由于卤代烃的电负性较大，碳卤键为强极性共价键，且带负电荷，因此在萃取金属阳离子时有很强的物理吸附作用，碳卤键不仅具有强极性，而且极化度也较大，易与被萃取物形成萃合物，且长烃链在水溶液中属非极性，随烃链长度的增加，酸性磷(膦)类萃取剂分子体系越来越稳定，其临界胶束浓度(CMC)值会变小，有机相在水相溶解度越低，因此这两种新型萃取剂有着极大的负载能力以及极高的萃取率[27].2.2.3 离子交换协同萃取Zhang等[29]用P204与P507从硫酸溶液中萃钒，两者表现出很强的协同效应，极大的提高钒的萃取率. 傅里叶变换红外(FT-IR)光谱分析显示出萃取剂中的P―O―H和P＝O键对协同萃取VO2+起着至关重要的作用. 除阳离子交换作为主要机制外，P204与P507之间形成的基于氢键的二聚体，极大的提高钒了萃取率，萃取反应的方程式为：彭科波等： 钒资源现状及有机磷类萃取剂萃钒的研究进展· 605 ·SO 2−4Xiong 等[30]发现混合P507与胺类萃取剂N235时，可加强阳离子交换机制，提高萃钒效率，据试验得到萃合物的结构为(VO 2A·R 3NH +)2，同时，FT-IR 分析表明，N235和P507混合后产生氢键，导致P507二聚体快速结合，可使钒的萃取效率变得更高.磷酸三丁酯(TBP)因其结构的特殊性，在萃取不同金属时有着不同的表现，作为协同萃剂它并不在萃取体系中发生离子交换. Azizitorghabeh 等[31]研究了用煤油稀释的TBP 和P204的混合物从氯化物溶液中萃取Zn 2+和Fe 3+. 使用FT-IR 测量表明TBP 和P204分子之间存在氢键.Liu 等[32]研究使用含有Cyanex 272，Alamine 336（三烷基胺）和TBP 的三元混合物在氯化物溶液中协同萃取和分离Pr 和Nd ，将TBP 添加到Cyanex 272和Alamine 336的二元混合物中会导致两种金属的萃取具有显着的协同作用.Mishra 等[33]在煤油中加TBP ，Cyanex 921和Cyanex 923从低品位铁矿石尾矿的HCl 浸出液中萃取铁. FT-IR 光谱表明TBP 和载铁TBP 的光谱相同.TBP 虽属亲水化合物，但在萃取工艺中，与被萃取物组成萃合物后，同样可以被带入有机相. Zhang 等[34]分别测定了TBP 、Aliquat 336（季铵盐）[35−36]和Aliquat336-TBP 混合萃钒后的FT-IR 光谱，发现单个Aliquat 336或TBP 的特征峰几乎与Aliquat 336-TBP 混合物的特征峰相同，表明Aliquat 336与TBP 之间没有明显的相互作用，但Aliquat 336-TBP 的萃钒效果显著提高，其协同效应是由于TBP 对萃取络合物的增溶及改性作用.TBP 的加入可以对不同金属进行选择性萃取，比如在钒镍分离中，在pH 值为2时加入TBP 可提高体系中钒的萃取率. 这一现象可以归因于钒和镍的原子结构略有不同. TBP 从氯化物和硝酸盐溶液中萃取稀土的效果随原子序数的增加而增加[37]. 作为过渡金属，电子会在钒和镍未填充完全的倒数第二个能层“d ”轨道上发生填充，原子序数为23的钒的两个空位轨道可以与TBP 中氧的孤对电子共享形成络合物，如图1所示，在镍的情况下，所有的“d ”轨道都被电子填充或半填充. 因此，镍不能与TBP 形成络合物，即被萃取到有机相，电荷排布如图1.因此萃取元素可以与酸性萃取剂之间产生氢键，甚至是更为牢靠的配位键[31]，与被萃金属、萃取剂之间形成一定结构的中性萃合物[38]，虽然物理吸附没有化学结合牢固[32]，但也可以有效的提高萃取效率，机理见图2. 虽然TBP 在萃取过程中通常不产生新的键，但是可以有效的消除第三相，会对萃取环境产生积极的影响，比如改性，增溶，运载[33, 39]等效果.ROP OR OOR ROROP OOROP P OROR OROOO P OR ROOO VOH 图 2 中性磷类萃取剂萃取钒的模型Fig.2 Model of neutral phosphorus extractant involved in the extraction of vanadium离子交换已被用于从石煤、沉钒废水[40−41]、拜耳法产生的废物[42]、废水[43]、废催化剂[44]和炼钢炉渣[45]中回收钒. 使用D403树脂从碱性溶液中回收钒的方法已有报道[46].3 有机磷(膦)类萃取剂的发展及作用机理3.1 酸性磷类萃取剂萃钒研究进展P204、P507作为两种典型磷类萃取剂，因为成本低廉、萃取效果良好而被广泛应用于溶剂萃过程.Razavi 等[47]用P204从硫酸盐溶液中萃取钒（V ）. 随着P204浓度增加，钒萃取率随之增加. 此外，温度升高也导致萃取率提高. 确定该反应为：C 0p通过统计热力学，计算出萃取反应的平衡常数.此外对ΔG 0（吉布斯自由能变），ΔH 0（焓变）和Δ（热容）进行计算，从而揭示了该反应的吸热行为.Hu 等[48]以P204为萃取剂，正庚烷做稀释剂，从铁含量高的氯化物酸性溶液中萃取钒，钒的萃图 1 中性萃取剂（a ）与萃取电子轨道（b ）Fig.1 Neutral extractant (a) and extraction electron orbit (b)· 606 ·工程科学学报，第 43 卷，第 5 期取效率可达到99%. 最后用稀硫酸溶液反萃，H2C2O4溶液逆流洗涤，钒的总回收率为97%，杂质分离效果好. 且萃取剂可再生.Li等[17]用煤油稀释P507从硫酸溶液中萃取钒(V)并分离钼(VI)，采用钒(V)钼(VI)优先共萃，萃取率分别达到97.3%与97.2%，用H2SO4从负载有机相进行三级反萃，钒的萃取率可达99%以上，而钼(VI)可忽略不计，两种金属的分离效果好.Shi等[49]混合了P204与P507两种萃取剂从石煤浸出液中萃钒，对钒的萃取率可以达到83%，比单一P204、P507萃取率提高了5.9%与17.8%，并且对钒表现出很强的选择性.Xiong等[30]以石煤的酸浸液为原料，混合N235（三辛癸烷基叔胺）和P507，经一段萃取，从浸出液中回收了95%以上的钒，且大多数杂质留在萃余液中.Liu等[50]混合Cyanex 272与N235从黑色页岩酸浸出液中萃钒，钒萃取率96.7%，萃余液中钒的浓度降至0.69 mg·L−1，且效果优于单一萃取剂.Noori[51]等以不同比例混合P204、Cyanex 272，从硫酸溶液中选择性回收镍、钒. 发现单独采用P204萃取镍和钒的效率分别为90%和80%. 但随着平衡pH值和温度的升高，P204不适合分离镍和钒，但加入Cyanex 272后，提高了镍与钒的分离效率.综上，在酸性有机磷萃取剂中，P204已在工艺中被用于从不同的介质中分离钒. 但是，酸性萃取剂对V5+与Fe3+的选择性差，很难将钒与杂质（如铁Fe3+和铝）分离，导致钒回收困难. 钒常以V5+和V4+存在. V4+通常由酸性萃取剂萃取，因此需使用还原剂如Na2S、NaOH或Na2SO4将V5+还原为V4+.3.2 中性磷类萃取剂萃钒研究进展Li等[52]发明了一项用P204与TBP组合从石煤酸性浸出液中连续萃取钒的工艺，通过六次萃取，两次洗涤和五个反萃阶段的工艺流程，成功地从石煤的酸性浸出液中萃取和分离钒，钒的总回收率达到96.4%. 浸出液中杂质几乎完全被分离，并且运用饱和碳酸钠溶液做为一种有效的再生剂，可以防止杂质积累和萃取剂老化.Ma等[53]用P204与TBP组合从含有V4+、Fe3+和Fe2+的石煤酸浸液中分步分离V4+和Fe3+，并为此提出了一种新工艺，将Fe2+氧化为Fe3+，再用P204/TBP萃取V4+，改进后的V4+回收工艺优于传统工艺. 用HCl−NaCl饱和溶液从有机相中反萃负载的Fe3+，反萃率98.7%. 在再生有机相的作用下，将pH值调节到2.4，从Fe3+萃余液中完全萃取V4+，钒的萃取率达97.4%.Li等[39]，Chen等[54]用煤油作为稀释剂，TBP 作改性剂，P204作为萃取剂，从含铁、钒的酸浸出液中萃取钒，钒的萃取效果和回收效果都较好. 该工艺可实现低品位含钒钛磁铁矿中铁、钛、钒的高回收率，同时避免了传统工艺带来的污染.Zhang等[34]提出了一种从高酸性氯化物浸出液中回收钒的新方法，用Aliquat 336与TBP三步萃取法，分别得到了90.0%以上的钒和极其少量的其它元素，在最佳条件下，单级钒的萃取率可达92.0%以上.综上，中性萃取剂的萃取主要在酸性硫酸盐或氯化物溶液中进行. 将TBP添加到有机相中可减少商业P204中存在的M2EHPA（2-乙基-1-己基磷酸单2-乙基-1-己基脂）的不利影响，TBP可抑制第三相的形成，提高了分离效率和相分离，是一种有效的相改性剂. 使用TBP可从多金属氯化物溶液中萃取钒（V），也可在高铁、钙、镁和铝杂质中萃取低浓度的钒. 然而，研究发现TBP对生物体和环境有一定危害. 通过某些介质（如室内粉尘）进入人体，干扰神经内分泌，影响甲状腺系统，抑制雌激素，降低了女性的卵黄发生，在水中对鱼类胚胎、幼虫有影响[55].3.3 其它新型磷类萃取剂萃钒研究Tavakoli和Dreisinger[56]研究了磷类萃取剂Cyanex 923用于铁与钒的选择性分离，当钒和铁元素均被还原(V4+和Fe2+)或氧化(V5+和Fe3+)时，使用Cyanex 923萃取剂实现了对钒和铁的最佳分离. 钒的萃取效率可达90%以上，对钒(V)而言，传统酸性萃取剂对V5+与Fe3+的选择性较差，而Cyanex 923作为萃取剂对V5+与Fe3+的选择性较好，这是此种萃取剂较传统萃取剂最大的优势，此外可通过NaOH溶液从Cyanex 923中反萃钒，兼具高选择性与高萃取效率.Zhu等[57]使用Cyphos IL 101从硫酸盐溶液中回收钼和钒，并且能有效隔绝如铁(III)、铝、锰、铜以及可能的镍和钴等杂质，钒、钼在pH值0.5左右有效分离，当钼和钒在萃取过程中形成多金属含氧阴离子时，Cyphos IL 101也可在有机溶液当中负载钼或钒，负载能力极高，无相分离问题且萃取速率快，高氯化物与高硫酸盐杂质对萃取过程几乎没有影响，用0.5 mol·L−1的硫酸溶液可以对钒进行反萃，用4～6 mol·L−1的硫酸可有效将钼反萃.彭科波等： 钒资源现状及有机磷类萃取剂萃钒的研究进展· 607 ·(OH)4−2Singh 等[58]用Cyphos IL 102通过离子交换从硫酸盐溶液中萃取钒. 形成化学式为[(R 3R′P +)4·V 10O 26]org 的萃合物，萃取过程为放热反应过程，Cyphos IL 102作萃取剂有着极强的负载能力，由于形成了多种钒酸根阴离子，通过H 2SO 4反萃，钒萃取效率高达99.0%，且萃取平衡时间为5 min.O 4−28VO +2Mahandra 等[13]用Cyphos IL 104从废催化剂的合成浸出液和实际浸出液中回收钒(V). 用碱浸法从废催化剂中浸出金属，从Al 3+、Ti 4+、Cr 3+、Mn 2+、Fe 3+(Fe 2+)、Mo 6+和W 6+中分离出V 5+. 通过Cyphos IL 104两个逆流萃取阶段，钒(V)在Cyphos IL 104中以[(R 3R′P +)4H 2V 10]org 形式提取，从浸出液中定量提取（99.07%）钒；用HNO 3分2个阶段对钒()进行反萃（>99.99%）. 萃取剂经过多次循环使用也有较高的负载能力.综上，Cyphos IL 系列是从硫酸溶液中萃取钒（V ）的有效萃取剂，可从Al 3+、Ti 4+、Cr 3+、Mn 2+、Fe 3+(Fe 2+)、Mo 6+和W 6+中分离出V 5+. Cyphos IL 系列具有诸多优点，如低蒸气压、提取过程快速、良好的萃取能力和很高的负载能力，良好的循环能力（至少可循环使用十个周期）和较高的热稳定性，且不需要增效剂或稀释剂. 然而，溶剂萃取带来许多操作上的困难，例如容易损失有机相，萃取和反萃钒的步骤特别长，容易产生乳化现象，需要增效剂或稀释剂，这不仅增加了昂贵有机试剂的消耗，而且延长了生产循环.3.4 磷类萃取剂在新工艺中的应用膜加工工艺因具有高效率、低能耗和操作简单等优点，在金属离子的分离和纯化领域越来越受到人们的关注. 在提钒工艺中，最有效的方法之一是基于界面工艺的乳液膜工艺[59−60].ELM （乳状液膜）工艺由Kargari 等[61]提出，在同一个阶段将萃取和反萃结合起来，组成三个不可分割的组合相，包括外部相作为进料相，膜相和内相作为接收相. 内部相通过表面活性剂和强搅拌在膜相中乳化到约0.5～10 μm 的小液滴. 溶质通过膜相从外相转移到内相，从而富集并浓缩钒，同时达到了分离杂质的目的. 萃取后，浓缩溶液得到回收，膜相通过破碎乳液重新利用，ELM 技术不仅是一种高效的分离、净化和浓缩技术，而且由于移动载体（萃取剂）在金属离子运输中可以自我再生和自我回收，是一种具有经济效益的新工艺.Liu 等[62]运用ELM 工艺从石煤酸浸出液中回收钒，在体积分数5%的SPAN 80(失水山梨糖醇脂肪酸酯，乳化剂)、体积分数10%的P204、体积分数10%的石蜡、TR 比(乳液相与进料相比率)1∶4的条件下，30 min 内的第一个阶段钒的萃取率可以达到87.5%，发现随着P204浓度升高移动载体达到饱和，萃取效率呈下降趋势，并且在液膜体系中，当pH 小于2.5时，P204对V 4+的萃取效果优于V 5+. 在石煤酸浸液中，由于Fe 3+与载体的强络合作用，Fe 3+对提钒的影响最大. Fe 2+和Al 3+对提钒几乎没有影响，因此须降低Fe 3+和V 5+以实现良好的分离.Yaftian 等[63]研制了一种选择性萃取钒的高分子饱和膜(PIM)，以质量分数55%的聚偏氟乙烯−六氟丙烯(PVDF-HFP)为基础聚合物，质量分数35% Cyphos IL 101为萃取剂，2-硝基苯辛基醚作为载体和增塑剂，成功的从硫酸盐溶液中选择性的萃取钒(V)，且用H 2SO 4可以从PIM 中完全反萃钒(V). 新研制的PIM 能在pH 为2.3的高杂质硫酸盐溶液中选择性萃取钒，并且对PVDF-HFP 为基础的PIM 进行了五次萃取−反萃循环，性能没有下降，显示出其优异的稳定性. 此工艺在从炼油工业用废加氢脱硫催化剂等废料中分离回收钒(V)和钼(VI)方面具有潜在的应用前景.Zhu 等[64]研究了用D201树脂和P507萃取剂从赤泥盐酸浸出液中选择性分离钒和钪. D201对钒在含有钪、铁、铝、钙、钠和镁的盐酸浸出液中有选择性地吸附，钒的吸附率达99%以上，且只有少量的钠、铁、铝、钙、钠和镁被吸附. 用P507对吸附尾液选择性地萃取钪. 钪的萃取率超过99%，铁和铝的萃取率不足10%. 采用解吸或反萃、沉淀、焙烧等方法可获得高纯度的V 2O 5和Sc 2O 3.综上，膜处理、尤其是液膜处理，在分离和纯化领域中越来越受到关注. ELM 不仅是分离、纯化和浓缩的有效技术，而且由于移动载体在金属离子运输中的自我再生和自我循环利用，具有高效，低能耗和操作简单的优点. 使用液膜的分离实际上可最大程度减少甚至消除有毒和易燃的有机稀释剂的使用，并允许在相应的膜或溶液界面同时进行萃取和反萃，并且需要非常少量的萃取剂.综上，其可作为溶剂萃取的绿色替代品，是一种经济高效的方法.4 结语溶剂萃取法是提钒的重要工序之一，由于浸出工艺的局限性，浸出液中常含有较多的杂质，溶剂萃取法萃取时间过长、分离效率低下的问题依旧存在.· 608 ·工程科学学报，第 43 卷，第 5 期针对钒的浸出液中杂质较多的特点，改进或研发选择性高、适应性强的萃取剂是一个重要方向，对于中心原子为P 的萃取剂，空间效应以及基团种类的影响是重要参考因素.除了对新型萃取剂的改进外，利用萃取剂的协同效应，不仅兼具高萃取率与高分离性能，还能提高萃取效率，因此在原萃取剂的基础上利用协同效应，探索新的萃取剂组合方式，也是萃取工艺重要的发展方向之一.在萃取工艺方面，乳液膜萃取、树脂离子交换等新方法逐渐成为新的研究方向，但是萃取剂与工艺的适应性也很重要，新型萃取剂与新工艺的结合也会成为提钒工艺的重要方法之一.参 考 文 献Li H Y, Wang C J, Yuan Y H, et al. Magnesiation roasting-acid leaching: A zero-discharge method for vanadium extraction from vanadium slag. J Clean Prod , 2020, 260: 121091[1]Zhu X B, Li W, Zhang C X. Extraction and removal of vanadiumby adsorption with resin 201*7 from vanadium waste liquid.Environ Res , 2020, 180: 108865[2]Teng A J, Xue X X. A novel roasting process to extract vanadium and chromium from high chromium vanadium slag using a NaOH−NaNO 3 binary system. 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Recovery of molybdenum and vanadiumwith high purity from sulfuric acid leach solution of spent[24]彭科波等： 钒资源现状及有机磷类萃取剂萃钒的研究进展· 609 ·。

攀枝花学院本科课程设计提钒的原理及工艺设计学生姓名：罗浩学生学号：201111101041院（系）：材料工程学院年级专业：2011级材料科学与工程指导教师：李亮二〇一三年十二月摘要钒是一种重要的战略物资，具有广泛的用途。

钒被称为“现代工业味精”，是发展现代工业、现代国防和现代科学技术不可缺少的重要材料，可以添加于钢中、铁中，并以钛-铝-钒合金的形式用于航天领域。

钒的化合物也十分有用，可以被广泛地用来生产如催化剂、化妆品、燃料以及电池等。

在其它领域的应用也在不断扩展，且具有良好发展前景。

基于钒的广泛用途，以提取和使用钒为目的全球产业也随之得以发展。

石煤是我国独特的一种矶矿资源，储量极为丰富。

从石煤中提取v205是获得钒的重要途径。

文中旨在对传统提钒工艺流程进行评价的基础上，总结了石煤提钒中的一些新工艺，并对石煤提钒工艺前景进行了展望。

关键词石煤，提钒，焙烧，浸出ABSTRACTVanadium is an important strategic material and has many uses. Vanadium is called "industrial monosodium glutamate", is an important material in the development of modern industry, modern national defense and indispensable part of the modern science and technology, can be added to thesteel, iron, and the titanium aluminum vanadium alloys form used in the field of aerospace. Vanadium compounds are very useful, can be widely used in the production of cosmetics, such as catalyst, and fuel cell. In other fields of application has been extended, and has good prospects for development.Based on the extensive use of vanadium in vanadium extraction, and used for the purpose of global industry also developed. Stone coal is a unique vanadium mineral resource in China and is abundant. Extracting V2O5 from stone coal is an important method to get vanadium. On the basis of evaluation of conventional vanadium extraction processes, some new vanadium extraction processes from stone coal were summarized and prospect of the vanadium extraction process from stone cal was forecasted.Key Words Stone coal, Vanadium extraction, Roasting, Leaching目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2 钒的概述 (1)1.2.1 中国钒矿矿产资源分布 (1)1.2.2 钒的理化性质 (1)1.2.3 钒和钒合金的用途 (1)2 石煤提钒的工艺原理 (2)3 石煤提钒工艺现状及发展方向 (3)3.1 火法焙烧湿法浸出提钒工艺 (3)3.1.1 加盐焙烧提钒工艺 (3)3.1.2 钙化焙烧提钒工艺 (4)3．1.3其他火法提钒工艺 (5)3.2 湿法酸浸提钒工艺 (5)3.3 石煤提钒工艺发展方向 (5)3.4 石煤提钒工艺选择 (6)3.4.1 企业所在地针对石煤提钒的产业政策 (6)3.4.2 项目所在地的环境特征和环境容量 (6)3.4.3 工艺的可靠性、成熟性 (6)3.4.4项目所在地硫酸价格的高低 (6)3.5 石煤提钒工艺设计浅谈 (6)3.5.1工艺和工艺流程选择的原则技术上先进可靠、经济上合理可行 (7)3.5.2工艺设计的阶段性 (7)3.5.3关键设备的选型或设计 (7)3.5.4工艺流程设计 (8)结束语 (9)参考文献 (10)致谢 (11)1 绪论1.1 前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、化学业以及轻纺工业等领域[1]。

石煤提钒工艺流程
石煤提钒的工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 原料准备：将选矿过程中产生的含有钒的石煤矿石进行破碎、磨矿和分级，得到合适粒度的煤炭矿石。

2. 高温还原：将经过预处理的石煤矿石放入焦炉或其他高温炉中，在高温条件下与还原剂（如焦炭或煤泥）反应，使石煤中的钒以还原态形式释放出来。

3. 钒分离：通过氧化、酸浸或其他化学方法将还原后的石煤中的钒进行分离。

常用的方法包括氧化锌法、氯化法、氧化铵法等。

4. 钒精矿处理：对分离得到的钒精矿进行精炼和提纯处理，以提高钒的纯度和质量。

5. 产品制备：将经过处理的钒精矿进行再烧结、压制、熔炼等工艺，得到最终的钒产品。

常见的钒产品包括钒铁、钒铁合金、氧化钒等。

需要注意的是，具体的石煤提钒工艺流程会因工艺条件、矿石性质和产品要求等因素而有所不同，上述流程仅供参考。

欢迎阅读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。

力。

V 6O 135和生产尤为重要。

它们的主要性质列于下表：二、钒的应用三、五氧化二钒的性质V2O5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。

V2O5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VO43-的无色1（1）（2）使用这种方法的国家有南非、新西兰。

从含钒铁水中吹炼钒渣将含钒铁水在转炉（中国、俄罗斯）、摇包（南非）或铁水包（新西兰）内、通入氧化性气体（氧气、空气），使铁水中的钒氧化出来，得到钒渣。

钒渣作为提取五氧化二钒的原料。

火法提钒的工艺流程见图1所示。

此方法的优点：钒渣作为提取五氧化二钒原料含钒高，处理量少；可回收铁；焙烧温度低（800℃）左右，提取V2O5时动力、辅助原材料消耗少。

（火法主要是指钒渣以前，从钒渣以后至五氧化二钒生产所用仍然是湿法冶金）图1火法提钒工艺流程图2、湿法冶金：传统湿法提钒典型的工艺流程（以南非德兰士瓦合金公司为例）如图2所示。

首先把钒钛磁铁矿磨细（湿磨）,磨细后的矿粉与钠盐（硫酸钠）混合造球，球团直接送到链篦回转窑的链篦上，利用回转窑的余热烘干并加热至900℃，随后在回转窑内于1270℃左右停留60—110min，钒转化率可达到92%以上。

此方法的优点：原料处理简单；钒回收率高，从精矿→V2O5收率达80%以上。

二、湿法冶金生产五氧化二钒生产工艺简介：湿法冶金工艺生产五氧化二钒主要经历以下生产阶段：1、原料预处理；2、固见图31或酸溶性的钒盐或钒酸盐。

典型的方法有： （1）钠化焙烧提钒：钒渣（或钒矿）磨细和选去所夹带的金属铁后，配入适当的钠盐附加剂，经过高温焙烧氧化、钠化反应，钒铁尖晶石等不溶性三价钒化合物氧化成五氧化二钒并与钠盐反应，生成可熔性钒酸钠。

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-1(3≤n≤9)表示的同族氧化物，在V2O4到V2O5之间，已知有V3O5、V3O7、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：二、钒的应用三、五氧化二钒的性质V2O5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。

V2O5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VO43-的无色溶液。

它与Na2CO3一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。

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-1(3≤n≤9)表示的同族氧化物，在V2O4到V2O5之间，已知有V3O5、V3O7、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：二、钒的应用三、五氧化二钒的性质V2O5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。

V2O5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VO43-的无色溶液。

它与Na2CO3一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。