钒及钒生产工艺

一、高炉炼钢法
高炉炼钢法是钒铁生产的主要方法之一，主要分为转炉-电弧炉法和半钢-电弧炉法。

其生产过程如下：
1. 原料加入：将钒铁生产所需的铁精粉和钒精粉按照一定比例加入高炉炉料中。

2. 烧结还原：炉料在高温条件下被烧结，使其结成块状物。

在还原气氛下，钒的氧化物被还原成钒铁。

3. 出钢和出渣：在高炉内产生的静渣中，钒铁含量较高，需要分离出来。

随后，再将不含钒铁的熔渣排出高炉。

同时，还将钢水和熔渣分离。

4. 合模冷却：将分离出来的钒铁放置在具有一定形状的浇口内，依据结构特点和时间温度规律进行冷却，得到所需的钒铁。

相比较其他生产工艺，高炉炼钢法操作简单，不需要严格控制温度和氧化还原条件，但产出的钒铁中含有杂质较多，适用于一些低端产品。

二、氧化物还原法
氧化物还原法是另一种钒铁生产的高效方法，是通过将钢铁冶炼废渣中的钒、铁氧化物还原制得。

其生产过程如下：
1. 加入原料：将废渣、铜渣等粉末原料加入反应炉中，与还原气体接触，使其受到还原。

2. 还原反应：原料中的钒、铁氧化物被还原成钒铁，并与残留的废渣一同被喷出反应器。

3. 充分熔融：将反应喷出的合金块放入熔炼窑中进行充分熔融，使
其混合均匀。

4. 浇注冷却：将熔化的钒铁灌入特制结型器中，并冷却定型。

相比较高炉炼钢法，氧化物还原法产出的钒铁纯度高、含有杂质少，适用于高端产品。

总结：钒铁的生产工艺包括高炉炼钢法和氧化物还原法，前者操作简单但产出的钒铁含有杂质较多，后者产出的钒铁纯度高，但操作复杂。

选择工艺需要根据需求来定。

生产钒铁几种工艺流程英文回答：Vanadium Iron Production Processes.Vanadium iron is an alloy of vanadium and iron. It is used in the production of high-strength steel alloys, which are used in a variety of applications, such as automotive, aerospace, and construction.There are several different processes that can be used to produce vanadium iron. The most common process is the aluminothermic reduction process. This process involves reacting vanadium oxide with aluminum powder in a vacuum. The reaction produces vanadium iron and aluminum oxide.Another process that can be used to produce vanadium iron is the carbothermic reduction process. This process involves reacting vanadium oxide with carbon in a vacuum. The reaction produces vanadium iron and carbon monoxide.The choice of which process to use to produce vanadium iron depends on a number of factors, including the availability of raw materials, the desired purity of the product, and the cost of production.中文回答：钒铁生产工艺。

浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景钒是一种稀有、柔软而黏稠的过渡金属，它的矿物形态一般与其它金属的矿物混合在一起，一般被用于材料工程中作为合金成分，把钒掺进钢里制成钒钢，可使钒钢结构比普通钢更紧密、更有韧性、弹性，机械强度更高。

目前全球钒渣、氧化钒、钒铁的主要产地是南非、中国、俄罗斯、美国、澳大利亚、新西兰和日本等七国。

南非、俄罗斯和中国一直是三个最大的产钒国，除美国和日本从石油残渣和电厂飞灰中提取钒外，其他各国都是从矿石冶炼过程中提取钒[1]。

中国钒工业的崛起主要得益于攀枝花钒钛磁铁矿的开发利用，目前国内各工厂钒的提取工艺基本相同，均是采用钒渣钠法焙烧、多钒酸铵沉淀焙烧法生产V2O5。

具体工艺为钒钛磁铁矿原矿经选矿得到的含钒铁精矿送入烧结、炼铁工序，得到含钒铁水经提钒转炉生产钒渣（含V2O5平均15%）。

钒渣经过添加氯化钠或碳酸钠进行钠法焙烧、水浸取、多钒酸铵沉钒等过程获得多钒酸铵，最后经反射炉熔化得到片状V2O5[2]。

本文在此介绍一种钢渣提钒新生产工艺——湿法提钒工艺，并从生产工艺、资源能源利用、经济技术指标、污染物排放等方面与传统钠法焙烧工艺进行比较，分析探讨湿法提钒工艺的发展前景。

1、湿法提钒工艺概况湿法提钒工艺是以含钒钢渣为原料，而不是传统钠法焙烧生产工艺使用的经提钒转炉生产的标准钒渣，该含钒钢渣是钒钛磁铁矿经过炼钢转炉生产钢水后废弃的钢渣，该钢渣中V2O5平均含量仅为4%。

该钢渣的成分见下：湿法提钒工艺是将钢渣直接酸浸—净化—沉钒—熔化制得片状五氧化二钒，不同于传统钠法工艺需要焙烧，为了区别传统工艺，本文将该新工艺称为湿法提钒工艺。

具体工艺流程叙述如下：①含钒钢渣预处理含钒钢渣经原料预处理，磨细达到所需粒径并除去所夹带的铁后，送入酸浸工段。

②酸浸酸浸工段是该生产工艺的核心。

含钒钢渣在蒸汽保温的条件下，用一定浓度的硫酸溶液（添加助浸剂）进行两段逆流酸浸浸取，使钢渣中的钒（也包括其他杂质）融入酸浸液中。

钒萃取工艺钒萃取工艺流程如下：1、浸出矿石中的钒主要以(Ⅲ)形式与6次配位的三价铝呈类质同象存在于云母晶格中，云母的分子式为K(Al,V)2(OH)2AlSi3O10。

将钒从云母中浸出需破坏云母结构，在一定温度和酸度下，氢离子进入云母中置换Al3+,使离子半径发生变化，从而把钒释放出来并氧化成高价被酸溶解。

2、还原P204对四价钒具有高选择性，且萃取Fe3+而不萃取Fe2+，所以，在萃取之前须对浸出液进行还原处理，使钒全部以四价形式存在，并控制氧化还原电位，将Fe3+还原成Fe2+。

两段逆流浸出得到的浸出液中，V2O5质量浓度6~6.5g/L，Fe2+质量浓度15g/L，铝、钾等杂质含量也比较高，需经中和并还原去除杂质。

用碳酸氢铵中和，使溶液pH在1.73~1.76之间，沉淀出粗硫酸铝、硫酸钾及铵盐的混合物，然后往中和后液中加适量铁粉将五价钒还原成四价钒，并控制溶液pH在2.0~2.30之间，氧化还原电位在+50~-50mV之间。

中和、还原过程中V2O5损失率小于3%。

3、溶剂萃取及反萃取经中和还原后的溶液(萃原液)杂质含量较少，ρ(V2O5)为3~6g/L，ρ(Fe2+)为12~14g/L，pH=2.20常温下，用15%P204+10%TBP+75%磺化煤油为萃取剂，控制有机相与水相的流量比在1：1~1：2之间，进行5级逆流萃取钒。

负载有机相用1.5mol/L硫酸溶液在常温下5级逆流反萃取，结果可以看出，反萃取液中V2O5质量浓度较高，反萃取较完全。

5、废水处理对以萃余液为主的酸性废水用石灰中和处理。

污水中主要含Fe 和有害杂质Al、As、Cd等，当pH>7时，铁、铝等杂质以氢氧化物形式沉淀，硫酸根以硫酸钙形式沉淀。

由于氢氧化铁、氢氧化铝都是很好的载带剂，在沉淀过程中可载带其他有害元素，所以污水得到充分净化。

三氧化二钒（V2O3）生产工艺
V2O3生产由干燥、煅烧、还原、造粒等工序组成。

工艺流程图如下：
工艺流程简述：
由沉淀压滤工序来之含水30～50%APV，用天车吊至湿APV料仓，经螺旋输送机运至气流干燥器，与热风炉来之500℃热风，顺流直接加热，经旋风除尘器、布袋除尘器，两级回收干燥后的APV（含水1%以下），经螺旋输送机送至APV集料仓。

之后再经螺旋输送机（或气流输送）将APV送入煅烧脱氨器内，经550～630℃热气流实施流态化脱氨及预还原，产出的氧化钒混合物经旋风除尘器、布袋除尘器，两级回收到中间料仓，之后再经螺旋输送机（或气流输送）将其送入外燃式加热还原窑内，用焦炉煤气继续将氧化钒混合物还原为V2O3，冷却后进入造粒仓。

经挤压造粒后，装专用料罐运至钒铁车间；粉料直接罐装运至氮化钒车间。

世界钒的生产与使用P.S.米歇尔英国Kent TN16 1AQ,国际钒技术委员会介绍钒作为元素周期表钒族元素中的一员，其原子数为23，原子重量为50.942，熔点为1887︒C，沸点为3337︒C。

纯钒呈现为闪亮的白色，质地坚硬，为体心立方结构，晶格系数为3.024 Å。

钒在地壳中为第17位常见的元素，且很少以单质的形式直接使用。

然而钒确实是一种很有价值的合金元素，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、染料、以及电池等。

基于钒的广泛用途，以提取和使用钒为目的的全球产业也随之得以发展。

该产业几乎存在于世界的各个大陆上，本文的目的就在于提供一些有关钒的资源、生产以及使用方面的背景信息。

资源如前所述，钒在地壳中为第17常见的元素，它广泛地分布在世界各个地方。

图1所示为一些钒的较重要的蕴藏地。

钒主要蕴藏在中国、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。

图1. 钒的主要矿藏目前，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。

表一列出了钒在世界上的可开采储量和保有储量。

可开采储量指利用现有的技术可以经济地提取的部分。

而保有储量则指可以利用未开发的技术在将来进行提取的部分。

钒的总蕴藏量为6300万，其中仅有1000多万吨属于可开采储量，而3110吨为可在将来开采的保有储量。

表一为主要的可开采储量，它存在于中国、俄罗斯和南非钛铁磁铁矿中。

表一可开采储量和保有储量可开采储量1020万吨 %保有储量3109.4万吨 %澳大利亚 1.6 7.7中国19.6 9.6俄罗斯48.9 22.5南非29.4 40.2美国—12.9其他0.5 7.1值得一提的是，按目前钒的使用速度计算，可开采储量可以维持近300年。

提钒的工艺原理及应用1. 引言提钒是一种常用于金属表面处理的工艺，它基于化学反应原理，能够改善金属表面的性能，增加其耐腐蚀性和耐磨性。

本文将介绍提钒的工艺原理以及其在实际应用中的一些案例。

2. 提钒的原理提钒的原理是通过在金属表面形成一层氧化钒，从而提高金属表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。

提钒主要包含以下几个步骤：2.1 清洗金属表面首先，需要对金属表面进行彻底清洗，以去除表面的杂质和氧化物。

常用的清洗方法包括水洗、酸洗和溶剂清洗等。

2.2 涂敷提钒溶液清洗后的金属表面需要涂敷提钒溶液。

提钒溶液通常是由含有氧化钒和其他配位剂的溶液组成。

这些配位剂可以提高提钒的效果和均匀性。

2.3 生成氧化钒层涂敷提钒溶液后，可以将金属置于高温环境中进行加热处理。

在高温下，溶液中的氧化钒会与金属表面发生反应，生成均匀的氧化钒层。

2.4 冷却处理生成氧化钒层后，需要对金属进行冷却处理，以稳定氧化钒层。

3. 提钒的应用提钒工艺具有广泛的应用领域，下面将介绍一些常见的应用案例：3.1 汽车行业在汽车制造过程中，很多金属零部件需要具有良好的耐腐蚀性和耐磨性。

提钒工艺可以增加这些部件的表面硬度，提高其使用寿命。

3.2 航空航天行业航空航天行业对金属材料的性能要求非常高。

提钒工艺可以改善金属表面的抗氧化和耐蚀性能，提高零部件的可靠性和使用寿命。

3.3 机械制造行业在机械制造行业中，很多机械零部件需要具有较高的耐磨性。

提钒工艺可以增强金属表面的硬度和耐磨性，提高机械零部件的工作效率。

3.4 电子行业电子产品中常用的金属连接器需要具备良好的导电性和耐腐蚀性能。

提钒工艺可以改善金属表面的导电性，并提高连接器的使用寿命。

3.5 医疗器械行业在医疗器械制造过程中，很多金属器械需要具备良好的抗菌性和耐蚀性能。

提钒工艺可以改善金属表面的抗菌性能，提高医疗器械的安全性和可靠性。

4. 总结提钒是一种常用于金属表面处理的工艺，它通过生成一层均匀的氧化钒层，提高金属的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。