控制信息 五氧化二钒(剧毒) 　　本品依据《易制毒化学品管理条例》受公安部门控制 称号 中文称号：五氧化二钒 　　中文别号：五氧化钒，无水钒酸氧化钒(V) 　　英文别號：Vinylchloroformate，Vanadic acidanhydrideVanadium pentoxide 化学式 V2O5 相对分子质量 181.880 性状 液体。对湿灵敏相对密度(d?25)1.160。沸点67～69℃折光率(n?20D)1.4100。闪点-4℃易燃。有刺激性和催泪性有毒。产品常加0.05%26-二叔丁基对或0.02%对二酚一甲酯作稳定剂。 五氧化二钒原矿石 贮存 充氩密封4℃枯燥保存 用处 基和羟基的维护试剂。工业上硫氧化法制硫酸笁艺中SO2转变为SO3过程地催化剂

本标准适用于钒渣或其他含钒矿物经焙饶、浸出、沉淀、分解、熔化制得的冶金、化工等用的片状或粉状五氧化二钒。 1 技术要求 1.1 牌号和化学成分 1.1.1 产品按用途和五氧化二钒品位分为三个牌号其化学成分应符合下表的规定： 适用范围牌 号化学成分，%物理状态 V2O5SiFePSAsNa2O+K2OV2O4 不小于不大于 冶金用五氧化二钒以片状交货片径不大于55×55mm，厚度不大于5mm;化工用五氧化二钒以分解后自然粉状交货 2 试验方法 2.1 取样 化学分析用试洋的采取按附录A所规定的方法进行。 2.2 制样 化学分析用试样的制取按附录B所规定的方法进行 2.3 化学分析 五氧化二钒的分析暫按各生产厂现行分析方法进行，如有异议通过协商解决。 3 检验规则 3.1 产品质量的检查和验收由供方技术监督部门进行，需方有权按规萣对产品质量进行复验如有异 议，应在到货后30天内提出 3.2 同一牌号的产品可以归为—‘批交货，其批量—般在4—10t之间或由供需双方商萣。 4 包装、标志、储运和质量证明书 4.1 包装 产品采用铁桶包装桶内壁须刷一层防护漆。每桶净重一般不大于250kg或由供需双方商定。 4.2 标志、儲运和质量证明书 产品标志、储运和质量证明书应符合GB 3650-83《铁台金验收、包装、储运、标志和质量证明书的—般规定》的要求

跟着近几年來，五氧化二钒市场报价的坚硬职业效益的进步，各种提钒技能不断涌现现首要分为两大派系：一是湿法提钒法，二为火法提钒法 濕法提钒技能首要由核工业部下的一个研究院开发出来也叫酸化提钒技能，此技能对矿石的选择性强出产中耗酸量大，100吨矿石需求15～25吨硫酸相应在液体处理时需把液体调成中性，然后耗碱量也较高吨本钱中间原材料过高，别的废渣的堆放给环境形成必定的污染此技能规划化实践使用是陕西山阳区域部分钒厂，2006年因为污染严峻被政府强制性封闭;火法技能是将矿石经过焙烧然后浸出提取钒。此技能的關键是焙烧办法与添加剂的不同现对国内近几年来涌现出的焙烧办法做一总述，供贵公司参阅在选定工艺道路时，少走弯路缺乏之處请纠正。 平窑焙烧法是一种经典的焙烧办法经过长期的实践查验，它是比较有用的一种焙烧办法一起在实践中也发现了它的缺乏。朂大的缺陷是转浸率不安稳一年四季转化率误差大，就是在一天也有误差这首要是因为气流上升速度不同所形成的。因为此种焙烧办法是预先将矿料发热量配好假如气流上升速度发生变化，只要经过调理烟囱风门来操控此种调整办法很难找到最佳点，所以焙烧转化率一般只能安稳在40～50%之间 我国最早运用多膛炉焙烧法用于提钒职业是四川攀枝花钢铁公司，在出产中用于焙烧钒渣钒渣高温带的焙烧溫度为720～800℃。2006年辰溪庞大钒业有限公司在出产中也选用了此种焙烧办法但效果均不抱负，形成这种成果的首要原因是矿石在高温段逗留時刻不行含钒石煤矿高温段最佳焙烧温度带比较窄，只要10～20℃的误差起伏又因为钒在焙烧进程中是一个不断氧化和转化的进程，需在朂佳温度点逗留5～6个小时才干到达最高转化率。而此种焙烧办法是预先配好发热量经过鼓入的空气量来调理温度的。而料从上至下是┅个不断耗费热量的进程想要在某一个温度点逗留5～6个小时是不可行的。故此种炉型要用于含钒石煤矿的焙烧还需求许多的工业实践來调整。 现在欢腾炉用于含钒石煤矿提钒职业成功的只是在矿石脱碳这一步，其转化率只要10%以下到现在为止还没有看到转化率在40%以上嘚事例。尽管现在有许多关于欢腾炉焙烧含钒石煤矿效果极佳的专利技能但也仅仅只是文字的东西，在出产实践中使用很少危险极大。欢腾炉焙烧含钒石煤矿其难点在于矿石在炉内逗留时刻过短，要延伸逗留时刻只要无限扩展欢腾炉的容积，此计划出资大危险大歡腾炉焙烧另一个缺陷就是矿料和添加剂的触摸不充沛，达不到抱负的转化率此种焙烧办法还需许多的实践和技能完善才干断定其经济性。 回转窑焙烧法用于五氧化二钒提钒职业我国最早的是四川攀枝花钢铁公司用于钒渣的焙烧，其焙烧高温段为720～800℃钒渣中添加必定量的碳酸钠，选用长火焰焚烧器高温段长度为20米左右，钒的转化率在90%以上此焙烧原理是将钒渣在碳酸钠的效果下，烧成熔体使钒转變成钒酸钠，钒渣在炉内不需求较长期;另一点是钒渣含钒量一般在20%左右添加剂相对于钒量的比值小。而含钒石煤矿的含钒量一般在1%左右若依照矿石含量的12～15%添加，本钱过高;其二是有的矿石不必定适用添加碳酸钠2000年我在吉首建材化工总厂使用自治州的钒矿和本来烧硫化嘚回转窑试烧了两个月，成果没有成功经过实践得出以下定论：要矿石到达最佳转化率，矿石在高温段930℃左右的逗留时刻保持在5～6个小時而回转窑要正常焚烧其高温点最低不能低于1100℃，而矿石的熔点不超越1000℃所以矿石转化率所需求的最佳焙烧温度限制了回转窑的正常焚烧。 要战胜此弊端有必要采纳多个喷火点。依据产值的巨细需添加5～10个喷火点一个喷火点需求一个支点，本来回转窑的承要点为三組托轮若喷火点添加的情况下，要使8～13个支点在加热受重的状态下都在一条直线上工作从机械规划和制作视点动身，不经过许多的试驗和实践运用在厂商实践出产中是不能够选用的，故此种焙烧办法现阶段用于实践出产建设出资过大危险极大，只要待实践老练后方鈳选用 五、步进式焙烧法 自己经过各种炉型的焙烧原理结合含钒石煤矿取得最佳转化率的机理，规划了一种新式炉型——步进式焙烧炉 此炉型在河南省平顶山一供应商现已规划化出产，矿石的均匀转化率安稳在70%以上不论任何一种炉型都有其长处和缺陷，现把此种炉型┅年多的出产所表现出的优缺陷做一总结：长处 1、粉尘低工作环境好。 2 、焙烧合格率高一般在98%以上。 3、没有烧好的料能够回来重烧4、矿石和添加剂钙盐触摸充沛，转化率一般安稳在70%以上 5、机械化程度高，避免了气候、人为因素等等对转化率的影响 出产人员比平窑絀产所需人员节约近40%。6、简单操控出产安稳 缺陷 1、需求外热，能量使用率低100吨矿石需5吨煤 2、出资较平窑大，平等规划需添加10%资金 结束語 从现在在无氧化二钒焙烧工序成功的炉型只要平窑和咱们开发的步进式焙烧炉，其它的炉型要使用于实践还需求一段时日

五氧化二釩是氧化物，酸性大于碱性溶于强碱生成钒酸盐，溶于强酸构成钒氧离子VO或VO3+橙黄或砖赤色固体。无臭、无味、有毒性微溶于水，生荿淡黄色酸性溶液热分化或三氯氧钒与水效果都可制得五氧化二钒。 2NH4VO3 V2O5+2NH3+H2O 2VOCl3+3HO2 V2O5+6HCl 五氧化二钒是钒氧化物中使用最广泛的产品在钒资源勘探、出产囷国际贸易中，一般都以五氧化二钒作为核算单位 五氧化二钒是出产金属钒、钒铁合金、和其它钒基合金的中间产品，也是制作钒催化劑的质料还可用于、邻二等有机组成的催化剂，还用于制作彩色玻璃和陶瓷 五氧化二钒的收回工艺： (1)从钒渣中收回：钒渣是含钒较高嘚提钒质料，收回技能比较老练现在通用的流程是钠化焙烧工艺，选用的设备不同大型厂商一般都选用回转窑，而有些厂商则选用焙燒炉工艺进程是将钒渣与钠盐(一般为碳酸钠或芒硝)混合，在必定的温度下焙烧使钒转为可溶性的钠盐，焙砂再通过浸出使钒酸盐进叺溶液，溶液通过滤滤出废渣，再通过沉积、精美等进程得到五氧化二钒国外有的厂商直接使用含钒高的钒钛磁铁矿出产五氧化二钒，首先将矿石制成精矿然后与熔剂混合，进入回转窑中焙烧焙砂用水浸出，含钒溶液用铵盐处理最终沉积。 (2)从石煤中收回：从石煤Φ提钒的工艺主要是钠化焙烧工艺钠化氧化焙烧—水浸出—水解沉钒—碱溶铵盐沉钒—热解脱—精钒的工艺流程。该工艺是我国从石煤Φ提钒遍及选用的工艺特点是工艺简略，而且充分使用了石煤的热能缺陷是收回率较低，一般在60%以下美国选用以上工艺，但选用稀硫酸浸出、溶剂萃取技能收回率可达70%。 (3)从石油废催化剂中收回：美国、日本等国从上个世纪70年代就开端从石油含钒废催化剂中收回钒技能现已老练，加工工艺许多有许多工艺现已申报专利。国际上通用的技能是钠化焙烧法：配料→焙烧→磨碎→浸出过滤→沉钒→煅烧→五氧化二钒产品↓ 溶液→萃取收回钼→钼酸铵产品 ↓ 渣→进一步收回镍→金属镍 各国收回工艺中的经济技能参数虽然不同，但根本上參照以上工艺我国从石油工业废催化剂中收回钒的厂商选用的工艺也根本与其相同。 (4)从硫酸工业废催化剂中收回：从硫酸工业的废催化劑中收回五氧化二钒早已引起世界各国的注重前苏联在此起步较早，技能比较老练日本、美国也有许多专利报导。我国硫酸工业废钒催化剂中收回钒的作业展开较早在上个世纪80年代，南化公司、成都工学院、北京矿业学院、镇江冶炼厂、平顶山987化工厂等都作过很多试驗其间平顶山987化工厂现已投入出产。现在选用的技能有火法—湿法联合工艺和全湿法工艺后者使用比较广泛。工艺如下：废催化剂→破坏→浸出→过滤→加水解→沉钒→精粹→煅烧→产品湿法流程工艺简略，出资少总收回率在90%以上。缺陷是发生的废液量较大不能莋到平衡。现在我国从硫酸工业废钒催化剂中收回五氧化二钒的厂商都选用以上工艺火法湿法联合工艺没有选用。   定论：从含钒物料中提炼钒的工艺有火法、湿法和火法、湿法联合流程最老练的技能是：钠化焙烧、浸出、沉钒工艺，也是提钒技能的经典从硫酸工业废釩催化剂中收回五氧化二钒一般都选用酸性直接浸出工艺。

五氧化二钒技术现状简介1、 加盐焙烧提钒技术 加盐焙烧提钒技术（工业盐添加量8－15％）属于在九十年代初期提出的取缔关停淘汰落后技术存在的主要问题是空气污染严重和废水中无机盐含量高。在九十年代一些企业采用了减少食盐添加量的低盐焙烧提钒技术（工业盐添加量5－6％），但并没有效解决加盐焙烧提钒技术的环境污染弊端由于废水中無机盐含量高，废水循环利用率低生产过程产生大量外排废水，在企业的周边区域造成严重的环境纠纷！目前我国存在石煤提钒行业的渻份对新建企业大多采取禁止采用加盐（含低盐）焙烧提钒技术的产业政策，比如河南、湖北、重庆、陕西、新疆、贵州等 2、 无盐焙燒提钒技术（空白焙烧技术）九十年代初，湖南省煤炭研究所联合有关企业开发研究无盐焙烧提钒技术（不添加任何添加剂）目前该技術仅在湖南省怀化的个别企业采用，矿石中钒的总收率在38－45％之间经过技术改进，收率有所提高该技术对矿石有很强的选择性，而且收率低不具备工业化推广价值。 3、 强酸浸出提钒技术（湿法提钒技术）强酸浸出技术包括矿石预焙烧后强酸浸出技术和无焙烧强酸浸出技术该项技术主要由核工业总公司北京化工冶金研究院开发。无焙烧强酸浸出提钒技术（湿法提钒技术）虽有矿石不需焙烧过程的优点但酸用量大、投资大（设备腐蚀严重）、生产成本高、废水、废渣难以处理（废水、废渣中无机盐含量高）、经济性差，而且对矿石也囿一定的选择性工业化推广有一定的局限性。 4、 其它技术改进包括用于焙烧过程的多元复合焙烧添加剂用于浸出过程的多元复合浸取劑等，都只是对工艺过程的一种配方式改进且均有一定的局限性，不属于新工艺新技术的范畴

一、工艺流程     矿石破碎→球磨→酸浸→凅液别离→预处理→萃取反萃取沉钒→红钒热解→五氧化二钒。     石煤钒矿石破碎后湿式球磨至粒度－60目占80％以上然后用占矿石质量15%的硫酸接连拌和，温度85℃液固体积质量比（0.85～1）：1，钒以四价方式转入溶液固液别离后，矿渣堆积溶液预处理后，以P 204＋TBP ＋磺化火油为萃取剂经7级箱式半逆流萃取，然后用1～1. 5mol/L的硫酸5级反萃取得到质量浓度80～120 g/L的含钒溶液，加热氧化沉积得红钒（）红钒于550℃下加热分化得伍氧化二钒。     二、工艺原理及运用     陕西山阳县境内的石煤钒矿石中的钒一部分在云母中以类质同象方式置换六次配位的三价铝而存在于云毋晶格中｛云母分子式为K （AlV）2[AlSi3O10]（OH）2｝，若从云母中浸出钒有必要损坏云母结构故这部分钒难于浸出。直接用酸损坏云母结构即在必萣温度和酸度下，让氢离子进入云母晶格中置换A13+使离子半径发生变化，将钒释放出来钒被氧化成四价后用酸溶解，反应式为： 该工艺茬陕西山阳县10余家钒加工厂得到广泛运用总收率达65%～71%，出产成本控制在5.5～6.8万元/t出产废水中的Fe2+，Fe3+、A13+等金属离子经过氧化、沉积、过滤、弄清去除态氮经过调pH、加热、吹脱可除掉90%，废水可循环运用；出产过程中不发生有害气体对大气无污染。

含钒黑色页岩（也称石煤）昰我国首要的钒矿资源之一一般以为，钒档次到达0.7%以上就具有工业挖掘价值从黑色岩中提取钒的研讨较多，但多选用平窑焙烧、静态浸出、清液离子交换及精钒制取等工艺生产流程比较简单，出资少但也存在许多缺乏：（1）有害气体较多，且无序排放不方便会集处悝对环境污染严峻；（2）焙烧转化率仅50%～60%，归纳利用率40%～50%；（3）只能间歇操作无法完成机械化、接连化及规模化；（4）产品质量不稳萣。 依据广西某石煤钒矿勘探成果和选冶实验材料对钒的赋存状况、浸出、萃取、沉钒等办法进行了较为系统的研讨，取得了较好的实驗成果一起结合当时五氧化二钒报价跌落，进一步用微波加工制备了氮化钒它与传统的电阻炉加热方法比较，微波加热缩短了反响和冷却时刻节省了能耗，简化了工艺下降了本钱。 一、矿石性质与化学成分 石煤矿样经XRF（X荧光）分析其首要成分列于表1。由表1可以看絀石煤中钒含量为0.703%，相当于含V2O51.27%为了了解钒在矿样中的赋存状况，进行了钒的价态分析成果列于表2。从表2可以看出石煤钒矿首要是3价釩其次是5价钒和4价钒。 表1  取2kg钒矿石经烘干、破碎、细磨并筛分至悉数经过100目标准筛焙烧在马弗炉内进行，焙烧温度为850℃左右考虑了焙烧时刻对矿藏的影响，焙烧成果列于表3 表3 表3成果标明，跟着时刻的延伸3价钒逐步变为4价或5价，如焙烧3h4价的钒占有率到达50%，而5价钒箌达40%这对后续浸出是有利的。但许多研讨者发现焙烧时刻超越3h后，云母类矿藏的结构逐步被损坏硅铝酸盐、碱金属盐、二氧化硅构荿低共熔玻璃相结构，反而不利于后边的浸出 （二）浸出 含钒石煤矿焙烧后进行H2SO4浸出。该实验进行了浸出温度、浸出时刻、酸浓度、氧囮剂类型及浓度、助浸剂类型及浓度以及与酸的配比等实验成果标明，在温度、时刻一守时仅靠加酸，浸出率最高只也有60%氧化剂的參加，可将浸出率进步到70%参加复合助浸剂能使浸出率到达80%以上。实验标明影响浸出率的关键是损坏云母的结构。得到的最佳浸出条件昰：硫酸浓度≥30%固液比为1∶1，浸出温度80～90℃浸出时刻12h，复合助浸剂浓度10%～15%在此条件下，钒的浸出率到达83% （三）萃取和反萃 1、萃取實验 溶剂萃取具有别离作用好、选择性强、回收率高、本钱低、易于接连操作和完成自动化、节省水资源等长处，近半个世纪来在冶金和石油化工等范畴已得到广泛应用实验选用P2O4＋TBP＋火油的萃取系统富集纯化V2O5浸出液。用2 NH2SO4作为反萃剂 萃取的条件是pH＝2～2.5（用铁粉复原，NH3调理pH）O／A＝1，混合时刻10min料液钒浓度为3.31g／L。 选用六级逆流萃取实验成果标明：六级逆流萃取实验的萃余水相中V2O5浓度为0.15g／L，萃取率为95.47% 2、反萃实验 对钒浓度为4.043g／L的负载有机相溶液进行反萃。反萃操作条件是：反萃剂：2N H2SO4；反萃级数：５级；比较O／A＝10／1；温度：室温；混合时刻：7min实验成果标明：经五级反萃后贫有机相中V2O5浓度为0.036g／L，反萃率为99.11% （四）沉钒 将反萃液加热到60℃，参加必定量的NaClO3拌和30min，溶液由蓝色当即轉变为浓黄色再用将pH值调至2左右，在95℃下拌和3h后将溶液过滤，所得滤饼枯燥后在550℃下于马弗炉内煅烧3h，得到黄色V2O5实验成果标明，沉钒率为99.39%五氧化二钒产品质量分析成果列于表4，已达国家GB3283－87化工和冶金一级标准 将上述五氧化二钒和碳按必定份额均匀混合，参加30mL含4%聚乙烯醇的水溶液然后用金属液压机限制成圆柱型，压强为20MPa将限制好的样品放入微波高温炉中，抽真空至20Pa通入氮气并坚持炉内微正壓后，中止通氮气复原温度到达933K，时刻为60min后进步微波功率，当温度到达1273K时通入氮气，氮化一守时刻后冷却至温度为373K以下出炉。在此过程中探讨了混合物的配碳比、氮化温度、氮化时刻、氮气的流量等要素对产品氮含量的影响，成果如图1～图4所示图1  碳配比对产品氮含量的影响  图2  氮化温度对产品氮含量的影响图3  氮化时刻对产品氮含量的影响图4  氮气流量对产品氮含量的影响 成果标明：配碳比为35%，混合粅压型的压强为20MPa复原最高温度为933K，复原时刻为60min氮化温度为1723K，氮化时刻为120min氮气流量为2L／min。产品经过XRD分析为纯相氮化钒如图5所示。其間的氮含量为12.6%钒含量79.2%，碳含量4.6%体积密度为4.5g／cm3。产品可以契合V－N12A钒氮合金国家标准图5  产品ＸＲＤ 四、定论 （一）选用氧化焙烧→硫酸浸出→溶剂萃取→铵盐沉钒→枯燥煅烧工艺从石煤中提钒取得了满足的成果。V2O5浸出率＞80%萃取率＞95%，反萃率＞99%取得V2O5产品的纯度为99.3%，契合國家GB3283－87化工和冶金一级标准可是，该工艺也存在酸耗较高、杂质较多等缺陷往后应该在下降酸耗，操控杂质方面进行更深化的作业 （二）一起，为了进一步进步产品性价比把上述提取的五氧化二钒与碳在微波炉中经烧结氮化，调查了一些反响要素产品成果经过XRD分析为纯相氮化钒。其间的氮含量为12.6%钒含量79.2%，碳含量4.6%体积密度为4.5g／cm3。产品可以契合V－N12A钒氮合金国家标准

一、工艺流程     石煤钒矿石破碎→烘干→球磨→加钙盐制球焙烧→酸浸→固液别离→萃取反萃取（或离子交流）→沉积→热解→五氧化二钒。     石煤钒矿石经破碎、烘干、浗磨粒度－80目占90％以上，加石灰石或许石灰混合制球球粒在900～950℃下焙烧3～4 h，用1%～3%的硫酸二次间歇浸出操控液固体积质量比(2～3）:1。液凅别离后矿渣堆积，溶液中钒质量浓度2～4 g/L可选用萃取－反萃取工艺（同无盐焙烧工艺），也可选择离子交流工艺从溶液中富集钒选鼡离子交流工艺时，树脂可选择D290强碱性大孔阴离子树脂溶液pH=2. 5时，D290树脂的交流容量为212.3 mg/mL湿树脂；溶液pH为2～3时交流速度为0. 03～0. 在1%～3%的硫酸溶液Φ，钒以钒酸方式转入溶液钙以硫酸钙方式沉积与溶液别离，含钒溶液进入后续工序提取钒     钙化焙烧提取五氧化二钒工艺无污染，已茬湖南、湖北、重庆、贵州、甘肃、河南、新疆、陕西等地的石煤钒矿进行工艺实验并建厂投产总收率达55%～70%，出产成本在5.5～6.8万元/ t该工藝选用低酸浸出，交流余液和沉钒母液可循环运用处理树脂的碱性洗水经717树脂吸附收回钒后与处理树脂的酸性洗水混合，经石灰中和后匼格排放石灰石在焙烧进程中有固硫效果，因而出产进程中发生的气体主要为CO2无有害气体，对大气没有污染

(1)从钒渣中收回：钒渣是含钒较高的提钒质料，收回技能比较老练现在通用的流程是钠化焙烧工艺，选用的设备不同大型厂商一般都选用回转窑，而有些厂商則选用焙烧炉工艺进程是将钒渣与钠盐(一般为碳酸钠或芒硝)混合，在必定的温度下焙烧使钒转为可溶性的钠盐，焙砂再通过浸出使釩酸盐进入溶液，溶液通过滤滤出废渣，再通过沉积、精美等进程得到五氧化二钒国外有的厂商直接使用含钒高的钒钛磁铁矿出产五氧化二钒，首先将矿石制成精矿然后与熔剂混合，进入回转窑中焙烧焙砂用水浸出，含钒溶液用铵盐处理最终沉积。 (2)从石煤中收回：从石煤中提钒的工艺主要是钠化焙烧工艺钠化氧化焙烧—水浸出—水解沉钒—碱溶铵盐沉钒—热解脱—精钒的工艺流程。该工艺是我國从石煤中提钒遍及选用的工艺特点是工艺简略，而且充分使用了石煤的热能缺陷是收回率较低，一般在60%以下美国选用以上工艺，泹选用稀硫酸浸出、溶剂萃取技能收回率可达70%。 (3)从石油废催化剂中收回：美国、日本等国从上个世纪70年代就开端从石油含钒废催化剂中收回钒技能现已老练，加工工艺许多有许多工艺现已申报专利。国际上通用的技能是钠化焙烧法：配料→焙烧→磨碎→浸出过滤→沉釩→煅烧→五氧化二钒产品 ↓ 溶液→萃取收回钼→钼酸铵产品 ↓ 渣→进一步收回镍→金属镍各国收回工艺中的经济技能参数虽然不同，泹根本上参照以上工艺我国从石油工业废催化剂中收回钒的厂商选用的工艺也根本与其相同。 (4)从硫酸工业废催化剂中收回：从硫酸工业嘚废催化剂中收回五氧化二钒早已引起世界各国的注重前苏联在此起步较早，技能比较老练日本、美国也有许多专利报导。我国硫酸笁业废钒催化剂中收回钒的作业展开较早在上个世纪80年代，南化公司、成都工学院、北京矿业学院、镇江冶炼厂、平顶山987化工厂等都作過很多试验其间平顶山987化工厂现已投入出产。 现在选用的技能有火法—湿法联合工艺和全湿法工艺后者使用比较广泛。 工艺如下： 废催化剂→破坏→浸出→过滤→加水解→沉钒→精粹→煅烧→产品 湿法流程工艺简略，出资少总收回率在90%以上。缺陷是发生的废液量较夶不能作到平衡。现在我国从硫酸工业废钒催化剂中收回五氧化二钒的厂商都选用以上工艺火法湿法联合工艺没有选用。 定论： 从含釩物料中提炼钒的工艺有火法、湿法和火法、湿法联合流程最老练的技能是：钠化焙烧、浸出、沉钒工艺，也是提钒技能的经典从硫酸工业废钒催化剂中收回五氧化二钒一般都选用酸性直接浸出工艺。五氧化二钒是**氧化物酸性大于碱性，溶于强碱生成钒酸盐溶于强酸构成钒氧离子VO或VO3+。橙黄或砖赤色固体无臭、无味、有毒性。微溶于水生成淡黄色酸性溶液。热分化或三氯氧钒与水效果都可制得五氧化二钒 2NH4VO3V2O5+2NH3+H2O 2VOCl3+3HO2 V2O5+6HCl五氧化二钒是钒氧化物中使用最广泛的产品，在钒资源勘探、出产和国际贸易中一般都以五氧化二钒作为核算单位。五氧化②钒是出产金属钒、钒铁合金、和其它钒基合金的中间产品也是制作钒催化剂的质料，还可用于、邻二等有机组成的催化剂还用于制莋彩色玻璃和陶瓷。

1．工艺原理 ** 根据矿物的高温反应研究结果含钒页岩（石煤）中的钒焙烧后，石煤中的钒主要以硅钒酸钙和钙钛钒氧囮物的形式存在 ** 硅钒酸钙的分子式为：（Ca5.97,Fe0.03,Mg0.02）6.02【（Si1.02O4）（V0.96,Ti0.04O4）2】,该矿物的化学性质不稳定，在很弱的酸性介质中能迅速溶解 2. 石煤钙化步进式焙烧提钒技术优点** 用钙盐（石灰、石灰石）替代食盐，完全消除了钠法焙烧技术的含HCl,Cl2等有毒有害气体气体的废气污染问题** 对焙烧炉的选型和设计做了显著的技术革新，焙烧过程实现机械化温度控制精度在10度左右，生产效益高劳动卫生条件好。 由我公司主持研发的步进式钒矿焙烧炉已经成功的在河南某厂运行近三年日处理矿石200T,是全国同行业唯一工业化规模运行的新型环保型钒矿焙烧炉。 ** 焙烧料为低酸浸出(配酸浓度1－2％硫酸)，生产成本低液体含杂质较少，利于工艺水循环利用 ** 浸出渣采用机械过滤和洗涤，提高了收率减少了矿渣茬堆放过程中造成的地表水和地下水污染。 ** 采用浸出液除杂新技术产品质量可以稳定的达到国标要求，并有效的降低了废水中污染性物質的浓度 ** 强化废水处理和循环过程，废水循环利用率高废水实现零排放。研发的废水处理和回收工艺及技术在贵州省环保局通过专镓评审，属于全国同行业首创

sink vanadium, pollute slightly 目  录英文摘要 1前语 1.1钒与钒化合物 1.2提钒工艺简述 1.3国内外的研讨情况及展开趋势 1.4提取五氧化二钒的新技能 1.5本课題的选题含义 2实验部分与检测办法 2.1实验试剂 2.2实验仪器及设备 2.3实验办法 2.4 检测办法 3湿法提钒研讨 3.1直接酸浸工艺研讨 3.2钠化焙烧－酸浸工艺研讨 3.3钠囮焙烧－水浸工艺研讨 3.4钠化焙烧－碱浸工艺研讨 3.5定论 4浸出物萃取与沉钒研讨 4.1萃取进程 4.2反萃取进程 4.3沉钒及灼烧 5定论与展望 5.1 定论 5.2 缺乏与展望 参栲文献 1 前语1.1 钒与钒化合物[1] 1801年,A.M.DelRio在墨西哥发现了23号元素,1830年,N.G..Sefstrom将其命名为Vanadium,钒。 钒是ds区过渡族元素,在地壳中的丰度为136ppm坐落悉数已知元素中的第19位。產值最丰厚的国家有南非、前苏联、我国和美国 钒是一种重要的战略物资，人类在160年前就已发现钒元素但直到20世纪初才被广泛运用于笁业出产上。纯金属钒呈银灰色纯度>99.9%时，具有杰出的可塑性和可锻性钒的产品品种繁复，既有高纯金属钒、钒铝合金、钒碳化物及钒碳氮化物等冶金产品也有五氧化二钒、、、钒酸钠、氢氧化钒及氯化钒等化工产品。其间五氧化二钒是钒的重要氧化物，也是金属钒、硫化钒或氮化钒等氧化后的终究产品 钒首要用于钢铁工业，在钢中起脱氧、脱氮作用然后改进钢的功用，钒的高价氧化物是化学工業和石油工业中的重要催化剂此外，在电子、玻璃、印刷、电影、照相和陶瓷等工业钒的化合物亦得到广泛运用。 五氧化二钒的半导體性质的发现和其在光学工业中作为抗静电涂层的运用为它的研讨拓荒了新近年来，对作为功用材料的V2O5的研讨现已受到了广泛的注重咜的溶胶－凝胶制备技能也取得了鼓舞人心的前进。具有层状结构的V2O5凝胶膜显现出风趣的电子、离子、电化学性质此外，V2O5还具有光电导性质例如，V2O5可作普通离子吸收基质材料、湿敏传感器、微电池、电致变色显现材料等能够预见，跟着现代高科技的展开V2O5的运用规模將会逐步扩展，需求量也会逐步增加因而，展开五氧化二钒提取与制备研讨有重要含义 1.2提钒工艺[3] 1.2.1酸浸碱溶提钒法 运用酸使含钒固废中嘚钒以VO2＋ ,VO2＋的形状浸出，加碱中和在弱碱性条件下用氧化剂使钒成为五价离子(如VO3 －)，并使钒与铁的水合氧化物等杂质一同沉积再用酸堿浸制得粗钒，粗钒经碱溶生成五价钒的钠盐并除掉杂质硅，后用铵盐二次沉钒得经焙烧得到高纯V2O5，该工艺已运用低钒钢渣提钒 1.2.2钠囮焙烧提钒法 钠化焙烧提钒是含钒质料提钒运用较多的工艺，研讨也较为透彻我国陈厚生教授对该工艺技能奉献较大。其根本原理是:以喰盐或苏打为增加剂经过焙烧将多价态的钒转化为水溶性五价钒的钠盐,如Na2O. yV2O5 和NaVO3，再对钠化焙烧产品直接水浸可得到含钒及少数铝杂质的浸取液，然后参加铵盐（酸性铵盐沉积法)制得沉积经焙烧得到粗 V2O5，再经碱溶、除杂并用铵盐二次沉钒得焙烧后可得到纯度大于98%的V2O5。也鈳用硫酸浸渍焙烧产品此刻发作反响：2NaVO3＋H2SO4 ＝Na2 SO4＋H2O＋ V2Os，别离得到粗V2O5后经碱溶、除杂并用铵盐二次沉钒得，经焙烧可得高纯V2O5该工艺已用于石煤和低钒钢渣提钒。 1.2.3直接焙烧提钒法 一般包括焙烧、浸出、沉钒、制和锻烧几个进程焙烧时不加任何增加剂，靠空气中的氧在高温下將贱价钒直接转化为酸可溶的V2O5然后用硫酸将焙烧产品中的V2O5以五价钒离子形状浸出，再对浸出液净化除掉Fe等杂质，并用水解沉积法或铵鹽沉积法沉积红钒再将红钒溶解于热的烧碱水溶液中，操控恰当浓度和pH值使溶液中的钒首要以VO3(OH)2－形状存在，弄清后取上清液选用铵盐沉积法制再锻烧即得高纯V2O5。该法已用于含钒石煤的提钒 1.2.4钙化焙烧提钒法 将石灰、石灰石或其它含钙化合物作溶剂增加到含钒固废中造浗、焙烧，使钒氧化成不溶于水的钒的钙盐如 Ca ( VO3 ) 2、Ca3 ( VO4) 4 、Ca2V2O7，再用酸将其浸出并操控合理的pH，使之生成VO2＋ ,V10O28 6－等离子一同净化浸出液，除掉Fe等雜质然后选用铵盐法沉钒、制并锻烧得高纯V2O5。钙化焙烧法已运用于石煤提钒中 1.2.5溶剂萃取提钒法 用焙烧、酸浸、碱浸等手法将含钒固废Φ的钒转变为水溶性或酸溶性的含钒离子团，如HV10O285－、V O3 (OH) 2－、V2O74－、 V4O122－、VO3－、  V O2＋(溶液pH值不同离子团也不同)，后用萃取剂(如N－263 、7402)萃取并发作阴戓阳离子交流，如:选用N－263在pH＝5时萃取[HV10O28 ]5－发作反响： [HV10O28 ]5－＋5R3N＋CH3C1－（O）——(R3 N＋CH3)5[HV10O28 ]5－（O）＋5C1－（（O）表明有机相)，因为其它金属离子大都不能进入囿机相中然后完成了钒与金属杂质离子的别离。经萃取的有机溶液再用反萃剂(如NH4CI、)反萃，使钒再从有机相转入水相然后调整pH值，使釩以或的形状沉积再锻烧沉积物即得高纯V2O5。 因为含钒离子、萃取剂及反萃剂的品种都许多所以相应提钒工艺也多，但工艺道路大体附菦一般为：制含钒离子－萃取－反萃－沉钒－脱得V2O5。此法已成功运用于石煤、低钒钢渣、废钒催化剂提钒 1.2.6离子交流提钒法 选用焙烧、酸浸、碱浸等工艺将含钒固废中的钒转化成水溶性的含钒离子，如：VO3－、V4O124－(因溶液pH值不同离子也不同)再依据物料的不同选用不同的离子茭流剂(如717树脂)，并调整溶液pH值在离子交流柱上发作吸附反响，如选用717树脂对VO3－进行离子交流吸附时发作反响:VO3－＋R －N(CH3) 3C1 ——R－N(CH3) 3 VO3－＋ C1－(R表明烃基)此刻因为VO3－对717树脂的亲和力大于杂质离子对树脂的亲和力，所以能除掉磷、铁、铝、硅等杂质上述吸附于离子交流柱上的钒能够用NaCI溶液洗脱，反响为:R－V (CH3) 3VO3－＋ C1－——VO3－＋ R－N (CH3)3C1经吸附，钒被固定于离子交流柱上并完成了杂质别离。再经脱附钒转入洗脱液中，后再用铵鹽沉积法沉钒、制再锻烧得V2O5。 此法在国外起步较早但直到1991年，加拿大Fort McMurray公司才树立离子交流厂提钒我国20世纪70年代初进行了一系列离子茭流提钒的实验，到90年代初用717离子交流树脂法对石煤提钒土艺已在湖北通城、丹江口等地运用于出产。现在离子交流法也成功地用于廢钒催化剂的提钒。 1.3 国内外的研讨情况及展开趋势[12] 我国从钒矿和石煤中提取钒绝大多数选用钠盐焙烧－水浸－酸沉积－碱溶－铵盐沉积－熱解工艺流程该工艺在出产中暴露出的首要缺陷是在焙烧进程中发作很多氯化氢、等有毒气体，废水中含有很多盐份对环境有严峻污染，钒的转化率也低为处理这两个问题，不少专家做了很多研讨工作提出了原矿氧化焙烧－碱浸、钙盐焙烧－碳铵浸、原矿酸浸或欢騰炉脱碳酸浸、细菌浸出、钠盐焙烧－水浸渣再酸浸等工艺流程，取得了较好的成果 在国外提取钒一般选用酸浸或钠盐焙烧－酸浸－溶劑萃取工艺流程，如美国矿业局从华达州的分化岩石中提取钒选用的是钠盐焙烧－溶剂萃取－铵盐沉积工艺流程；英国曼斯菲尔德公司从煉铜的炉渣中提取钒选用的是在回转炉内高温下加盐和硫酸焙烧－水浸－沉积工艺；波兰从含五氧化二钒的石煤中收回钒选用的是硫酸化焙烧－水浸工艺 核工业北京化工冶金研讨院从20世纪80年代处开端研讨从石煤中提取钒。先后提出了“钠化焙烧－废气制酸－酸浸－溶剂萃取制取精钒”、“氧化焙烧－酸浸－溶剂萃取制取精钒”和“原煤破磨－两段逆流酸浸－溶剂萃取－沉钒－热解制精钒”3个工艺流程其間第三个工艺流程已于1996年在我国西北地区建成了年产660t五氧化二钒的出产厂。   现有含钒固废提钒工艺虽多特色也不同，但根本都是由传统提钒工艺移植过来(除钢渣回来法外)针对性不强，很不习惯含钒固废的资源特性(低档次、大宗量、成份杂)运用时本钱高、污染大、难以夶宗量处理，致使推行一向受到限制因而，寻求短流程、大规模、低本钱、低污染的固废提钒与残渣归纳运用的新工艺是含钒固废提釩新技能未来的展开方向。 近30年针对含有价组分的矿冶二次资源的特性(低档次、大宗量)，国内外出现一些绿色别离和资源有用运用新技能其原理与办法都具遍及适用性，有的已用于含钒固废提钒土艺的研讨能够预见，跟着这些技能的逐步完善有望给含钒固废提钒工藝或办法带来突破性发展。 1.4.1挑选性分出技能 东北大学隋智通教授提出挑选性分出技能已成功用十硼渣、钛渣体系。基木原理是针对固废內有价元素档次低、且散布于各矿藏相内的资源特色发明适合的物理化学条件，促进有价元素在化学位梯度的驱动下挑选性地搬运于規划的矿藏相内富集，一同合理操控相关要素使富集相挑选性长大，再经磨矿后分出富集相别离后的残渣用于建筑材料等。该技能具囿“短流程、低本钱、大规模、小污染”的特色现在已用于低钒钢渣提钒的研讨。 1.4.2微生物浸出技能 自上世纪70年代以来国际上开端广泛將微生物用于冶金土业，现已能用微生物浸出低档次矿石中的铜、金、铀、铬、镍、银、钒、钼、锗等有价元素其原理是运用微生物自身的生理机能(如氧化特性)或代谢产品(如有机酸、无机酸和Fe3＋)的作用来氧化、溶浸矿藏中的意图组分，再选用络合、吸附等办法将浸出的意圖组分富集、别离后提取  该技能的长处是固定资产投入较低、效率高、本钱低、污染少、能耗少，特别适用于低档次矿藏质料有价组分嘚提取缺陷首要是进程的反响速度慢和细菌对矿藏有挑选性。所以如找到并培养出适合的钒细菌，将其用于含钒固废中钒的浸出在技能上应是可行的。 1.4.3矿浆电解技能 矿浆电解技能是北京矿冶研讨总院历经20余年的研讨开宣布的一种新的湿法冶金办法，现在已成功地从哆金属复合矿石中收回锡 ,锑、铅、银等有价元素基木原理为将湿法冶金所包括的浸出、溶液净化、电积3个工序合而为一，运用电积进程嘚阳极氧化反响来浸出矿藏其实质是用矿石的浸出反响来替代电积的阳极反响，使一般电积进程阳极反响很多耗能转变为某种金属的有鼡浸出;一同槽电压下降电解电能下降，整个流程大为简化这样，在阳极区可运用矿藏的电氧化次序完成金属的挑选性分出在阴极区鈳运用分出电位的不同完成金属别离。 钒在地壳中的均匀含量为0.015% 、河北等地相对资源有限，而我省绿泥石资源丰厚              本研讨经过对原矿石性质的研讨，试探性的选用与现行不同的工艺提钒终究，依据矿石的性质及其特色而且结合实验的成果而选定最佳的工艺 2实验部分與检测办法 2.1 实验试剂 250mL分液漏斗、布氏漏斗、定量滤纸、定性滤纸、广泛pH试纸、铁架台、铁圈、夹子、试管刷、洗瓶、石棉网、玻璃棒﹑胶頭滴管、坩埚、 酸式滴定管、容量瓶、量筒 锥形瓶、烧杯。 2.3实验办法 2.3.1实验办法一 称取必定量的原矿石然后将其损坏，再按必定的液固比嘚与不同配比的溶液混合将配好的溶液放入恒温干燥箱中按设定的温度和时刻进行浸取，得到的浸取液经过抽滤后分析滤液中钒含量，核算转浸率 2.3.2实验办法二 称取必定量的原矿石，然后将其损坏置于坩埚中，在马弗炉中按设定的温度和时刻进行一段脱碳焙烧脱碳後的矿石按必定的份额与钠盐研磨均匀后再在马弗炉中按设定的温度和时刻进行二段焙烧，焙烧后的熟料再按必定的液固比与不同配比的溶液混合用电动拌和器按设定的温度和时刻进行拌和，终究抽滤后分析滤液中钒含量，核算转浸率 2.4检测办法 2.4.1原矿石的检测 锥形瓶中，参加20ml的硫磷混酸和20%硫酸亚铁铵溶液1ml,摇匀滴加KmnO4溶液至摇摆后溶液所出现的微赤色不消失并过量1－2滴，充沛摇摆后放置5－10分钟，参加10ml的尿素溶液滴加亚溶液至赤色刚好消失并过量1－2滴，充沛摇摆后放置1分钟，再参加3滴0.2% N－基指示剂用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至紫赤色變为亮绿色即为结尾。然后依据滴定用的硫酸亚铁铵体积和浓度及所取溶液的体积来核算钒的浸出率 2.4.3 实验成果的测定办法 1)试剂 i)所需试剂 4%（m/m）硫酸亚铁铵溶液；硫酸溶液：1＋1；3%（m/m）溶液； 10%（m/m）脲素溶液；1%（m/m）亚溶液；0.2% N－基指示剂； 硫酸（GB626－89）；硝酸（GB622－89）；磷酸（GB/T1282－77）； 硫酸亚铁铵标准溶液为0.01moL/L。 ii)试剂的制造 ① 4%（m/m）硫酸亚铁铵溶液：称取2g固体硫酸亚铁铵溶于50 mL去离子水中。 ② 硫酸溶液（1＋1）：V浓硫酸：V水＝1：1淛造60mL溶液 ③ 3%（m/m）溶液：称取1.5g固体，溶于50 mL去离子水中 ④ ℃烘干且恒重的样品0.5g（精确至0.0002g），放入250mL锥形瓶中用水湿润摇散，顺次参加磷酸10mL硫酸5mL，硝酸2mL混合后置于电炉上加热至试样溶解彻底并冒白烟取下冷却后沿瓶壁加20mL水，持续加热至冒白烟（防止暴沸不断摇摆），冷卻后加水至80mL参加硫酸（1＋1）20mL充沛摇摆使可溶盐溶解，冷却后将试样移入250mL容量瓶中再用水稀释至刻度，摇匀 ii) 移取100.00mL试样溶液到500mL锥形瓶中，加4%硫酸亚铁铵溶液2～3mL以复原溶液中或许存在的氧化物质在室温下逐滴参加3%溶液至淡赤色（5 min内不褪色）。然后参加10%脲素10mL滴加1%亚溶液至淡赤色褪去，再过量2～3滴充沛摇匀后放置10min，使过剩的亚悉数被脲素分化（摇摆时根本无气泡发作） iii) 参加6滴0.2% N－基指示剂，在亮光处用硫酸亚铁铵标准溶液（0.01moL/L）滴定由暗桃赤色至亮绿色为结尾 iv) 五氧化二钒含量的核算，五氧化二钒含量X以质量百分数表明（%），按下式核算： X ＝ % ..........（1.1） 式中   C——硫酸亚铁铵标准溶液的摩尔浓度moL/L；        V2——测守时所取部分试样溶液的总体积，mL；3 湿法提钒研讨 3.1直接酸浸工艺研讨 3.1.1实验办法 依照第二章的实验办法一称取50g原矿石，用硫酸溶液浸取 3.1.2浸出液中钒的分析办法 依照第二章的分析办法进行。 3.1.3成果与评论 原矿石中钒艏要以三价的方式与其它矿藏伴生为了使钒能够浸出来，有必要损坏矿石的结构使离子半径发作变化。然后使钒开释出来并氧化成㈣价酸溶解，用硫酸浸取提钒使钒以VOSO4方式进入溶液通式可表明为： (V2O3).X＋2H2SO4.1/2O2＝V2O2 (SO4)＋ 2H2O＋ XOV2O2 (OH) 4＋ 2 H2SO4＝V2O2 (SO4)＋ 2H2O注：X为矿石结构。 生成物为蓝色溶液1) 酸度与温度对釩转浸率的影响用酸浸取矿石来损坏矿石的结构，需求在必定的温度和酸度下才干使钒开释出来，并氧化成四价被酸溶解假如用浓硫酸浸取，浸取液中或许有五价的钒存在因为浓硫酸具有强的氧化性。进步酸度是为了使氢离子的浓度进步然后有利于损坏矿石的结构，这样才干更好的使钒离子开释进步温度首要考虑的是动力学方面的要素，浸取进程的温度较低化学反响速度和分散速度都较慢，因洏很难到达平衡状况酸度与温度对钒的转浸率的影响如下表3－1所示。 由实验得跟着酸度和温度的进步，钒的转浸率是有逐步上升的趋勢因为本矿石的耗酸量太大，本次实验仅仅断定酸浸进程的根本趋势 表3－1  酸度与温度对钒转浸率的影响V酸：V水 / mL浸取温度 /     酸浸取的进程鈈只需求必定的酸度和温度，还要考虑时刻对其浸出率的影响浸取的时刻越长，钒的浸出率越高致使到达平衡状况。浸取时刻对钒的轉浸率的影响首要也的考虑的是动力学方面的要素酸度与时刻对钒的转浸率的影响成果如下表3－2所示。 表3－2 酸度与时刻对钒转浸率的影響V酸：V水 / mL浸取时刻 / 液固比对钒浸出率的影响首要是影响氢离子的浓度所以在酸度必定的情况下宜挑选较小的液固比。因为本矿石耗酸量夶当液固比太低时浸出也很简略饱满，且难过滤影响成果如下表3－3所示。 表3－3 酸度与液固比对钒浸出率的影响V酸：V水 / 3.1.4总结 经过对不同嘚液固比不同的硫酸浓度，不同的浸取时刻和温度研讨终究分析滤液中的钒含量，经过核算发现转浸率都不高最高能到达16％左右，洏且耗酸量也挺大的假如酸的浓度太大，后处理进程也是很杂乱且引入很多的杂质离子。这也验证了上述对矿石性质的研讨成果不宜用酸浸的定论。 3.2钠化焙烧－酸浸工艺研讨 3.2.1实验办法 依照第二章的实验办法二称取50g原矿石，用硫酸溶液浸取 3.2.2浸出液中钒的分析办法 依照第二章的分析办法进行。 3.2.3成果与评论1)一段脱碳焙烧条件断定 矿石中含很多的碳焙烧烧失量十分的大，为防止碳在焙烧进程中构成复原氣氛影响钒的氧化因而增加一段脱碳焙烧；为了最大或许地消除碳对钒氧化的影响，对不同的脱碳条件下的烧失量进行了调查调查成果见表3－4。 3小时16    2)二段焙烧条件的断定     含钒原矿石与增加剂混合于氧化性气氛下高温焙烧其意图就是损坏钒矿藏的安排结构，将三价或四價钒氧化为五价钒并与增加剂或矿石自身分化出来的氧化物生成偏钒酸盐。本实验选用的是碳酸钠作为增加剂其或许的反响如下： V2O3＋ O2＝ 碳酸钠参加量对钠化焙烧进程中钒转浸率有很大的影响，在其它焙烧条件（焙烧时刻为2小时焙烧温度800℃）必定的情况下，不同碳酸钠參加量对钒的转浸率如图3－1所示能够看出，随碳酸钠参加量的增大钒转浸率逐步升高，当参加碳酸钠为矿石量的2％时转浸率最高持續增大碳酸钠的量，钒转浸率反而逐步减小其原因或许有：（a）碳酸钠熔化而构成烧结现象。（b）钠化焙烧进程中碳酸钠的增加量远远夶于理论用量时碳酸钠的增加可使焙烧后所得熟料碱性增强，在浸出液酸度必守时可使浸出液的酸度下降，然后导致钒的浸出率减小而碳酸钠缺乏时则不能损坏原矿藏结构。因而把碳酸钠的参加量为矿石的2％ 在其它焙烧条件（碳酸钠的参加量为矿石的2％焙烧时刻为2尛时）必定的情况下，不同焙烧温度对钒转浸率的影响见图3－2钒的转浸率随温度上升显着进步，或许是因为钒的氧化速度、成盐反响速喥随温度升高而加速反响的平衡常数随温度的升高也增加。而到温度超越850℃时转浸率又下降，这或许是因为炉料表面烧结构成杂乱嘚硅酸盐等不溶性物质。因而适合的温度为800℃左右。   在其它焙烧条件（碳酸钠的参加量为矿石的2％焙烧时刻为2小时，焙烧温度800℃）必萣的情况下不同焙烧时刻对钒浸出率的影响见图3－3。能够看出焙烧时刻对钒转浸率也有较大的影响，当焙烧时刻缺乏时矿藏结构未能彻底损坏，导致氧化不充沛而使钒难以浸出随焙烧时刻的增加，钒转浸率逐步增大焙烧2小时，钒的转浸率最高再增加焙烧时刻，釩的转浸率并没有显着的增加且消耗更多的动力。所以选定焙烧时刻为2小时。图3－3焙烧时刻对钒转浸率的影响    4)浸出工艺条件对钒浸出率的影响     在焙烧熟猜中除含有钒酸钠外还含有镁、钙、铁、锰等金属的钒酸盐。酸浸进程中它们都会进入溶液中生成钒氧基化合物，酸浸进程中或许发作的化学反响可表明为： NaVO3＋H2SO4＝(VO2)SO4＋ Na2SO4＋H2O     i)液固比对钒浸出率的影响     液固比对钒浸出率有必定影响当液固比太低时浸出液易饱滿，且难过滤不能到达最佳浸出作用；太高时浸出液浓度太低，使富集进程难度加大实验证明液固比为1.5:1为最佳。     ii)浸出时刻对钒浸出率嘚影响     在液固比必定的条件下浸出时刻对钒浸出率的影响如图3－4。图3－4  浸出时刻对钒浸出率的影响     由实验得当浸出时刻到达1小时，钒嘚转浸率为19.5％左右持续增加时刻，钒转浸率不再明显增加因而，最适合的浸出时刻为1小时     iii) 酸度对钒浸出率的影响     钒浓度跟着酸度的增加，逐步增大但当酸的浓度太高，钒浓度增加的一同会引入很多的碱性杂质和其它搅扰离子比方铬和钛等金属离子。依据原矿石的性质有60%的绿泥石能够溶于酸所以，要进步钒的浸出率会消耗很多的酸因而，以上的工艺条件的评论都是把酸度操控在2mol左右     3.2.4总结 经过對不同的焙烧温度和时刻，不同的增加剂的用量不同的拌和时刻的研讨，终究分析滤液中的钒含量经过核算发现转浸率也不高。这种笁艺尽管比上一种工艺的浸出率高最高能到达20％左右，但仍然存在耗酸量大的弊端且能耗也大相同验证了上述对矿石性质的研讨成果。 3.3钠化焙烧－水浸工艺研讨 3.3.1实验办法 依照第二章的实验办法二称取50g原矿石，用水溶液浸取 3.3.2浸出液中钒的分析办法 依照第二章的分析办法进行。 3.3.3成果与评论 1)一段脱碳焙烧条件断定 一段脱碳焙烧条件的断定与钠化焙烧后用酸浸工艺相同 2)二段焙烧条件的断定 浸出时液固比为1.5:1嘚条件下进行以下实验：     i)碳酸钠参加量对钒浸出率的影响   图3－5  碳酸钠参加量对钒浸出率的影响     由实验得，碳酸钠参加量对钒浸出率的影响荿果同上一章当碳酸钠的增加量为原矿石的2%时到达最佳。     ii) 温度对钒转浸率的影响图3－6   温度对钒转浸率的影响     由实验得温度对钒转浸率嘚影响成果同上一章。当焙烧温度到达 800℃时钒的转浸率到达最佳。 在水浸进程中焙烧熟猜中的NaVO3、Mg(VO3)2等能够溶于水，而Ca ( V O3 )2、FeVO4等难溶于水这樣就会影响钒的转浸率，但不会引入很多的杂质离子浸出时刻对钒浸出率的影响如图3－8 ：图3－8  浸出时刻对钒浸出率的影响     由实验得，当浸出时刻到达1小时钒的转浸率为13.5％左右，持续增加时刻钒转浸率不再明显增加。因而最适合的浸出时刻为1小时。     3.3.4 总结     经过核算发现轉浸率相同也不高它的转浸率略低与前两种工艺，最高能到达15%左右但它的长处是后处理进程比前两种工艺都简略，因为不会引入更多嘚杂质离子所以，这种工艺仍是优于前两种工艺     3.4钠化焙烧－碱浸工艺研讨     3.4.1实验办法     依照第二章的实验办法一，称取50g原矿石用碳酸钠囷溶液浸取。 3.4.2浸出液中钒的分析办法 依照第二章的分析办法进行 3.4.3成果与评论 1）一段脱碳焙烧条件断定 必定脱碳焙烧条件的断定与钠化焙燒后用酸浸工艺相同。 2）二段焙烧条件的断定 浸出时液固比为1.5:1的条件下进行以下实验：     i) 碳酸钠参加量对钒浸出率的影响   由实验得温度对釩转浸率的影响成果同上。当焙烧温度到达 800℃时钒的转浸率到达最佳。     iii)焙烧时刻对钒转浸率的影响   图3－11  焙烧时刻对钒转浸率的影响     由实驗得时刻对钒转浸率的影响成果同上，当焙烧时刻为2小时钒的转浸率根本到达最佳。     3）浸出工艺条件对钒浸出率的影响     对焙烧熟料萃取碱浸取使钒以Na4VO(CO3)3方式溶解。因为原矿石中有必定的钙含量所以选用碱浸取能够使钒酸钙盐溶解，能够时钒的转浸率有必定的进步或許的化学反响表明为： Ca(VO3)2＋Na2CO3＝CaCO3＋NaVO3     i)碱的浓度对钒浸出的影响     在其它浸出条件（碳酸钠的增加量为原矿石的1％,液固比1.5:1,浸出时刻1小时）必定的情况丅，浸出碱的浓度对钒浸出率的影响见下图3－12图3－12  碱的浓度对钒浸出的影响     由实验得，当碱的浓度逐步进步钒的浸出率也随之逐步增夶，当到达1.5mol左右钒的浸出率进步不是很明显。所以选定碱度1.5mol为最佳。     ii)碳酸钠的参加量对钒浸出率的影响 在其它浸出条件（液固比1.5:1,浸出時刻1小时碱的浓度为1.5mol ）必定的情况下，碳酸钠的参加量对钒浸出率的影响见下图3－13图3－13  碳酸钠的参加量对钒浸出率的影响     由实验得，浸出是碳酸钠的参加量为原矿石的1％时钒的转浸率根本达最佳。     iii)浸出时刻对钒浸出率的影响图3－14   浸出时刻对钒浸出率的影响 由实验得當浸出时刻到达1小时，钒的转浸率为24.5％左右持续增加时刻，钒转浸率不再明显增加因而，最适合的浸出时刻为1小时 3.4.4总结 经过核算发現转浸率相同也不高，他的转浸率尽管比前面三种工艺都高但也最高只能到达25%左右，但仍然存在耗碱量大的弊端且能耗也大这种工艺嘚浸出率比以上几种工艺都高，原因之一或许是因为原矿石中有必定的钙的含量焙烧进程将其氧化为钒酸盐，浸出时碳酸钠能够溶解┅部分。 3.5定论 归纳以上几种工艺道路本实验终究选定用钠化焙烧后用水浸的提钒工艺。 第四章节的提钒工艺道路是依照钠化焙烧水浸来處理的 4 浸出物萃取与沉钒研讨 4.1萃取进程 4.1.1根本原理[4] 经过钠化焙烧－水浸后，水溶液中钒首要以VO3－、V4O124－离子的形状存在因为钒的浸出率不高，终究还要采纳萃取－反萃取的办法来使钒的浓度能够得到富集所以，浸出液中参加必定量的酸来调理溶液的pH使其到达最好的萃取莋用。 在 pH＝5的溶液中五价钒的的存在形状是〔H2VO4〕－。因为钒具有较强的络合才能会发作杂乱的质子化与聚合反响，生成十聚酸氢根络陰离子： 10〔H2VO4〕_＋ 5H＋＝〔HV10O28〕5_＋ 12H2O     本次实验选用季铵型萃取剂十六烷基三甲基氯化铵C16H33N＋(CH3)3Cl－进行萃取萃取反响为： 〔HV10O28〕5_＋5 C16H33N＋(CH3)Cl－(o)＝ C16H33N＋(CH3)3.〔HV10O28〕5_(o)＋ 5Cl－ 即发莋了水相和有机相之间的阴离子交流，并在有机相构成缔合离子对或离子缔合体式中下角（o）表明有机相，为加下角者为水相 有机相鉯火油为稀释剂。因为萃取剂是表面活性物质易发作乳化，故需参加相调理剂本实验挑选正辛醇作为相调理剂。有机相中正辛醇浓度約2%萃取时相体积比有机相/水相＝1/3。有机相中十六烷基三甲基氯化铵的浓度为16% 4.1.2实验办法 将抽滤好的浸出液转入烧杯中，然后用必定浓度嘚硫酸调理含钒溶液的 pH为5左右终究与配好的有机相混合后转入分液漏斗中摇匀，静置分层进行萃取有机相以火油为稀释剂，正辛醇浓喥约2%十六烷基三甲基氯化铵的浓度为16%，萃取时相体积比有机相/水相＝1/3 4.1.3成果与评论 25℃下，不同pH时的萃取成果见下图十五有图可见在pH＝4－5区间，萃取率q较高pH变小时，晦气于萃取在很低的pH下，钒的存在形状终究乃至变为VO2＋pH 反萃取时用20%的NH4Cl溶液,V(o)：V﹦3：1,2 min即可树立反萃平衡。反萃液两相别离后得到的有机溶剂可循环运用 4.2.2实验办法 将得到的萃取液再转入烧杯中，然后与配好的20%的NH4Cl溶液混合终究将混合液再转入汾液漏斗中摇匀，静置分层进行反萃取反萃取时相体积比有机相/水相＝3/1。 4.3沉钒及焙烧 4.4.1沉钒[4] 取基层水相参加少数4moL/L的NaOH溶液，调理pH≈8.0参加過量2倍体积的20%NH4Cl溶液，有黄色絮状沉积生成放置一段时刻。即转变成并沉积下来： （NH4）5〔HV10O28〕＋5NH4Cl＋5NaOH＝10NH4VO3↓＋5Na＋＋ 5Cl－＋3H2O 实验成果沉积率达99.8%。 4.4.2过濾 过滤上述放置一段时刻后的溶液滤纸上留有桔黄色固体沉积。 经过选用——硫酸亚铁铵滴定法来测定制品中五氧化二钒的含量依据苐二章公式一来核算制品中五氧化二钒的含量并核算提取率。     制品五氧化二钒的纯度X＝＝98.3%     最成功提取率 ＝ 100%＝ 100% ＝0.13%5 定论与展望 5.1定论 (1)归纳几种工藝道路本实验终究选定用钠化焙烧后用水浸的工艺。 (2)选用钠化焙烧－水浸－萃取－反萃取－沉钒工艺可从含钒绿泥石中制得纯, 度为98％的V2O5產品 (3)钠化焙烧的最佳工艺条件为：碳酸钠的增加量为矿石的2%,焙烧温度为800℃,焙烧时刻为2小时，在此工艺条件下钒的转浸率能够到达15％左祐。 (4)熟料浸出的最佳工艺条件为：液固比为1.5:1反响时刻为1小时。 (5)因为钒的浸出率不高选用萃取－反萃取的办法来使钒得以富集，这需求幾组实验才, 能使钒得以沉积 (6)本实验所选用的增加剂在焙烧进程中不含发作有毒有, , 害气体，不会因而构成大气污染 (7)矿石中首要脉石矿藏綠泥石含量高达60%，元素CaO、MgO的含量分别为5. 23%和13.90%不宜选用酸浸出提钒。 (8)我国钒资源极其丰厚是全球钒资源储量, (1)因为实验条件有限，磨矿的颗粒巨细与焙烧的氧化气氛很难操控然后导致钒的转浸率比较低。 (2)因为矿石自身的性质决议现行的工艺对钒的提取仍是有必定的困难以仩实验也证明了这一点，依据对几种工艺的评论发现钒的浸出率都不高寻求短流程、大规模、低本钱、低污染的固废提钒与残渣归纳运鼡的新工艺是提钒新技能的未来。 参考文献 [1 ]  任学佑 . 稀有金属钒的运用现状及市场前景[J ]. 稀有金属 200312(3): 52～54. 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一、导言 钒在地壳中的均匀含量为0.015％，比铜、镍、锌 、锡 、钴 、铅等都多但因为自然界中的钒首要以三价形状存在，而三价钒的离子半径与三价铝、三价铁的离子半径很挨近因而，彡价钒几乎不生成自身的矿藏 而是以类质同象部分替代三价铁和三价铝存在于一些铁及铝的矿藏中，如钒钛磁铁矿和硅铝酸盐这也是釩在自然界高度涣散的首要原因。传统提钒办法为了损坏钒矿藏的结构都有一道添加钠盐为转化剂的焙烧工序，绝大部分添加NaCI因为添加NaCI后在焙烧进程中发生很多含HCI、CI2等强腐蚀性气体的尾气，管理难度大对工厂周边环境形成严峻污染，损害人们的生命及产业安全 2005年以來国家环保总局加大了对小钒厂的整治力度，封闭、炸毁了选用NaCI为添加剂的小钒冶炼厂仅湖南 2005年6月以来就封闭和整治小炼钒厂近100家。湖丠、河南、陕西等省也相继展开了相似整治举动但是，钒作为钢铁工业不行短少的添加剂以及在石化、电子、玻璃与陶瓷等职业的运用ㄖ益广泛其在世界市场上的报价稳步攀升，如档次为98％的五氧化二钒从2003年头的1.5美元／磅涨至2005年4月底的30美元／磅上涨了20倍。尔后虽有回落但至2005年10月稳定在10美元／磅 ，比2003年头仍要高出6倍其不菲的经济价值，对我国许多蕴藏有钒矿床的贫穷偏僻山区来讲钒矿床就是一座財库。近年来国内一些科研、生产部门，为进步矿石中V2O5的总回收率、简化工艺流程、下降钒生产成本、削减“三废”对环境的污染做叻很多的实验研讨工作，提出了石煤直接酸浸一溶剂萃取、石煤氧化焙烧一碱浸、钙化焙烧一碳酸化浸出、空白焙烧一酸浸等新的工艺菦两年来，湖南有色金属研讨院冶金所在对全国各地托付的十几个钒矿样进行探究实验或小型实验研讨时发现有一类钒矿石选用无盐焙燒一硫酸漫出一溶剂萃取工艺提取五氧化二钒，其焙烧一浸出段钒回收率可达90％以上全流程钒回收率到达85％，大大超越一般钒生产厂50％囙收率的水平因为是无盐焙烧，焙烧进程中无HCI、C12等强腐蚀性气体发生废气、废水与废渣稍加管理即可合格排放，因而是一项有出路的清洁生产工艺笔者对该工艺的焙烧、浸出与萃取进程进行了较为具体的小型实验研讨，并进行了2.5 kg级的扩展闭路循环实验 二、实验质料 （一）矿样该钒矿样首要矿藏组成有玉髓、石英、粘土矿藏类，少数长石、褐铁矿、赤铁矿、方解石钒首要赋存于粘土矿藏类，以高岭石、伊利石为主钒矿石多元素化学分析成果见表1，物相分析成果见表2表2的物相分析成果标明，钒首要以V3类质同象方式置换6次配位的Al 而存在于云母类矿藏中其次存在于氧化铁及粘土矿藏中，还有一小部分存在于电气石及石榴石中钒的价态分析成果标明，该矿样中贱价釩占了绝大部分到达74.14％五价钒25.86％。 表1  钒矿石多元素化学分析成果表2  钒矿石物相分析成果（二）试剂 硫酸：分析纯(95％～98％密度 1.84g／mL)； ：分析纯；：工业级，NH3约20％；铁粉：工业级；P2O4：工业级 三、实验原理和办法在硅铝酸盐矿藏中以V3类质同象方式置换次配位的AP而存在于云母晶格中的钒，有必要损坏云母结构并使之氧化才能够溶出含钒质料直接或许与添加剂混合后于氧化性气氛下高温焙烧，其意图就是损坏钒礦藏的安排结构将三价或四价钒氧化为五价钒，并与添加剂或矿石自身分化出来的氧化物生成偏钒酸盐焙烧进程中生成的碱金属和镁嘚偏钒酸盐可溶于水与酸，Fe（VO3）2、Fe（VO3）3、Mn（VO3）2、Ca（VO3）2以及未彻底氧化的四价钒化合物不溶于水但溶于酸。 酸浸进程没有选择性除了钒囮合物溶解外，许多杂质也溶解进人溶液因而得到的浸出液杂质较多，需进一步净化处理钒矿石硫酸浸出液的净化有多种办法，既能夠直接沉钒后再碱溶提纯或许离子交换直接提纯，也能够选用溶剂萃取的办法净化后沉钒本实验选用 P2O4(二(2一乙基 己基 )磷酸 )与 TBP(磷酸三丁酯)嘚磺化火油溶液萃取的办法，P2O4可萃取四价或五价钒阳离子且萃取V4＋的才能比V5＋强。P2O4对V4＋的萃取系数颇大萃取 反响可标明为：    (1) 式中，HA为P2O4当nl>1时萃取进程中生成多核络合物。 在实践萃取进程中P2O4的浓度一般在 10％～20％，另参加5％的TBP协同萃取，磺化火油用量为75％～85％萃取进程 pH维持在2左右。萃取前溶液用铁粉、或处理将溶液中的v5＋ 复原为。溶液中的Fe3＋也被复原为非萃取状况的Fe2＋反萃 P2O4中的钒一般用l5％的硫酸溶液或许10％的碳酸钠溶液，本实验选用l5％硫酸溶液作为反萃剂 反萃液中的钒是以四价形状存在，有必要氧化成五价钒后方可铵盐沉钒夲实验选用作为氧化剂。V2O5在 pH=1.9～2.2条件下的溶解度最小这也是沉钒的最佳酸度，因为反萃剂为硫酸溶液沉钒时用调pH值，溶液中和发生过量嘚硫酸铵故用调pH到2.2即可到达沉钒意图。进步温度可加快钒的沉积一般每进步 l0℃沉积速度可加快1.6～2倍。拌和能使沉积物均匀分散进步反响速度，特别是在沉钒后期溶液中钒浓度不断下降时拌和的影响愈加显着。别的沉钒时加一些先期沉积的钒化合物作晶种能够加快沉积进程，进步沉积率沉积后的红钒枯燥后于马弗炉内涵 550℃温度下煅烧3 h，即可得到V2O5产品 小试选用单要素条件实验断定焙烧温度、焙烧時刻、浸 出温度等工艺参数，扩展闭路循环实验选用小型实验得到的最佳条件进行扩展实验工艺流程见图1。四、实验成果与分析 （一） 磨矿粒度1、原矿磨矿粒度 原矿磨矿粒度对钒浸出率的影响非常大因为在硅铝酸盐矿藏中钒是以V3＋类质同象方式置换6次配位的Al而存在于云毋晶格中，磨矿粒度越细越简单损坏云母结构，其间的钒也就更简单被氧化 原矿磨矿粒度的条件实验做了两组：①原矿磨细至小于0.074 mml(以丅标明为－0.074 mm)占50％时钒浸 出率为76.2％；②原矿 磨细至－0.074mm占71.5％时钒浸出率为94.39％。磨矿粒度越小磨矿费用越高，在－0.074mm占71.5％粒度条件下已到达了90%以仩的钒浸出率所以，没有必要用更细的粒度作实验故选定原矿磨矿粒度为－0.07mm目占71.5%即可。 2、焙烧矿磨矿粒度 焙烧之后的矿（烧结矿）其磨矿粒度对钒浸出率的影响实验标明，焙烧矿磨细至小于1.19mm（以下标明为－1.19mm）占50%钒浸出率82.4%；焙烧矿磨细至－1.19mm占84%，钒浸出率可到达90%以上；粒度再细对钒浸出率的添加不显着。所以选取焙烧矿的磨矿粒度为－1.19mm占84%。 （二）焙烧准则 将原钒矿磨细至－0.074mm占71.5%加水制成φ8mm～φ20mm颗粒，枯燥后焙烧以断定最佳焙烧准则。 1、焙烧温度进行了不同焙烧温度 (650、750、800、850、950、1050 ℃焙烧时刻1h)对钒浸出率的影响实验，成果见图2由图2能够看出，焙烧温度在 650℃时钒浸出率只要48％；750℃时钒浸出率86.2％；800℃时钒的浸出率最高达93.8％，再升高焙烧温度钒浸出率反而下降这是因為物料烧结使得钒被包裹或许生成了捆绑钒的方钠石类与霞石类矿藏，使钒难以浸 出而较低焙烧温度贱价钒的氧化不彻底，导致浸出率偏低所以，选定800℃为基准焙烧温度2、焙烧时刻进行了不同焙烧时刻(1.0、1.5、2.0、3.0h，焙烧温度800℃)对钒浸出率的影响实验成果见图3。由图3能够看出焙烧时刻1h，钒浸出率仅87％很显然焙烧时刻缺乏，矿藏结构未能彻底损坏导致贱价钒氧化不充分而使钒难以浸出；焙烧1.5h，钒浸出率最高达94.4％；再添加焙烧时刻，钒的浸出率并没有添加且消耗更多的动力。所以选定焙烧时刻为1.5h。（三）浸出条件的断定焙烧矿磨細至 －1.19 mln占84％在液∶固 =1.2∶1的条件下进行浸出实验。1、硫酸参加量进行了不同硫酸参加量 (按焙烧矿量的2％、4％、6％、8％、10％、l2％参加)对钒浸絀率的影响实验成果见图4。由图4能够看出只需参加焙烧矿量 6％的硫酸，即可到达90％以上的浸出效果当溶液中钒浓度大于2.55 g／L、pH=2—3时，V2O5沝解沉积；当pH约 1.8时V2O5的溶解度最小。该焙烧矿中有多达65％的水溶性钒存在而焙烧矿中含有必定量的耗酸物质，因而当浸出时硫酸参加量下降至2％－4％，浸出液 pH即升高至 1．8－3导致现已浸出的五价钒水解沉积，使钒的浸出率大大下降浸出时硫酸用量在6％的基础上再添加，对钒浸出率的进步不显着所以，选定浸出用酸量为焙烧矿量的6％2、浸出温度不同浸出温度(30、60、90℃)对钒浸出率的影响见图5。由图 5能够看出温度对钒浸出率的影 响不显着，各温度条件下(30～90℃)钒的浸出率都在90％以上考虑到高温浸出时动力消耗与对浸出 设备的更高要求，實验选定常温浸出3、浸出时刻进行了不同浸出时刻(0.5、0.67、1.0、2.0、12 h)对钒浸出率的影响实验，成果见图6由图6可见，浸出时刻0.5h钒浸出率仅72.5％；浸出时刻0.67h，钒浸出率87.54％；浸出时刻1h钒浸出率93.4％；再 延伸浸 出时刻，钒浸出率进步不大因而，选定浸出时刻为1h上述实验得到的最佳条件为：原钒矿磨细至一0.074mm占 71.5％，加水制粒 (粒径φ8mm～φ20mm )枯燥后焙烧。焙烧温度800℃时刻1.5h；焙烧矿磨细至－1.19mm占84％；浸出温度常温，时刻1h；浸出液：固 =1.2∶1；浸出时的硫酸用量为焙烧矿量的6％（四）全流程扩展实验按上述单要素条件实验得到的最佳条件，进行了2.5 kg级的全流程扩展(闭蕗)实验实验流程见图1。扩展实验 的目标为：钒浸出率均匀为 91.6l％到达了条件实验时的水平；中和复原进程钒损失率为3.97％；选用六级萃取(A／O=1)，钒萃取率为 99.44％；六级反萃(A／O=10)钒的反萃率璐墨为99.23％；加沉钒，沉钒率99.05％；煅烧进程钒回收率99.24％实验产品V2O5含量为98.74％， 产品质量到达国镓 GB3283－1987冶金用五氧化二钒质量标准扩展实验(闭路)全流程钒回收率为 85.33％。假如考虑部分溶液的循环运用钒的总回收率还可进一步进步。 实驗浸出废渣首要成分为(％)：V2O5 0.10Si0256.84，TFe1.56A。因为焙烧与浸出进程中未参加其它试剂所以废渣没有污染物。废渣的pH值为3—4加石灰中和至 pH=7后能够箌达国家 GB工业废渣排放标准。 本工艺进程发生的废水首要为萃余水相其他如负载有机相洗水、沉钒母液、红钒洗水等均可回来到装备浸絀液或许洗刷浸出渣用，所以只要萃余水相需求处理萃余水相可考虑部分回来浸出，剩下的用石灰中和到 pH>7铁、铝等杂质以氢氧化物方式沉积，硫酸根则以硫酸钙方式沉积因为氢氧化铁、氢氧化铝都有必定的絮凝效果，在沉积进程中还可带着其它有害元素共沉积所以沝中的其它有害元素也一起得到了净化。处理后的废水明澈通明有害元素含量到达国家工业废水外排标准。废水多元素化验成果见表3 表3  废水化学成分及相关国标本工艺实验进程中有两处发生废气。1、生球焙烧进程依据对相似钒厂φ2.4m×45m的回转窑焙烧钒矿生球核算生球焙燒进程产出的废气组成为(体积百分数，％)：CO29.43S02 0.031，O25.17N271.3，H2Ol4.02工业生产中严格控制燃煤硫含量的情况下，废经收尘器处理后即能够直接由烟囱合格排放2、用硫酸沉钒，生成六其煅烧反响为：在氧化性气氛中四价钒被氧化为五价钒。六煅烧时排出对环境无污染的氮气与水蒸气栲虑到工业生产时因为洗刷不洁净，沉积所得红钒或许带着微量硫酸铵硫酸铵在煅烧进程中分化释放出气与二氧化硫 ，可规划一级水喷淋吸收塔予以吸收五、定论（一）该钒矿 选用无盐焙烧一硫酸浸出一有机溶剂萃取的工艺提取五氧化二钒，焙烧一浸出段钒回收率可达90％以上全流程钒回收率到达 85.33％实验产品V2O5含量为 98.74％，产品质量到达国家GB3283－1987冶金用五氧化二钒质量标准（二）与现行工业生产运用的其他提钒工艺比较本流程钒回收率高，产出的废气、废水、废渣稍加处理即可合格排放各技术目标超越一般钒厂生产水平，是一项很有出路嘚清洁生产工艺

一、工艺流程     石煤钒矿石破碎→烘干→球磨→加盐制球→焙烧→水浸→离子交换→沉积→热解→五氧化二钒。     含钒石煤礦石经破碎、烘干、球磨至－80目占90％以上加氯化钠制球，球粒在750～850℃下焙烧2～4 h后用水静态浸出。浸出液中钒质量浓度1～3 g/L浸出渣堆积。选用717强碱性阴离子树脂以离子交换法富集浸出液中的钒用氯化钠解吸。解吸液中钒质量浓度达18～22g/L加硫酸铵或氯化铵沉积钒得，在550℃丅热解得五氧化二钒产品     二、工艺原理及使用     钠化焙烧过程中发作如下反响：xNa2O·yV2O5＋xCl2↑， yV2O5＋xNa2O→xNa2O·yV2O5     钒酸钠在水溶液中很简单溶解使钒转入溶液。     钠化焙烧工艺是一种经典的提钒工艺钒总收率40%～50%。本钱在4万～5万元/t因出产过程中发生氯化氢、等有毒有害气体，对环境有污染所以现在已较少选用。

一、工艺流程     矿石破碎→烘干→球磨→无盐焙烧→酸浸→固液别离→预处理→萃取反萃取→沉积→红钒热解→五氧化二钒     石煤钒矿石经破碎、烘干、球磨后，粒度－60目占80%以上在850～950 ℃下焙烧2～4 h后，用占矿石质量15%的硫酸在85℃下接连拌和液固体积质量比（1～1.5）:1，使钒以四价、五价方式转入溶液固液别离后，渣堆积溶液经氧化中和预处理后，选用箱式萃取器3级逆流萃取钒萃取剂為N235＋＋磺化火油，然后用NaOH溶液3级反萃取得钒质量浓度80～90g/L的含钒溶液。溶液加热并加氯化铵拌和冷却过滤得。在550℃下焙烧得五氧化二钒產品     二、工艺原理及运用     焙烧是损坏石煤钒矿石矿藏结构的有效途径之一。部分区域的石煤钒矿石通过850～950℃焙烧后能够脱去大部分碳質物，并使矿藏晶格损坏焙烧过程中，空气中的氧直接将三价钒氧化为可酸溶的四价钒和五价钒用酸浸出能够将钒转入溶液。     对湖南益阳、岳阳区域和陕西商南县等地的石煤钒矿石进行无盐焙烧及酸浸实验钒总收率为55%～60%，生产成本可控制在5.8～7万元/t工艺废水处理后可循环运用，焙烧时不加任何添加剂不发生严峻污染环境的废气，对大气无污染是一项清洁的生产工艺。

湖南湘西自治州保靖县天瑞钒業有限公司是一家经州环保局、州科技局等相关部分同意建立的专门从事石煤提钒及钒产品深加工的科研型民营厂商公司在依托北京天瑞利达科技发展有限公司研制的《浓酸二段热化石煤提钒》基础上，自主研制的《微波制备淡化钒》技能取得国家科技部支撑公司选用濕磨制浆出产的无尘埃、无废气、无污水等有害污染，各项环保目标均到达或超越国家答应排放标准归纳提钒率达85%，出产的纯度达98%(Ivy)

该鋶程的特色为用球团矿在竖炉中焙烧。加3%～6%的纯碱制成10～12mm的球团入炉1200℃逗留约11h。冷却至600～700℃出炉用水浸36h。钒浸取率大于95%加Al2（SO4）3除硅，清液加硫酸铵沉淀出浸取后的球团作为炼铁质料。 木斯塔瓦拉是该公司在1962年发现的新基地1976年建成投产。矿石含Fe 17%、V

陈述称号：  贵州省甕安县某地年产5000吨五氧化二钒建造项目可行性研讨陈述陈述格式：  word完结时刻：  2007年6月 发布人：    郭常青 项目负责人：周孝庆 编写人员： 李天恩  覀安天宙矿业科技开发有限责任公司  总经理 高级工程师 黄忠宝  西安天宙矿业科技开发有限责任公司  选矿高级工程师 谷忠祥  西安天宙矿业科技开发有限责任公司  技能顾问 张世银  西安天宙矿业科技开发有限责任公司  选矿高级工程师段  珠  西安天宙矿业科技开发有限责任公司  选矿高級工程师陈述页数：  前语始共31页陈述简介：第一章    总 论 1.1项目概略 1.1.1项目称号：年产5000吨V2O5建造项目 1.1.2建造性质：新建 1.1.3项目建造单位: 周孝庆 ① 法人代表：周孝庆 ② 厂商性质：有限责任公司 1.1.4 建造地址及出产规划 ① 地址：贵州省瓮安县XXX ② 规划：年加工矿石量90万吨 1.1.5项目建造内容 首要内容包含：矿山挖掘设备、火法车间、湿法车间出产设备、辅佐设备、公用设备及工作与日子福利设备 ①矿山挖掘工程设备：矿山规划、矿区路途、采矿设备； ②火法车间、湿法车间出产设备：建造3000吨/天 火法车间、湿法车间、料场、焙烧（回转窑）工程； ③辅佐设备：包含供电线蕗、变压器及配电室、化验室、取水引水工程、蓄水池及高位水池、尾矿库、运输东西、机修东西、环保工程等； ④公用设备及工作与日孓福利设备：职工宿舍(含材料库、制品库)、工作室、职工食堂及澡堂、选矿厂根底处理、防洪坝及厂区路途、厂区美化等。 1.1.6项目出资规划 項目总出资9000万元(基建工程、设备出资、其它资金) ②贵州省(环保局)(发改委)(经贸委)(国土资源厅)黔环发{2005}8号 ③贵州省翁安县XXX钼(钒)矿详查规划(贵州渻地矿局115地质队)。④翁安县XXX钒矿 >(西安天宙矿业科技开发有限责任公司) 1.3 归纳点评 本地区石煤型钒矿，选用钙法焙烧—酸浸出提钒工艺契合國家工业方针和环保要求且转化率、浸出率都在65～75%以上，经济效益非常可观主张：赶快立项开工建造，促进当地社会经济的迅速开展 第二章     项目建造的布景及目的意义 2.1项目建造布景 钒具有许多可贵的理化特性和机械特征，跟着科学技能的深入开展钒的用处越来越广泛。 2.1.1钒的运用 ①在钢铁中运用：据统计80～90%的钒用于黑色冶金工业中作为添加剂以制备特种钢最近几年，我国钒钢用量现已到达120万吨/年以仩每年钒钢的用量都以10%增加。 ②在电池中运用：钒在电池中是以钒的氧化物方式作正极如把V2O5和V6O13用作锂电池正极。这种电池的长处是可茬常温下安全运用电解液和电池运用寿命均长，制构本钱低日本电池用V2O5的消费量约为5000t/年以上，占世界V2O5总消费量的10% ③在化学中的运用：在化学工业中运用的钒制品首要有深加工产品V2O5(98%-99.99%)、NH4VO3()、NaVO3及KVO3等。别离运用于催化剂、陶瓷着色剂、显影剂、干燥剂及出产高纯氧化钒或钒铁质料美国年消费V2O5催化剂约450-680t。 ④在金属合金中运用：钒在金属合金中的运用首要体现在钛基合金上钛基合金用于制造飞机和火箭的优秀高溫结构材料，美国每年用于钛基钒合金的金属钒达400-500吨美国的开发方案要在21世使加钒的航空航天的中间合金产品到达2000吨/年。 ⑤在玻璃等工業中的运用：钒的氧化物可用于制造吸收紫外线和热射线的玻璃这种玻璃制造的望远镜等仪器镜片或防护层，可维护眼睛防止太阳紫外线的损伤。[next] ⑥在医药范畴的运用：长春医药集团新药研讨开发有限公司研制出一种名为联麦氧钒胶囊新药是一种氧化合物，可治疗糖尿病能够康复机体对胰岛素的敏感性、纠正胰岛素低抗，即能够降低血糖又能够防备胰岛素血症所构成的心脑血管合并症 2.1.2钒的商场前景分析 世界上钒的散布极不平衡，、俄罗斯、南非和我国钒的储量占总储量的90%以上这种资源散布和格式决议了这四国是世界上首要钒直銷国。 钒是商场改变较大的金属种类之一特别是近几年世界经济开展不均衡，钒的商场改变尤为不平衡上世纪末，钒的需求量呈旺盛態势西方发达国家经济的复苏，特别是美国经济的发动无论是需求量和报价均坚持缓慢增加趋势。 同世界商场比较我国V2O5商场有改变，但改变崎岖远没有世界商场大近年来，跟着国民经济的微弱增加科技的前进，金属钒和钒化合物被广泛运用于钢铁工业、超导、特殊合金和工艺制药等范畴，钒的商场每年都有很大的增加估计往后，我国钒的需求和价位在国民经济强有力的推进下，会呈现一个穩步增加时期现在报价为12万元以上。 2.2目的意义 此项目契合国家西部大开发关于加大根底设备建造、动力和矿产资源开发运用相关方针囿利于山区资源优势的发挥、运用。使资源优势转化为经济优势经济效益非常显着。本项目施行可带动当地相关工业的开展，能够为當地300多位乡民供给工作机会使他们经过劳务效劳，在矿山工作等相关职业脱贫致富使他们每人年收入可达元，社会效益显着第三章  尛河山钒矿坐落瓮安县城北东约30km，从属草塘镇小河山乡，老坟嘴乡统辖地理坐标：东经107°36′00″～107°39′00″；北纬27°07′30″～27°09′30″。其规模北起孙家湾—窰湾一线南至关塘湾；东起大田坝—下木孔—烧炭坪一线，西至黄柏林—狮子口一线南北长3.7km,东西宽1.3-4.2 km,面积9.55km2。 小河山-瓮安公路由矿区中部穿过交通较为便利。 3.1.2自然资源条件 矿区地貌为高原—剥蚀地貌地势切开较大，西高东低地势崎岖较大，植被发育掩盖严峻，仅山顶及沟谷部分基岩暴露区内海拔标高860-1287m，相对高差427m受岩石性质和风化剥蚀影响，构成陡缓并存的斜坡斜度一般在20O-40O之间。 矿区内属亚热带温湿季风气侯据瓮安县气象站历年材料，该区年均匀降雨量为1135.1mm雨量会集在4至6月，占年降雨量的39-54%最大年降雨量为1375.4mm，朂小降雨量为714.8mm历年最大降雨量为146mm，接连日暴雨量可达7天雨量达200mm。 矿区内水系属乌江流域乌江水系无特大的地表水体：间歇性溪水发育，其流量随降雨量的改变而改变,地表水及地下水均汇入河流,最终流入乌江[next] 3.1.3矿区经济状况 矿区内寨子稀疏，零散散布农作物首要为玉米、水稻、小麦等，经济作物以栽培烤烟、油菜为主工业经济根底薄弱，地方经济文明较落后劳动力资源丰富，区内农网实行已完结电力资源较足够，通讯便利能满意当地出产日子需求。 3.1.4地质资源条件 矿区由贵州省地质局115地质大队详查储量钒金属量为11.89万吨，钒均勻档次≥0.9%资源储量保证。 3.2项目施行的有利条件 3.2.1契合国家西部大开发关于加大根底设备建造、动力和矿产资源开发运用的相关方针,得到当哋政府领导的注重,从诸多方面得到了大力支撑 3.2.2资源优势,依据贵州省地质局115地质大队详查材料钒金属量为11.89万吨,均匀档次V2O5>0.9%。 3.2.3商场前景看好,近幾年来,世界、国内商场需求量大崎岖增涨,报价稳中有升,商场优势非常显着3.2.4科技研制技能上依托西安天宙矿业科技开发有限公司,选冶技能選用钙法焙烧—酸浸—离子交换工艺提钒技能,(无污染“清洁法提钒工艺”),转化率和浸出率达65%--75%以上。...... 第九章  可行性研讨及主张 9.1可行性研讨定論 ① 本项目从商场需求和社会效益看出资建造年产5000吨五氧化二钒是非常必要的，经济效益非常显着的,盈余才能、归还才能和抗危险才能較强 ② 从当地条件、钒矿资源、水电交通、自然环境、都有利于厂商建造和开展。 ③ 本项目选用技能先进、出产本钱低、无污染“清洁法提钒工艺”具有很强的商场竟争才能契合国家绿色环保要求。 ④ 对本项目可行性研讨的定论是：契合国家工业方针和当地经济开展方姠项目是可行的。 9.2 问题与主张 ① 主张政府主管本门对本项目给于方针支撑.赶快立项上报,同意施行,厂商应抓住执行建社资金.加强办理,尽早建成,使出资各方提前获益 ② 项目建造应立足于经济开展的常远方针,合理、有序、节省挖掘钒矿资源。 ③ 强化办理,严把产品质量关,增强项目的商场竟争力④ 加强各环节的财务办理与核算,最大极限地节省本钱,进步资金的运用作用.保证项目方针的完成。

金属钒制取(preparation of vanaciilam metal)用金属或碳將钒氧化物复原成金属钒的进程为钒冶金流程的重要组成部分。首要有钙热复原、真空碳热复原、氯化物镁热复原和铝热复原四种办法 钙热复原一种工业规划出产金属钒的办法。以V2O5或V2O3为质料屑为复原剂。钙用量为理论量的60%钙屑和V2O5或V2O3混合后，参加到放置在用惰性气体清洗过的钢质反响罐的氧化镁坩埚(朴昌林)中再加碘(也可用硫)作发热剂，碘参加量按生成1mol钒增加0.2mol碘计量充氩气密封后，用高频感应器加熱温度达973K时便开端反响：V2O5+5Ca≈ 2V+3CaO+683.24kJ因系放热反响，反响开端后便中止加热中止加热后温度会主动上升到2173K。生成的塑性金属钒块或钒粒用水洗詓附着物钒收率约74%。若在炉料中加铝时钒收率可提高到82%～97.5%，但因钒含铝高而变脆真空碳热复原将V2O5粉与高纯碳粉混合均匀，加10%樟脑溶液或酒精能溶解什么压块后放入真空碳阻炉或感应炉内。炉内真空压力到6.66×10-1Pa后升温至1573K，保温2h冷却后将反响产品破碎。依据第一次复原产品的组分再配入适量碳化钒或氧化钒进行二次复原二次复原炉内的真空压力为2.66×10-2Pa，温度控制在1973～2023K之间并保温一段时间。真空碳复原法所得金属钒的成分(质量分数m/%)为：钒99.5氧0.05，氮0.01碳0.1。 钒收率可达98%～99% 镁热复原金属镁的纯度高，报价比钙低反响生成的氯化镁比氯化鈣易挥发，所以用镁复原比用钙复原更为合理其复原进程如下：(1)用含钒80%的钒铁氯化制取粗;(2)用蒸馏法脱除粗四氧化钒中的;(3)在圆柱形镁回流器中将转化为VCl3;(4)用蒸馏法去除VCl3中的VOC13;(5)将冷却后的破碎后放置在复原反响罐中，在氩气维护下参加镁将VCl3复原成金属钒;(6)用真空蒸馏法除掉金属钒中嘚镁和氯化镁;(7)用水洗去金属钒中残留的氯化镁枯燥后取得产品钒粉。复原作业在软钢坩埚中进行软钢坩埚放在软钢罐内，用煤气加热先将酸洗后的镁锭参加坩埚，再参加3倍于镁锭量的复原温度控制在1023～1073K。依据温度指示器判别反响的快慢如反响缓慢则补加镁，保温約7h后冷却到室温每批可出产18～20kg金属钒。然后取出坩埚放在蒸馏炉中缓慢加热至573K温度并在573K下保温。当指示压力达0.1333～0.6666Pa时再升温到1173～1223K保温8h赽速冷却到室温，所得海绵钒的纯度为99.5%～99.6%钒收率为96%。铝热复原法德国选用铝热复原法出产粗金属钒这种办法是将五氧化二钒和纯铝放茬反响弹进行反响，生成钒铝合金钒合金在2063K的高温文真空中脱铝，可制得含钒94%～97%的粗金属钒金属钒用处：用处：首要用于制造合金钢囷有色金属合金，还用于制造电子工业中的电子管阴极、栅极、射线靶及吸气剂、电极管的荧光体等或许用作钛基合金的增加元素和高強度耐热特种合金的增加元素。可制造高速增殖堆、核燃料包套

钒是一种银灰色的金属。熔点1919±2℃归于高熔点稀有金属之列。它的沸點℃钒的密度为6.11克每立方厘米纯钒具有展性，可是若含有少数的杂质尤其是氮，氧氢等，也能明显的下降其可塑性一般来历:以矿藏绿硫钒石vs4 钒铝矿 钒紒铀矿 为主 元素用处： 如果说钢是虎，那么钒就是翼钢含钒犹如虎添翼。只需在钢中参加百分之几的钒就能使钢嘚弹性、强度大增，抗磨损和抗爆裂性极好既耐高温又抗奇寒，难怪在轿车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部分处处可见到钒嘚踪影。此外钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一，有“化学面包”之称首要用于制作高速切削钢及其他合金钢和催化剂。紦钒掺进钢里