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钒的工艺流程(钒的应用前景)

钒的工艺流程(钒的应用前景) 钒工业发展现状

一.钒的来源

自然界中有60多种含钒矿物,但大部分都没有工业价值。表1列出了一些重要的含钒矿物。

表1重要的含钒矿物

中文名

拉丁语

化学式

V/%

V2V5%

生产地点

砂岩中的长石

白云母

KV2(OH)2/AlSi3O10

11.2~14

20~25

美国科罗拉多州

钒铁矿石

黑铁钒矿

45.4

81

钒钾铀矿

鼠尾草

K2[(UO2)2/V2O8]8H2O

10.3

18.3

钒钙铀矿

Tynymunite

钙[(UO2)2/v2o 8](5~8)H2O

11.1

19.8

钒铀钡铅矿

钒铅钡铀矿

(Ba,Pb)[(UO2)2/V2O8]5H2O

10.0

17.7

水复钒矿

水复钒矿

V14O34 H2O

40.8

72.8

钒铅矿

钒矿

Pb2[Cl/(VO4)3]

10.2

18.2

纳米比亚

铅锌铜矿

钒铅锌矿

莫特兰蒂岩

铅(锌,铜)[氢氧化钒]

12.7

10.5

22.7

18.8

绿硫钒矿

绿硫钒矿

VS4

16.8

大约30岁

秘鲁

磁铁矿

磁铁矿

氧化铁

0.5~1.5

1.2~2.7

南非

20世纪初,钒主要来自秘鲁米那拉杰拉的天然硫钒矿。这种矿石含有19.58%的钒、4.5%的沥青硫和54.3%的化合物硫,但它很快被开采出来。随后,南部非洲、纳米比亚、赞比亚等地的钒铅锌矿也曾是钒的主要产地。

第二次世界大战后,开发了钒和铀酸盐的大陆矿床。在科罗拉多台地、亚利桑那州、犹他州、科罗拉多州和新墨西哥州,在开采铀矿的同时,钒也得到了有效回收,年产V2O5万t以上。与此同时,美国爱荷华州的海相沉积含钒磷酸盐矿床也已被开发,其钒产量仅次于科罗拉多州。前苏联的西澳大利亚、塔吉克斯坦和乌兹别克斯坦也开采钒和铀酸盐矿。

1950年后,由于钒钛磁铁矿的开采和加工,钒的产量迅速扩大。从这类原料中可直接提取钒或精炼成含钒生铁,可进一步吹炼生产富钒渣。这项技术始于芬兰,随后在南非、挪威、智利等地传播。后来也在前苏联和中国推广。钒磁铁矿广泛分布于世界各地。南非德兰士瓦省中部Bushverde的储量估计为20亿t,含1.5% v2o 5;。俄罗斯钒钛磁铁矿主要位于乌拉尔地区;中国的主产区是四川攀枝花。

芬兰的Otankaki和Mustawala矿以及挪威的Rodsand矿于1980年代关闭。

20世纪80年代以来,出现了一个新的次级原生科,即石油加工后的残渣。大多数原油都含有一定量的钒,约为10-6(中东)~ 1.4× 10-3(中美洲)。在燃油电厂中,钒富集在锅炉炉渣和飞灰中,其中V2O5的含量约为几至40%,其总量已超过目前的世界消耗量。

委内瑞拉的重油含有0.06%的V2O5,燃烧后的飞灰含有20% ~ 40%的V2O5。还有一些不太重要的来源,如铝土矿中的钒,也可以从拜耳法生产氧化铝过程中的铝酸钠溶液中回收,然后从废催化剂中回收,如表2所示。

表2从含钒副产品中回收的钒

原材料

主要产品

含钒副产物

钛铁矿

铁,钢

钒渣

石油

能源、石化工业

锅炉炉渣和飞灰

铀钒矿石

钒渣

铝土矿

钒酸盐

磷灰石

含钒磷铁

钒酸铅

铅和锌

钒渣

二、钒产品的产量

钒产品主要是钒铁和五氧化二钒。有些企业还销售钒渣和钒酸铵。目前世界上几个主要产钒国的产量列于表3。

表3世界含钒产品产量(以钒计)(T)

国家或地区

1985

1988

1990

1991

1992

1993

①中国

5500

5520

4500

4500

4500

5000

芬兰

2590

②南非

17000

19900

17300

15500

14300

16000

前苏联

11500

11600

9600

8000

6000

7900

美利坚合众国

总产量

4000

3520

5600

5300

5500

粉煤灰催化剂

2970

2480

③日本

925

1020

600

八百

新西兰

2200

1700

相当于

45700

45300

31600

35800

33200

34500

①估计值;②五氧化二钒和钒酸盐40%,铁钒渣60%;③石油灰和废催化剂的回收。

世界钒产品产量目前被南非、俄罗斯、美国和中国四个国家垄断。据俄罗斯《металтургия》2000年第8期统计,1997年统计结果为:南非占44%,俄罗斯占18.5%,美国占18.5%

 
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