以各种含钒物料为原料，通过钠氧化焙烧或直接酸浸生产工业五氧化二钒产品的稀有金属冶炼厂设计。重要的含钒原料包括钒渣、钒铁矿、钾钒铀矿、钒酸盐矿、绿硫钒矿、钒云母等矿物，以及磷酸盐工业的副产品、含钒磷铁、粉煤灰和燃烧含钒有机矿物(煤、石油等)产生的灰渣。)和来自石油工业的废催化剂。
简钒的工业化生产始于1882年用低温盐酸处理含钒1.1%的酸性转炉渣制取钒，几十年后在冶金工业得到发展。1906年秘鲁高品位绿硫钒矿被发现后，美国进行了50年的开采和冶炼，其产量占这一时期世界总产量的四分之一。在美国，钒产品主要产自钾钒铀矿。1955年，芬兰开始从磁铁矿生产五氧化二钒。1957年，南非也从钛磁铁矿生产钒渣和五氧化二钒。1936年，苏联首先从贫钒铁矿石中获得钒渣，然后制成钒制品。20世纪60-80年代，美国、加拿大、日本、秘鲁等国开始从石油灰和废催化剂中回收五氧化二钒。
我国五氧化二钒的生产始于20世纪40年代的锦州铁合金厂，以钒精矿为原料，后改为钒渣。20世纪60年代初，中国设计的五氧化二钒生产车间在上海建成。20世纪70年代前后，随着钒资源的不断增加，四川、江苏、河北、湖南等地新建了以钒渣为原料的工厂。20世纪70-80年代，利用我国南方丰富的含钒石煤资源，建设了一些地方性小型石煤提钒厂。
设计和产品方案90年代初，仅工业发达国家五氧化二钒(含钒渣)的产能就达55000t/a左右，五氧化二钒工厂最大产能约8000t/a，一般工厂产能为2000 ~ 5000t/a。
我国钒产品分为冶金级V2O599、V2O598和化学级V2O597。冶金V2O5呈片状，直径不大于55mm×55毫米，厚度不超过5毫米；化学五氧化二钒分解后作为天然粉末使用。还有其他化学纯或高纯五氧化二钒产品。五氧化二钒生产中的中间产品偏钒酸铵或多钒酸铵也可作为干燥后的产品出售。此外，其它钒化合物也可以用同样的方法生产。
工艺选择由于钒原料的复杂性和多样性，生产工艺也有所不同。但主要工艺流程仍包括钠氧化焙烧和酸浸两种基本方法。
(1)钠氧化焙烧法。将原料中的钒转化为可溶性钒酸钠的方法，多用于处理钒铁精矿或钒渣。钒渣是用含钒铁矿石炼钢过程中产生的副产品。在烘烤之前，它必须被压碎、磨碎和磁力分离以除去铁。以含钒铁精矿为原料时，一般与钠盐添加剂混合成球。添加剂为食盐、硫酸钠或碳酸钠，经常使用两种钠剂的混合物。浓缩焙烧产物水提取物，过滤，转化成铵盐，通过加入酸沉淀，并送去过滤。滤饼经干燥脱氨得到粉状五氧化二钒产品，或者滤饼直接熔融得到片状五氧化二钒产品。
其他含钒原料(如废催化剂、石煤或燃烧石煤产生的灰)也可通过钠氧化焙烧处理。一般焙烧浸出后采用水解沉钒、碱溶和铵盐转化，或钠氧化焙烧后采用稀酸浸出-萃取。含钒磷铁也可以用碳酸钠和盐进行钠氧化煅烧，然后水浸后除去溶液中的磷酸盐，再水解沉淀。
此外，钠氧化焙烧碱浸工艺也用于处理钾钒铀矿石。
钠氧化焙烧是生产五氧化二钒最重要的工艺流程，技术成熟。廉价盐在工业上多用作钠化剂，具有良好的经济效益。但焙烧过程中产生大量氯气、氯化氢等氯化物，易腐蚀设备和建筑物，污染环境，复杂的含钒原料影响钠化焙烧转化效果。因此，工艺流程的选择必须根据原料的冶炼试验结果，经过技术经济比较后确定。
钠氧化焙烧处理含钒原料的工艺流程如图。
钠氧化焙烧工艺流程图
(2)酸浸。它用于处理钾钒铀矿石。矿石经破碎磨矿后，用硫酸浸出，清液调pH值至1 ~ 1.2后送去萃取提铀。有机相由92.5%的1号柴油、5%的叔胺和2.5%的异癸醇组成，含铀的有机相被送去回收氧化铀。将含钒水相的电动势降低到150毫伏以下，并将铁全部还原，从而减少铁萃取到有机相中，提高钒的实际收率。然后加入氨水调节溶液的pH值至2.0，送去萃取提钒。提钒有机相由91% 1号柴油、6%双-2-乙基磷酸和3%异癸醇组成。用15%硫酸作反萃剂，将含钒反萃液送入沉淀槽，用蒸汽加热，加入氯化钠和氨水沉淀。干燥和熔化后，浇铸五氧化二钒薄片。
酸浸也用于处理石煤灰和石油灰，使用的酸多为硫酸。
设备选型钠氧化焙烧设备通常是回转窑、多室炉或竖炉。酸浸工艺采用搅拌罐、萃取箱等通用湿法设备。
(1)回转窑。以重油、天然气或煤气为燃料，操作简单，生产条件容易控制。窑炉分为三个工作区:预热区、烧成区和冷却区。预热带温度为400 ~ 700℃，窑尾废气温度为400 ~ 500℃，废气氧含量为8% ~ 12%。烧结带焙烧钒渣的温度一般为800 ~ 900℃，焙烧钒钛磁铁矿的温度为1100 ~ 1200℃，烧结带长度为15 ~ 20m。冷却带的温度为350 ~ 500℃，长度为5 ~ 8m。
(2)多室炉。中间有一个带耙子的立轴。第一层加入原料和添加剂，立轴带耙旋转，使炉料按指定方向运动。从上到下一至三层为脱水预热区；第4 ~ 7层为烧制区，烧制温度为800 ~ 850℃；第8 ~ 10层是冷却区。熟料在550℃时从炉中排出。粉碎后冷却至200℃送至仓库。烘烤时，使用天然气作为燃料。首先，在燃烧室中获得1200℃的高温烟气，并将其送入炉膛。多膛炉占地面积小，炉料的搅动有利于与空气体接触，但炉温受到一定限制。
(3)竖炉。占地面积比回转窑小，温度控制不像多膛炉那样受限，但操作麻烦。和原料钠剂制成10-15毫米的颗粒。球团由固定在炉体中部的油燃烧器产生的热气加热到1150-1200℃，从炉底通入冷空气将热球团冷却到400℃。冷却后的空煤气80%从烧嘴下方的竖炉中部排出，油烧嘴的二次空煤气通过换热器预热。20%的冷却空气体从炉顶排出。冷却后的球团从炉底排出。
车间钠氧化焙烧法主要生产车间包括原料准备、焙烧、浸出、沉淀和成品仓库。辅助生产设施包括污水处理站、渣场和加油站等。酸浸生产中，不设焙烧车间，增加一个萃取车间。
工厂的布局和特殊要求钒及其化合物具有很大的毒性。当盐用作钠化剂时，在焙烧过程中会产生氯和氯化物。工厂生活区应布置在上风向，并与生产车间保持一定距离，污水处理站应设在厂区内较低的位置，并有防渗设施。生产设备应严格密封，工作场所应有局部排风，废气废水应有有效的净化除钒装置。
主要技术经济指标钠氧化焙烧法(以盐为钠化剂)生产的lt五氧化二钒消耗为:
钒渣(V2O5 10%)/t11.5 ~ 12.0
碳酸钠(Na2CO3 >: 98%)/t 1.5~1.6
盐(NaCl >: 95%)/t 0.9~1.0
硫酸(H2SO4 ≥ 88%)/t 0.9 ~ 1.0
氯化铵(NH4Cl ≥ 98%)/t 0.7 ~ 0.8
烟煤/t 12
重油/t2.5
电力/千瓦& # 8226；h 4000
