钒渣焙烧_水热碱浸提钒_刘继鑫

浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景

1 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：

表1 转炉钢渣主要化学成份

种类 V2O5 TiO2 SiO2 CaO FeO MnO Cr P S

含钒钢渣[3] 3.94 — 11.27 40.48 21.06 2.72 — 0.546 0.244

威钢转炉钢渣～4 4.43 11.8 44.2 24.43 1.73 0.35 1.68 0.23

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：

钠盐焙烧法提取钒

钠盐焙烧法是一种常用的提取钒的方法。该方法利用钠盐在高温下氧化还原反应，将钒从矿物中提取出来。下面将从原理、优缺点和应用等方面进行论述。

原理：

钠盐焙烧法是一种氧化还原反应。在高温下，钠盐与钒矿物反应生成钒酸钠和钠氧化物，钒酸钠可溶于水，而钠氧化物则在空气中被氧化成钠碱，从而实现钒的提取。

优缺点：

钠盐焙烧法的优点在于操作简单，提取效率高，适用范围广，能够提取出多种钒矿物。同时，该方法还可以使矿物中的其他金属元素转化成易于分离的化合物。缺点则在于需要高温条件，而且钠盐的使用量较大，对环境造成一定的污染。

应用：

钠盐焙烧法广泛应用于钒矿物的提取中。例如，对于钒钛磁铁矿、钒钛石等含钒矿物的处理中，钠盐焙烧法是一种较为常用的方法。此外，该方法还可以用于其他金属元素的提取，如铜、铅等。

基本步骤：

1.将含钒矿石（如钒钛磁铁矿）粉碎，并与适量的氧化钠混合。

2.将混合物放入高温炉内进行焙烧，温度一般在800℃-1000℃之间，时间为1-3小时。

3.经过焙烧后，矿石中的钒以钠钒酸盐的形式存在于炉渣中。

4.将炉渣进行酸浸，钒酸根离子（VO4）与酸反应生成钒酸溶液。

5.通过沉淀和过滤等步骤，将钒从钒酸溶液中分离出来。

该方法具有操作简便、成本低廉、适用范围广等优点，但其钠消耗量大，反应后产物的处理也比较复杂。

总之，钠盐焙烧法是一种有效的提取钒的方法。虽然存在一定的缺点，但其简单易行、提取效率高的特点使得其在工业生产中得到广泛应用。

钒铬渣提钒铬的工艺流程

钒铬渣是钢铁冶炼工艺中产生的一种工业废渣，其中含有大量的钒和铬等有用金属元素。近年来，随着钒和铬的市场价值的不断上涨，对于钒铬渣提钒、提铬的重要性也日益突出。本文将介绍钒铬渣提钒铬的工艺流程及其原理。

一、钒铬渣的性质及成分分析

钒铬渣是一种酸性渣，其主要成分是氧化铁、氧化铬、氧化钙和氧化镁等，当中还含有较多的钝化钒和半钝化铬。

二、钒铬渣提钒的工艺流程

1. 钒铬渣预处理

将原始的钒铬渣进行清理、筛分、磁选等预处理工序，去除其中的杂质，提高矿石的纯度。

2. 酸浸

将预处理后的钒铬渣先进行酸浸处理，用酸(主要为硫酸)将其中的氧化铁和氧化钙等酸溶性物质溶解出来，形成含有钒和铬的酸性溶液。

3. 氧化还原

将酸浸后的溶液进行氧化还原处理，将其中的钝化钒和半钝化铬还原成易于溶解的形态，使其更容易被后续的提取和分离工艺所利用。 4. 萃取分离

将还原后的钒铬酸性溶液进行萃取，采用有机溶剂萃取法，将其中的钒和铬分离出来。采用的有机溶剂一般为二（2-乙基己基）磷酸取代苯酚。

5. 共沉淀

将萃取分离后的两种金属元素分开，共沉淀分离法是一种有效的方法。将被分离出的金属元素缓慢加入至另一种金属元素的溶液中，并加入沉淀剂，使其沉淀下来。然后再将沉淀集中，进行过滤、干燥等处理，得到纯净的金属元素。

6. 中和

将提取后的金属元素和废酸进行中和处理，使其达到环保排放的水平。

三、钒铬渣提铬的工艺流程

除了可以采用钒铬渣提钒的方式，钒铬渣也可以通过提铬的方式进行价值化利用。

1. 氧化焙烧

将钒铬渣进行氧化焙烧，使其中的铬氧化成无水铬酸盐，并转化为更易于提取的离子型铬，在氧化焙烧过程中将其中的铬与其他物质分离开来。

2. 机械磨碎将氧化焙烧后的钒铬渣进行机械磨碎处理，使其变成细小的颗粒，方便下一步的溶解和提取。

3. 热水浸出

将机械磨碎后的钒铬渣进行热水浸出(或者采用含酸性的盐酸)的方式进行铬的提取，将溶液进行过滤和浓缩。

空气强化转炉钒渣湿法浸出行为

刘作华;阿依努尔·努尔艾合买提;连欣;杜军;范兴;陶长元

【摘要】钒渣钠化焙烧过程低价钒氧化不充分，不能被浸出，降低了钒渣的浸出率。实验采用蒽醌磺酸钠（ADA）和栲胶作载氧体实现氧的传递，强化低价钒的氧化行为。通过X射线衍射、扫描电镜、紫外光谱以及紫外可见漫反射光谱等检测方法，分析了转炉钒渣浸出反应前后物相变化行为，探索了反应过程机理，证实了其可行性。结果表明，采用 ADA 和栲胶作载氧体，能将转炉钒渣中的低价钒氧化成可溶的高价钒，实现空气催化氧化高效浸钒。此时，钒浸出率由89.47%分别提高到92.84%和93.64%，且催化剂对体系后续工艺没有不良影响，转炉钒渣中的尾渣含钒量由1.1%分别降至0.52%和0.47%。%Low valency vanadium

produced in the insufficient sodium roasting process affects the

improvement of vanadium leaching rate. Anthraquinone-2,6-disulfonic

acid disodium salt (ADA) or tannin as oxygen carrier was added into the

water leaching process to transfer oxygen and to strengthen the air

oxidation process of low valency vanadium. Phases of reaction system

were analyzed using XRD, SEM, UV and UV-Vis DRS. The reaction

mechanism of the process was also studied to prove its theoretical

含钒钢渣提钒研究背景、意义、目的与方法研究

1钒化合物性质及其应用 ................................................................................................................ 1

2钒资源在我国的分布情况 ............................................................................................................ 2

3 提钒工艺的发展 ........................................................................................................................... 3

4 现行含钒钢渣提钒方法简述 ....................................................................................................... 3

4.1 酸浸-碱溶法 ...................................................................................................................... 3

4.2 钠化焙烧提钒法 ................................................................................................................ 4

4.3 钙化焙烧提钒法 ................................................................................................................ 4

浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景 2

浅析含钒钢渣湿法提钒生产工艺与发展前景

Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020 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，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，把钒掺进里制成钒钢，可使钒钢结构比普更紧密、更有韧性、弹性，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：

表1 转炉钢渣主要化学成份

种类 V2O5 TiO2 SiO2 CaO FeO MnO Cr P S

含钒钢渣[3] — —

威钢转炉钢～4 渣

提钒尾渣常压酸浸提钒

第６２卷第４期　２　０　１　０年１　１月　有　色　金　属　ＮｏｎｆｅＩＴＯＵＳ　Ｍｅｔａｌｓ　Ｖｏ１．６２．ＮＯ．４　ＮＯＶ．　２　０　ｌ　０　

提钒尾渣常压酸浸提钒　

樊　刚，魏　昶，葛怀文，李曼廷，邓志敢，李存兄　

（昆明理工大学材料与冶金工程学院，昆明６５００９３）　

摘　要：针对提钒尾渣的矿物特点，通过加入氢氟酸破坏矿物结构后用高锰酸钾氧化溶解钒。结果表明，能把包裹钒的矿物　破坏，促进钒的浸出，达到较理想的浸出效果。尾渣提钒不适宜两段浸出。最佳浸出条件为Ｈ　ＳＯ　浓度１５０ｇ・Ｌ～、ＨＦ浓度３０ｇ　

・Ｌ～、ＫＭｎＯ　用量为３．３３％、液固比Ｌ：Ｓ＝５：１、浸出时间４ｈ。在此条件下钒的浸出率可达８２．８６％。　关键词：冶金技术；钒；尾渣；常压酸浸；正交试验　中图分类号：ＴＦ８４１．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—０２１１（２０１０）０４—００６５—０４　

钒是一种重要的有色金属，钒及其合金在应用　

中表现出许多重要的性质，涵盖了冶金、石油化工、国　

防工业等领域　。在我国提取钒的自然资源钒钛磁　

铁矿和含钒石煤中，作为我国主要钒资源的钒钛磁铁　

矿，Ｖ以类质同象赋存在钛磁铁矿中。我国９０％以上　

的钒钛磁铁矿又集中于攀西地区，工业储量约８×　

１０９ｔ。钒渣经数次提取Ｖ：０　之后，遗弃的废渣（即提　

钒尾渣）中Ｖ　０　含量约在１．５％左右，钒含量相当　

高。攀钢每年大约要排放３０００ｋｔ，大量废渣堆积如　

山，不仅占用了大量的土地，而且污染了环境　。　

用加压成型．钠化焙烧对此废渣进行再提取钒，　

工艺钒提取率＜４０％　，且同石煤焙烧提钒相似，　

消耗大量食盐的同时，焙烧过程中易产生大量ＨＣ１　

和Ｃ１２等有害气体，对周围环境污染严重。无论从　

生产指标、环保要求还是从经营成本上考虑都不是　

经济的。经济发展促使对钒的需求增加，而提钒尾　渣中大量的钒由于没有有效的提取方法而得不到利　

用，因此研究将含钒尾渣作为二次资源提取Ｖ　０　，　

用钙化焙烧—酸浸法从钒铁渣中提取钒试验研究

第３７卷第２期（总第１５８期）　２０１８年４月　湿法冶金　Ｈ　ｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｖｏ１．３７　Ｎｏ．２（Ｓｕｍ．１５８）　Ａｐｒ．２０１８　

用钙化焙烧一酸浸法从钒铁渣中提取钒试验研究　

郭双华　

（扬州工业职业技术学院化学工程学院，江苏扬州　２２５１２７）　

摘要：研究了采用钙化焙烧一酸浸工艺从钒铁渣中提取钒，通过条件试验考察了几个因素对钒提取效果的影　响。试验结果表明；采用钙化焙烧一酸浸工艺，在铁钒渣造球粒径８～１０　ｍｍ、氧化钙用量为钒铁渣质量的　１４　、硫酸质量浓度１２０　ｇ／Ｉ　、焙烧温度９００℃、浸出时间４　ｈ、液固体积质量比２；ｉ、浸出温度９５℃条件下，　

钒浸出率在９５　以上，工艺操作简单，有一定经济效益。　关键词：钒铁渣；钙化焙烧；硫酸；浸出；钒；提取　中图分类号：ＴＦ８４１．３；ＴＦ８３．２１　文献标志码：Ａ　文章编号：１００９－２６１７（２０１８）０２—０１ｌ１一Ｏ３　

ＤＯＩ：１０．１３３５５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｆｙｊ．２０１８．０２．００５　

钒钛磁铁矿冶炼过程中产生大量废渣，其中钒　

含量较高，可作为提取钒的主要原料。国内外从含　

钒废渣中提取钒，主要采用高温钠化氧化焙烧一水　

浸一铵盐沉钒工艺口　］。该工艺简单，但钒回收效　

率不高，在钠化氧化焙烧过程中，钠盐还会分解释　

放出ＨＣ１，Ｃ１。，Ｓ０２，Ｓ０３等有害气体，对环境有一　

定程度污染，而且设备腐蚀较严重，生产成本较高。　

为此，科研人员又相继研发出了钙化焙烧一酸　

浸［３］、钙化焙烧一碱浸［４］、直接酸浸Ｉ５　等工艺。前　

期的探索试验中，对比研究了这几种工艺处理铁钒　

渣提取钒的效果，结果表明，钙化焙烧一酸浸工艺　提钒效果最好，具有废气中不含有害气体，焙烧后　

浸出渣不含钠盐，富含钙，有利于综合利用等优　

点　。因此，试验采用钙化焙烧～酸浸工艺从某　

钒铁渣中提取钒，确定了最优工艺参数，以期为该　

类型含钒物料的有效利用提供技术参考。　

石煤提钒的工艺和设备(钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池)

石煤提钒的工艺和设备（钒渣-五氧化二钒-三氧化二钒-金属钒-钒铁-钒铝合金-碳氮化钒-钒电池）

原创邹建新崔旭梅教授等

石煤提钒

石煤是一种由菌藻类低等生物在还原环境下形成的黑色劣质可燃有机页岩，多属于变质程度高的腐泥无烟煤或藻煤，具有高灰分、高硫、低发热量和结构致密、比重大，着火点高等特点。石煤中除含Si、C和H元素外，还含有V、Al、Ni、Cu、Cr等多种伴生元素。石煤矿的含钒品位各地相差悬殊，一般品位在0.13%～1.00%，以V2O5计含量低于0.50%的占60%。我国各地石煤中钒品位差异较大，在目前技术条件下，只有品位达到0.8％以上才有开采价值。

1 石煤提钒工艺现状

我国的石煤提钒工业起步于70年代末期，此后经历了两次大的发展时期（即八十年代的初步发展期，以及2021年到现在的大发展期），至今已有四十多年的历史，含钒石煤提钒的生产技术和科学研究已有了较大发展。

总的来说，石煤提钒工艺技术可以归纳为两种代表性的类型：焙烧提钒工艺（火法提钒工艺）和湿法提钒工艺。

（1）火法焙烧湿法浸出提钒工艺

矿石经过高温氧化焙烧，低价钒氧化转化为五价钒，再进行湿法浸出得到含钒液体实现矿石提钒的工艺过程。

（2）湿法酸浸提钒工艺

含钒原矿直接进行酸浸，包括在较高浓度酸性条件下，甚至是加热加压、氧化剂存在的环境下，实现矿物中钒溶解得到含钒液体的工艺过程。

（3）焙烧工艺分类

传统食盐钠化焙烧-水浸-沉钒工艺、无盐焙烧-酸浸-溶剂萃取工艺、复合添加剂焙烧-

1 水浸或酸浸-离子交换工艺、钙化焙烧-酸浸出工艺。

（4）石煤提钒的技术改革

一方面是焙烧添加剂的多样化、焙烧设备的优化、浸出工艺的变化以及从含钒稀溶液中分离富集钒的方法的改进等几个方面；焙烧添加剂的多样化：食盐添加剂、低氯复合添加剂、无氯多元添加剂、无添加剂。焙烧添加剂的多样化，使得钒浸出率得到了提高，但总的来说钒的浸出率还是偏低。

三水铝土矿炼铁高硅渣中钒的焙烧浸出

詹海鸿;李伯骥;农佳蓓;樊艳金

【摘要】利用广西三水铝土矿炼铁渣提取钒,研究了高硅钒渣中钒的焙烧浸出条件,重点考察了焙烧温度、添加剂种类、碱比、焙烧时间对浸出率的影响.试验结果表明:最佳焙烧温度区间很窄,700℃为最佳温度;焙烧添加剂宜采取单一钠化剂A作为添加剂;合适的碱比应控制在1.7～1.9之间;焙烧最佳时间为85～95min,钒的浸出率可达到80％以上.

【期刊名称】《世界有色金属》

【年(卷),期】2016(000)011

【总页数】2页(P80-81)

【关键词】三水铝土矿;高硅钒渣;钠化焙烧

【作者】詹海鸿;李伯骥;农佳蓓;樊艳金

【作者单位】广西冶金研究院有限公司,广西南宁530023;广西冶金研究院有限公司,广西南宁530023;广西冶金研究院有限公司,广西南宁530023;广西冶金研究院有限公司,广西南宁530023

【正文语种】中文

【中图分类】P618.45

钒具有众多优异的物理性能和化学性能，用途十分广泛，涵盖了航空航天、化学、电池、颜料、玻璃、光学、医药等众多领域。目前提钒的主要原料是钒渣，实现产业化的钒渣提钒工艺主要有钠化焙烧—水浸提钒和钙化焙烧—酸浸提钒两种[1，2]。国内从钒钛磁铁矿高炉冶炼得到的含钒生铁中吹炼提取钒渣是较为成熟的技术，如攀钢。而广西高铁三水铝土矿经高炉冶炼得到的含钒生铁综合回收钒，该生铁与从钒钛磁铁矿高炉冶炼得到的生铁有较大差别。攀钢等企业高炉冶炼得到的含钒生铁V含量达0.3～0.5%,而Si为0.2～0.5%[3-6]。与之相比，广西高铁三水铝土矿高炉冶炼得到的含钒生铁V含量约为0.25%,而Si高达为1.2～1.5%，其它Ca、P、Mn等杂质指标也高。本研究对高硅渣中钒的提取具有一定参考价值。

高硅钒渣中钒的物相结构主要是尖晶石，可表示为FeO·(V,Fe)2O3。钒渣中除含钒物相外，主要物相还有硅酸盐相（铁橄榄石），还有金属铁相。铁橄榄石主要组成是Me2SiO4（Me主要是Fe2+、Mn2+等金属离子），它是钒渣的基体。其主要化学成分如表1。