陕西省石煤提钒行业存在的问题及对策研究
第３８卷第５期 ２０１３年５月 环境科学与管理 ＥＮＶＩＲｏＮＭＥＮＴＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ Ｖ０Ｉ．３８ Ｎｏ．５ Ｍａｖ ２０１３
文章编号：１６７４－６１３９（２０１３）０５－００８３－０５
陕西省石煤提钒行业存在的问题及对策研究
兰涛，张晓瑜，武征，孙愿
（西安地质矿产研究所，陕西西安７１００５４）
摘要：陕西的石煤主要分布在陕南秦岭南坡的商洛地区，但大部分石煤钒矿属于难处理矿，钒大部分以Ｖ （Ⅲ）和Ｖ（Ⅳ）存在，目前企业大多采用“焙烧＋稀酸浸出＋氨法沉钒”或者“强酸浸出＋氨法沉钒”工艺进行生 产。存在的问题一是钒的综合回收率为６５％左右，整体偏低；二是生产废水中含有大量氨使得废水闭路循环 难度大；三是矿区大部分位于汉丹江水系的中上游地区或临近出省断面，选址较为敏感。针对以上存在的问题 提出了解决建议，并对陕西省石煤提钒行业的发展做出了展望。 关键词：石煤提钒；生产工艺；钒回收率；含氨废水回用 中图分类号：Ｘ７５ 文献标识码：Ａ
Ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ Ｖａｎａｄｉｕｍ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ｆｒｏｍ Ｓｔｏｎｅ Ｃｏａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｎ Ｓｈａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ
Ｌａｎ Ｔａｏ，Ｚｈａｎｇ Ｘｉａｏｙｕ，Ｗｕ Ｚｈｅｎｇ，Ｓｕｎ Ｙｕａｎ
（Ｘｉ’ａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｘｉ’ａｎ ７１００５４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｏｎｅ ｃｏａｌ ｉｎ Ｓｈａａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ Ｓｈａｎｇｌｕｏ ａｒｅａ ｏｎ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈｅｒｎ ｓｌｏｐｅ ｏｆ Ｑｉｎｌｉｎｇ Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ．Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ｔｒｉｖａｌｅｎｔ ａｎｄ ｔｅｔｒａｖａｌｅｎｔ ｖａｎａｄｉｕｍ，ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｏｎｅ ｃｏａｌ ｖａｎａｄｉｕｍ ｍｉｎｅｓ ｂｅｌｏｎｇ ｔｏ ｒｅｆｒａｃ－ ｔｏｒｙ ｏｒｅ．Ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ｕｓｅ“ｒｏａｓｔｉｎｇ＋ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ＋ａｍｍｏｎｉａ ｖａｎａｄｉｕｍ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ”ｏｒ“ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ＋ａｍｍｏｎｉａ ｖａｎａｄｉｕｍ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ”ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎｃｌｕｄｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｖａｎａｄｉｕｍ ｒｅｃｏｖ— ｅｒｙ ｗａｓ ｏｎ ａ ｌｏｗ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ａｂｏｕｔ ６５％．Ｔｈｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｃｏｎｔａｉｎｓ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ａｍｍｏｎｉａ，ｍａｋｉｎｇ ｉｔ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｃｌｏｓｅｄ—ｌｏｏｐ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ．Ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ａｒｅａｓ ｍｏｓｔｌｙ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｏｆ Ｈａｎ ａｎｄ Ｄａｎ Ｒｉｖｅｒ，ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｃｒｏｓｓ—ｐｒｏｖｉｎ— ｃｉａｌ ｂｏｒｄｅｒｓ，ａｎｄ ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｓｉｔｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｍｏｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ．Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｉｎ－ ｄｕｓｔｒｙ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｖａｎａｄｉｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｓｔｏｎｅ ｃｏａｌ；ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ；ｖａｎａｄｉｕｍ ｒｅｃｏｖｅｒｙ；ａｍｍｏｎｉａｔｅｄ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｒｅｕｓｅ
前言
钒是一种重要的战略物资，由于它具有高熔
点及容易变形加工的特性，因此用途非常广泛，钒
在钢中能起到细化晶粒的作用，提高钢的机械加
工性能和物理性能，增加钢的强度。铸铁中加入
钒，可提高铸件强度、韧性及耐磨性。钒的冶炼原
料主要是石煤、钒钛磁铁矿在冶炼过程中副产的
钒渣以及含钒固废。本文重点讨论陕西省石煤提
收稿日期：２０１２—０９—１７ 作者简介：兰涛（１９７９一），男，硕士，工程师，冶金机电类注册环境影 响评价工程师，主要从事环境影响评价工作。 钒行业的发展现状及存在问题，以期对该行业的
健康发展建言献策。
１石煤资源概况
中国石煤的蕴藏量极为丰富，仅湖南、湖北、江
西、浙江、安徽、贵州、陕西等７省的石煤中Ｖ Ｏ 的
储量就达１１ ７９７万ｔ，其中Ｗ（Ｖ２Ｏ５）Ｉ＞０．５％的储量为
７７０ ７１５万ｔ，是中国钒钛磁铁矿中Ｖ：Ｏ 储量的６．７
倍，超过世界上各国Ｖ：Ｏ 储量的总和…（见表１）。
２ 陕西省石煤资源的分布及成分
陕西的石煤主要分布在陕南秦岭南坡的商洛地
・８３・
第３８卷第５期 ２０１３年５月 兰涛等・陕西省石煤提钒行业存在的问题及对策研究 Ｖ０Ｌ ３８ Ｎｏ．５ Ｍａｇ ２０１３
区，仅该地区正在生产或在建的钒生产企业就有ｌ３
家，此外汉中地区及安康地区也有少部分石煤资源 以上的才具有工业开采价值，而陕西省的石煤属泥
质岩吸附型单一型钒矿，含钒品位从０．８２％到
开发，在目前的技术经济条件下，钒品位达到０．８％ １．５１％不等（见表２），开采价值较高。 表１ 中国部分省石煤及Ｖ Ｏ，储量分布
３石煤提钒生产工艺
陕西省大部分石煤钒矿属于难处理矿，钒大部
分以Ｖ（Ⅲ）和Ｖ（Ⅳ）价态存在于粘土矿物（云母和 高岭土）中。从生产工艺看，对于石煤提钒的生产
原则上均需要先焙烧后浸出，这是因为Ｖ（１１）基本
上不被浸出，只有Ｖ（Ⅲ）氧化至高价以后，石煤中
的钒才有可能被浸出 。而在山阳地区的一些石
煤中，钒主要以Ｖ（Ⅳ）形式存在，可以直接用浓硫
酸浸出取钒。不管采用何种生产工艺，大体都要经 历“焙烧一浸出（或无焙烧直接强酸浸出）一浸出液
预处理一提钒一沉钒一灼烧热解”这几个阶段。而
每一个阶段所采用的工艺也分为几种（见表
３） 。水浸、碱浸和水解沉钒工艺由于资源回收
率低或对矿石的选择性强目前很少使用。到２０１０
年１１月，陕西省环保厅制定出台了《陕西省钒矿采
选冶项目环境准人规定》，以ＮａＣ１作为添加剂的钠
法焙烧由于污染严重也已被禁止采用，新建企业鼓 励采用空白焙烧、稀酸浸出工艺，鼓励采用以其他碱
中和工艺替代氨法中和工艺。
表３石煤提钒工艺概述
・８４・
掌 期 兰涛等。陕西省石煤提钒行业存在的问题及对策研究 ｖ０ Ｍ３ａｖ２ｏ８ Ｎ．１
４ 陕西省石煤提钒行业目前存在的问题
４．１钒的综合回收率偏低 利用钢铁企业副产的钒渣提取Ｖ ０ ，在适当的
工艺条件下钒的回收率可达到８５．４％Ｅ９］，而陕西省
石煤提钒行业钒资源的综合回收率整体为６５％左
右（见表４、表５），整体偏低，从各工段的指标来看，
如何提高钒的浸出率是提高整个工艺中钒回收率的
瓶颈所在。 表４ 陕西省某强酸浸出工艺企业选矿试验报告指标％
表５ 陕西省某焙烧一稀酸浸出企业选矿试验报告指标 ％
４．２生产废水闭路循环难度大
氨法沉钒以产品纯度高的优点在陕西省石煤提
钒生产中得到了广泛的应用，生产过程中铵根离子的
引入绝大部分出现在沉钒工序和浸出液中和工序，早
期的钒矿生产企业并未对含氨废水进行单独处理。而 是随尾矿浆利用石灰乳中和后打人尾矿库。商洛市
环境监测站和西安市环境监测站曾分别对中村镇和
银花镇某两家钒矿生产企业尾矿水中和处理前、后及
经尾矿库沉淀澄清后排放的废水进行过实测（见表
６），尾矿库沉淀后的出水中氨氮浓度高达几千。
・８５・
期 兰涛等・陕西省石煤提钒行业存在的问题及对策研究 ｖ０ Ｍ３ａｙ２８ Ｎ。ｏ．
基于广州有色金属研究院采用不同水源在相同
条件下进行的浸出试验结果（见表７），上述尾矿库
沉淀后的出水不能直接返回浸出生产使用，因为废
水中大量铵根离子会影响钒的浸出率，其原因是铵
根离子与溶液中的部分五价钒形成了多钒酸铵沉淀 进而进入了尾矿中。铵根离子在工艺中的累积必然 会导致含氨废水的排放，最终致使地表水体中氨氮
和硫酸根离子超标。因此只有尽可能地降低尾矿出
水中的铵根离子浓度才可使得尾矿水出水水质接近
ＣａＳＯ 饱和溶液，确保选矿废水的回用。 表７不同水源对钒的浸出率 ％
４．３钒矿企业选址较为敏感
丹江口水库作为中国南水北调中线工程的水源
地水质保护意义重大，陕南钒矿山大多数处于该水
库的上游丹江水系或汉江水系的源头或上游地区，
尤其在钒矿资源富集的山阳县和商南县更是处于陕
西省的东南边界，钒矿企业一旦出现尾矿库垮坝或
选矿废水非正常排放，很有可能造成跨省的污染纠
纷，进而对丹江口水库的水质造成一定程度的影响，
因此陕西省石煤提钒企业总体上选址是较为敏
感的。
５存在问题的解决建议
５．１ 工艺操作条件的优化可增加石煤中钒的浸
出率
主要以四价钒存在的石煤提钒生产企业一般选
择以强酸直接浸出为生产工艺，浸出工序投加助浸
剂可取得不错的效果，钒的浸出率最高可提升至
９３％以上，其原理是与硫酸反应生成的物质能与矿
物晶格里的ｓｉ等支架元素反应，从而起到有效破坏
矿物晶格的作用。但是该种方法对主要以三价钒存
在的石煤虽然也有一定的效果，但是浸出率仅达到
５８．０５％［１Ｏ－１１］，总体不如采取先焙烧后浸出工艺的
浸出率高。 对于以“焙烧＋酸浸”为主要生产工艺的企业，
．８６・ 提高浸出率的方法主要是工艺操作条件的优化。对
于焙烧环节，焙烧温度的精确控制是非常重要的，李
静等学者研究认为，并不是温度越高越有利于低价
钒向高价钒的转化，当温度超过８００￣Ｃ时，石煤组分
之间相互反应更加复杂，尤其是ＳｉＯ，参加反应，形
成难溶的硅酸盐的量增加，使得部分钒被“硅氧”裹
络，这些钒不溶于酸，直接影响浸出率 。因此生
产中焙烧温度的稳定性非常重要，商南县一些企业
设计使用煤气发生炉产生的煤气作为燃料来保持焙
烧温度的稳定性是一种比较好的方法，但是不能忽
视煤气发生炉本身的废水污染问题，可优先选用节
能环保的两段式煤气发生炉。对于稀酸浸出环节，
采用多段浸出的方式比单段浸出具有更高的浸出
率，此外，硫酸用量的精准掌控也非常重要，因为酸
浸过程随溶液ｐＨ的不同而出现不同的化学反应过
程，当溶液的ｐＨ＜１时，钒酸盐在硫酸溶液中生成
稳定的五价钒氧基化合物（ＶＯ ） ＳＯ 。但当溶液酸
度降低，也即ｐＨ增加时，ｖｏ；发生水解生成水合
Ｖ ０ 沉淀，或再进一步聚合成多钒酸根离子，由于
溶液中其它金属杂质离子的存在，它们与多钒酸根
离子结合，生成不溶性的多钒酸盐或杂多酸盐，这使
得已溶解的钒又进人尾矿渣中而得不到回收 。
因此浸出率的提高对生产设备本身的自动化控制水
平提出了更高的要求。
18_敦煌平台山石煤钒矿工艺矿物学研究
敦煌平台山石煤钒矿工艺矿物学研究
白 哲 韩跃新 靳建平 李艳军 孙永升 1
（1.东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳 110819；2.难采选铁矿资源高效开发利用技术国家地方联合工程研究中心，辽宁沈阳 110819）
钒是我国重要的战略性稀有金属，主要应用在钢铁、钛合金、催化剂和钒电池中［1-2］。我国约 85%的钒用于钢铁行业，含钒钢材具有强度高、韧性大、耐磨性好等优良特性；约 10%的钒用于生产航天所需钛合金，钒可以改善钛合金的延展性和可塑性；此外，钒也作为催化剂应用在化学工业中，以及用于生产钒充电氢蓄电池和钒氧化还原蓄电池［3-5］。所以钒有“金属维生素”和“现代工业的味精”之称［6］。我国钒消费量高达 4.0 万 t/a，其中约 80%来源于钒钛磁铁矿。而我国石煤中 V2O5 储量巨大，达 1.18 亿 t，是钒钛磁铁矿中
V2O5 储量的 6.7 倍［7-10］。但我国石煤具有矿石性质复杂、钒品位低和钒赋存状态多样等特点［11］，导致目前的提钒工艺普遍存在钒回收率低、药剂消耗量大、净化富集困难和生产成本高等问题［12-14］。因此，从石煤中清洁高效提钒成为近年来学者们的研究热点之一。实现石煤钒矿的清洁高效利用，对 提高我国钒资源供给能力，促进钢铁、钛合金等行业的绿色健康发展具有重要意义。
敦煌平台山石煤钒矿是一种极难浸出的原生型石煤钒矿［15］。本文对该矿石的化学组成、矿物组成、岩石结构构造、煤质特性和矿物嵌布特征等进行了详细研究。采用化学多元素、钒化学物相、XRD、偏光显微镜、SEM、X 射线能谱和 BPMA（北矿院工艺矿物学自动分析系统）［16-17］等分析手段，查明该矿石的工艺矿物学特征，以期对难浸原生型石煤钒矿的提钒过程优化提供参考。
1 矿石物质组成
1.1 矿石化学元素分析
为查明敦煌平台山石煤钒矿矿石中的主要组成元素，进行化学多元素分析，结果见表 1。
由表 1 可知：矿石中的有用金属元素为钒，含量为 0.93%（以 V2O5 计）；钒的品位不高，仅高于 0.80%的工业经济边界品位 0.13 个百分点；矿石中 SiO2 和
从含钒浸出液中萃取钒的研究现状
第６３卷第１期 ２ ０ １ １年２月 有 色 金 属 ＮＯｉｌｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ Ｖｏ１．６３．ＮＯ．１ Ｆｅｂ．２ ０ １ １
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—０２１１．２０１１．０１．０２４
从含钒浸出液中萃取钒的研究现状
李尚勇 ，谢 刚 ，俞小花
（１．昆明理工大学冶金与能源工程学院，昆明６５００９３；
２．四川机电职业技术学院信息工程系，四川攀枝花６１ ７０００）
摘 要：综述在不同的介质中用不同的萃取剂萃取钒的研究进展。指出钒的萃取视钒在溶液中的存在形态不同来选择，在 硫酸介质中，萃取钒常用的萃取剂有Ｐ２０４，Ｎ１９２３，ＴＯＡ，Ｎ２６３等。在盐酸介质中常用的萃取剂是ＴＢＰ，季铵盐能在碱性溶液中萃 取五价钒。指出在萃取钒的过程中，影响萃取率的因素主要有ｐＨ值、萃取剂浓度、协萃剂浓度、水相中钒离子的浓度、Ｖ ：Ｖ。、萃 取级数等。 关键词：冶金技术；钒；综述；萃取 中图分类号：ＴＦ８４１．３；ＴＦ８０４．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—０２１１（２０１１）０１—０１００—０５
钒在元素周期表中属于ＶＢ族，原子序数为２３，
相对原子质量为５０．４２，金属钒呈银灰色，密度为
６．１ｌｇ／ｃｍ ，熔点１９１７℃，沸点３４００￣Ｃ，具有体心立
方晶格。它在地壳中的平均含量为０．０１５％…，分
散程度很大，由于自然界中的钒主要以三价形态存
在，而三价钒的离子半径与三价铁和三价铝的离子
半径很接近，因此，三价钒几乎不生成本身的矿物，
而是以类质同象部分取代三价铁或三价铝存在于一
些铁和铝的矿物中，如钒钛磁铁矿和硅铝酸盐。
目前，世界各国生产钒的原料主要是钒钛磁铁
矿在冶炼过程中副产的钒渣，我国亦然 。从钒渣
中提钒一般都要经过湿法冶金，其主要的单元操作
有焙烧、浸出、溶液净化和沉钒等。目前有代表性的
提钒工艺主要有酸浸一碱熔法、钠化焙烧提钒法、钙
化焙烧提钒法、溶剂萃取法、离子交换提钒法等。其
无盐焙烧法提取石煤钒矿中V2O5新工艺研究
研究报告 Ｑ！ Ｑ：Ｑ§ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 无盐焙烧法提取石煤钒矿中ｖ ２Ｏ ５新工艺研究 米玺学 （宁夏东方钽业股份有限公司 宁夏石嘴山 ７５３０００） 摘要：本实验主要采用无盐焙烧法对暮石煤钒矿石进行焙烧和浸出研究。在７ ０ ０—９ ０ ０℃高温下焙烧．然后用硫酸做浸出分解试羽，在 ８ ０—９ ０℃条件下从舍钒石煤矿石中钢得硫酸钒酰溶液（漫出液），得到最佳焙烧和浸出工艺参数。 关键词：石煤钒 焙烧 酸浸 中图分类号；ＴＱ１ ３ ５．１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－－０９ ８Ｘ（２０１２）０２（ｂ）－００１９－－０２ 引言 石煤钒矿石是一种含碳质的页岩，主 要形成于震旦纪、寒武纪、志留纪等古老地 层中，为由藻菌类等低级生物、海绵及一些 分类尚不明确的原始动植物在浅海还原环 境下形成的变质程度较高的黑色可燃矿 产，主要特性是灰份高、密度大、热值低、着 火点高…。我国石煤资源分布于２０多个省 区，尤以湖南、湖北、重庆、江西、浙江、陕 西、广西等省储量较大［２１。 石煤钒矿中的钒的赋存状态及价态变 化多样，大部分以三价形式存在于云母类 及高岭石等粘土矿物中，部分取代硅氧八 表１试验所用两种矿石中的ｖ，ｏ￣ｉｉ（％） ｌ编号 ｌ南方某石煤钒矿 ｌ ｌ Ｖ：Ｏ５含量 ｌ １．１ｌ７ ｌ 面体和铝氧八面体中的Ａｌ”、Ｔｉ“和Ｆｅ”等。 部分形成钛钒石榴石、铬钒石榴石、砷硫钒 铜矿等矿物，也有少量以金属有机络合物 和络阴离子呈吸附形式存在。 １矿石性质 本试验采用南方某石煤钒矿石，其中 的Ｖ Ｏ 品位如表１所示 分别进行焙烧和浸 出试验。由于石煤中钒一般以酸碱不溶的 三价为主，所以必须对其进行氧化焙烧使 低价钒转变成四价或五价态的钒存在。以 便酸浸能够达到较理想的浸出率。 传统的从石煤中制取Ｖ，０ 工艺，多数采 用钠化焙烧一水浸的方法。存在的主要问题 是使用了食盐做钠化剂，焙烧时产生大量的 氯气、氯化氢及二氧化硫等有毒气体，对环 表２石煤钒焙烧．浸出试验主要设备仪器 设备名称 型号 生产厂家 球磨机器 ．非标 ． 自制 混料机 非标 自制 水浴加热器 ５０１型 上海市实验仪器厂 精密增力电动搅拌器 ＪＢ－５００型 金坛市科析仪器厂 旋片真空泵 ２ＸＺ一０．５型 浙江黄岩求精真空泵厂 马弗炉 ＳＸ２一ｌ０一ｌ３型 上海实验电炉厂 电热鼓风干燥箱 １０１Ａ一３型 上海浦东跃新仪器厂 电子天平 ＬＤ１２００１ 龙腾电子称量有限公司 分液漏斗 非标 自制 表３石煤钒焙烧、浸出试验所用主要试剂 原料名称 级别 备注 含钒石煤 Ｖ２０５含量１．１１７％和０．５ｌ％ Ｈ２ｓ０４ 工业级、分析纯 ＮａＣ１ 分析纯 Ｎａ２Ｃ０３ 工业级 碳酸钠 分析纯 氯化铵 分析纯 表４ １＃石煤钒矿石焙烧及浸出结果 批号 焙烧温度／＇Ｃ 焙烧时间／ｒａｉｎ Ｖ２０，含量／％ 浸出率①／％ 浸出率②／％ １ ７００ ４５ １．１ｌ７ ５３．０５ ５６．０Ｏ ２ ７００ ６０ １．１１７ ５６．０３ ６７．７２ ３ ７００ ９０ １．１１７ ６３．５２ ５９．４２ ４ ７００ ｌ２０ １．Ｉｌ７ ６７．Ｏ５ ６６．Ｏ６ ５ ８００ ４５ １．１ｌ７ ７１．８１ ７３．６２ ６ ８００ ６０ １．１１７ ７３．９２ ７５．５７ ７ ８００ ９０ １．１１７ ７４．５６ ７１．２ ８ ８００ １２０ １．Ｉ１７ ７５．６７ ７５．５２ 备注：①代表以渣计算所得浸出率，②代表以浸出液计算所得浸出率。 境造成严重的破坏，其对环境的而且此方法 钒的综合利用率极低，据统计其综合回收率 仅为４５％左右，对钒资源造成了极大的浪费。 因此本实验本着低污染、低成本，高利 用率的思路进行湿法钒冶炼工艺，从石煤 中制取Ｖ…Ｏ我们主要采用球磨一无盐焙 烧一酸浸的工艺方法。 ２试验所用主要设备及试剂 本试验所用主要设备及试剂如表２和 表３所示。 含钒石煤简介：本实验所用含钒石煤 为古生代寒武纪硅板岩型石煤，多呈块状， 致密坚硬，具有暗黑色或灰黑色光泽，含炭 量较高。钒含量平均值大于１％。具有较高的 工业利用价值。其中钒多以三价形式存在。 由于实验所采样品为两个不同地点石煤， 故在下文中将以ＳＺ、ＲＳ代表两种不同石煤。 ３工艺机理及流程 ３．１无盐焙烧 ｒ２ⅥＯ３・Ｘ＋０２＝２Ｖ Ｏ４・Ｘ 【２ⅥＯ４・Ｘ＋Ｏ２＝２Ｖ２ Ｏ５・Ｘ 反应式中“ｘ”代表与钒结合的其它元 素物质。 在焙烧过程中由于石煤价态分布不均 匀，根据焙烧条件不同其焙烧后石煤中钒 石煤钒
(终稿)石煤钒矿石中提取五氧化二钒工艺综述(钽铌工业进展)
1 石煤钒矿石中提取五氧化二钒工艺综述
韩如旭 米玺学
（中色（宁夏）东方集团有限公司，宁夏 石嘴山 753000）
摘要：介绍了几种从石煤钒矿石中提取五氧化二钒的工艺流程及应用状况，提出了应针对石煤钒矿资源的性质选择相应的工艺流程以获得更好的经济效益和社会效益。
关键词：石煤钒矿石；五氧化二钒；提取；工艺
石煤钒矿石是一种含碳质的页岩，主要形成于震旦纪、寒武纪、志留纪等古老地层中，为由藻菌类等低级生物、海绵及一些分类尚不明确的原始动植物在浅海还原环境下形成的变质程度较高的黑色可燃矿产，主要特性是灰份高、密度大、热值低、着火点高[1]。我国石煤资源分布于20多个省区，尤以湖南、湖北、江西、浙江、陕西、广西等省储量较大[2]。
石煤钒矿中的钒的赋存状态及价态变化多样，大部分以三价形式存在于云母类及高岭石等粘土矿物中，部分取代硅氧八面体和铝氧八面体中的Al3+、Ti3+和Fe3+等。部分形成钛钒石榴石、铬钒石榴石、砷硫钒铜矿等矿物，也有少量以金属有机络合物和络阴离子呈吸附形式存在。
随着市场对五氧化二钒需求的增加，从石煤中提取五氧化二钒的工艺研究得到了快速发展，为含钒石煤资源的广泛开发利用创造了条件。文章介绍了几种从石煤中提取钒的湿法流程及应用状况。
1 酸法提取五氧化二钒工艺
1.1 工艺流程
酸法提取五氧化二钒的工艺流程如下：
矿石破碎→球磨→酸浸→固液分离→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%的硫酸连续搅拌，温度85 ℃，液固体积质量比（0.85~1）∶1，钒以四价形式转入溶液。固液分离后，矿渣堆放，溶液预处理后，以P204＋TBP＋磺化煤油为萃取剂，经7级箱式半逆流萃取，然后用1~1.5 mol/L的硫酸5级反萃取，得80~120 g/L含钒溶液，加热氧化沉钒得红钒（多钒酸铵），于550 ℃下加热分解红钒得五氧化二钒。
石煤钒渣页岩烧结砖的研究
全国中文核心期刊 杆癯建蟓 中国科技核心期刊
石煤钒渣页岩烧结砖的研究
吴道琼 ，杨爱江 ，高遇事 ，王其
（１．贵州大学资源与环境工程学院，贵州贵阳５５０００３；
２．贵州省建筑材料科研设计院，贵州贵阳５５０００７）
摘要：利用湿法酸浸提钒产生的钒渣，研制替代部分页岩的钒渣烧结砖，制品性能达到ＧＢ ５１０１－２００３心哓结普通砖》的要求。
探讨了钒渣掺量对砖坯的可塑性、干燥敏感性、收缩性的影响以及对烧结砖强度的影响，并对钒渣烧结砖的强度机理进行了分析。
关键词：钒渣烧结砖；页岩；可塑性指数；烧成温度
中图分类号：ＴＵ５２２．１＋９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—７０２Ｘ（２０ｌ２）ｏ２—０ｏ２５＿ｏ３
Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ｍａｋｉｎｇ ｆｉｒｅｄ ｂｒｉｃｋ ｗｉｔｈ ｖａｎａｄｉｕｍ ｓｌａｇ ｏｆ ｓｔｏｎｅ ｃｏａｌ ａｎｄ ｓｈａｌｅ
ＷＵ Ｄａｏｑｉｏｎｇ。，ＹＡＮＧ Ａｉｊｉａｎｇ ，ＧＡＯ Ｙｕｓｈｉ ，ＷＡＮＧ Ｑｉ
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００３，Ｇｕｉｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｄｅｓｉｇｎ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００７，Ｇｕｉｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈａｌｅ ｉｓ ｒｅｐｌａｃｅｄ ｂｙ ｖａｎａｄｉｕｍ ｓｌａｇ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｂｙ ｗｅｔ ａｃｉｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｆｒｏｍ ｓｔｏｎｅ
ｃｏａｌ ｉｎ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ｂｒｉｃｋ ｍａｋｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｍｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ”Ｓｉｎｔｅｒｅｄ Ｃｏｍｍｏｎ Ｂｒｉｃｋ”（ＧＢ ５１０１－－２００３）．Ｔｈｉｓ ｐａ—
石煤提钒焙烧过程钒的价态变化及氧化动力学
第２８卷第３期 ２００８年ｏ６月 矿 冶 工 程
ｂｔｌＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧ眦ＥＲｌＮＧ Ｖ０１．２８№３ Ｊｕｎｅ ２００８
石煤提钒焙烧过程钒的价态变化及氧化动力学①
陈铁军 ，邱冠周 ，朱德庆
（１．中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙４１００８３，２．武汉科技大学资源与环境学院，湖北武汉４３００８１）
摘要：含钒石煤是我国重要的钒矿资源，钒的焙烧氧化是石煤提钒的基础。以湖北某地钒矿为研究对象，首先采用电位滴定对
氧化焙烧过程中钒的价态变化进行了研究。在此基础上，探索了钒氧化过程中控制反应速率的步骤，测定了动力学参数——表观
活化能。研究表明，石煤中钒主要赋存在伊利石中，焙烧过程中钒的氧化过程是逐级氧化过程（Ｖ（Ⅲ）一Ｖ（Ⅳ）一Ｖ（Ｖ）），钒的
氧化反应属扩散动力学控制，其动力学表观活化能为Ｅ ＝８１．１９ ｋＪ／ｍｏｌ。
关键词：石煤；焙烧；五氧化二钒；价态；动力学
中图分类号：ＴＤ８４９、５￣ＴＤ９２５．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：０２５３—６０９９（２００８）０３一ＯＯ６４一ｏ４
Ｖａｌｅｎｃｅ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ Ｖａｎａｄｉｕｍ ｄｕｒｉｎｇ
Ｖａｎａｄｉｕｍ－－ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｔｏｎｅ Ｃｏａｌ Ｒｏａｓｔｉｎｇ
ＣＨＥＮ Ｔｉｅ－ｊｕｎ。 ，ＱＩＵ Ｇｕａｎ・ｚｈｏｕ ，ＺＨＵ Ｄｅ・ｑｉｎｇ
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏ．ｕｒｃｅ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ
石煤提钒工艺流程
石煤提钒工艺流程
石煤提钒的工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 原料准备：将选矿过程中产生的含有钒的石煤矿石进行破碎、磨矿和分级，得到合适粒度的煤炭矿石。
2. 高温还原：将经过预处理的石煤矿石放入焦炉或其他高温炉中，在高温条件下与还原剂（如焦炭或煤泥）反应，使石煤中的钒以还原态形式释放出来。
3. 钒分离：通过氧化、酸浸或其他化学方法将还原后的石煤中的钒进行分离。常用的方法包括氧化锌法、氯化法、氧化铵法等。
4. 钒精矿处理：对分离得到的钒精矿进行精炼和提纯处理，以提高钒的纯度和质量。
5. 产品制备：将经过处理的钒精矿进行再烧结、压制、熔炼等工艺，得到最终的钒产品。常见的钒产品包括钒铁、钒铁合金、氧化钒等。
需要注意的是，具体的石煤提钒工艺流程会因工艺条件、矿石性质和产品要求等因素而有所不同，上述流程仅供参考。
石煤钒矿碱法提钒浸出液净化过程中回收白炭黑的工艺研究
２６ 湖南有色金属 ＨＵＮＡＮ ＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳ ＭＥＴＡＬＳ 第２７卷第６期 ２０ｌ１年】２月
石煤钒矿碱法提钒浸出液净化过程中
回收白炭黑的工艺研究
李 婕，姚金江，王智友，吴海国
（湖南有色金属研究院，湖南长沙４１００１５）
摘要：对石煤钒矿碱法提钒浸出液的净化过程进行研究，通过控制中和剂的浓度、滴加速度、溶液 的ｐＨ值、反应温度、时间、搅拌速度，净化渣含ＳｉＯ２达到９６．９６％，符合白炭黑成分的要求，净化过 程Ｖ２Ｏ５收率稳定在９９％以上。 关键词：碱浸提钒液；净化；白炭黑；控制 中图分类号：ＴＦ８４１．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—５５４０（２０１１）０６—００２６一Ｏ４
我国拥有丰富的石煤钒矿资源，广泛分布于湖 南、陕西、贵州、湖北、江西、广西等地，全国探明含钒
石煤储量６１８．８ Ｘ １０ ｔ。有效利用石煤中丰富的钒
资源已越来越受到重视。但近年来，在经历２００８年
钒价的高位震荡格局后，２００９年钒市呈现疲弱态势，
五氧化二钒价格一直在８．５～９万元／ｔ之间徘徊。 石煤钒矿中还含有大量硅矿物，采用碱法提钒
过程中，将会产生高硅钒浸出液，在进行离子交换前 必须净化，产生的净化渣主要成分为二氧化硅。白
炭黑即沉淀二氧化硅，为白色、高度分散的多孔粉末
或絮状粉末，比表面积大，可溶于苛性碱和氢氟酸，
不溶于其他酸类及各种溶剂，耐高温、不燃烧、电绝 缘性好，且对纤维、橡胶、塑料等具有强亲和力，工业
应用广泛。 净化过程中所产生的净化渣若能达到白炭黑相 关质量标准出售，势必会减小目前五氧化二钒价格
偏低带来的投资风险。
１试验基本原理
石煤钒矿碱法提钒，即焙烧矿采用ＮａＯＨ浸出，
在循环浸出过程中，浸出液中的Ｖ２０５与ＳｉＯ 不断
富集，浸出液必须采用硫酸中和净化，调ＤＨ６．５～
７．５，将浸出液中的ＳｉＯ２等杂质除去，所得净化渣经
洗涤、干燥、磨细后，得到白炭黑产品，净化液进行树 脂吸附以回收Ｖ，Ｏ 。
液流电池及钒产业调研报告
- 1 - 以钒产业为引领，打造安康千亿产业集群
——关于安康发展钒产业的思考和建议
尽管近年来安康经济增速较快，但在全省经济占比依然较小，唯有坚定“发展为要、生态立市、开放兴市、产业强市”的实施路径，高质量发展绿色工业，才能持续加快“追赶超越”步伐。其中，钒产业基础强劲、前景广阔，在助力“追赶超越、绿色崛起”中大有作为。
一、钒及钒产业
钒是一种极其重要的稀有高熔点金属，具有良好的延展性、可锻性和抗腐蚀性，以及众多优异的物理性能和化学性能，广泛应用高科技尖端科学和军工领域，是世界各国争相储备的战略物资，素有“化学面包”和金属“维生素”之称。
（一）钒资源储量分布。据美国矿业局统计，世界钒按金属量计资源储量6300万吨，折合五氧化二钒储量为11250万吨，可开采200年以上，主要分布在中国、南非、俄罗斯、美国、挪威等极少数国家。根据国家自然资源部2018年公布数据，我国钒矿资源储量折合五氧化二钒为6428万吨，约占世界钒资源储量的57%。我国的钒资源主要以钒钛磁铁矿和石煤钒矿形式存在，其中，钒钛磁铁矿集中分布于四川攀枝花地区和河北承德地区，石煤钒矿主要分布于陕西、河南、湖南、湖北、甘肃等地， - 2 - 属于同一矿脉区，商洛和安康地区位于矿带的中部。
（二）钒产品提取工艺。随着现代技术迅猛发展，我国提钒技术已相对成熟。其中，钒钛磁铁矿主要通过“吹炼钒渣法、含钒钢渣法、钠化钢渣法”，使钒进入铁水，再采用吹钒工艺生产出钒渣，然后进一步提取钒的氧化物，从而获得各种钒制品；石煤提钒一般采取“火法焙烧+湿法浸出”或“全湿法酸浸提钒”工艺提取，且“全湿法酸浸提钒”工艺无烟气产生。目前，攀钢集团是我国最大的通过钒钛磁铁矿提钒生产企业，年产五氧化二钒接近4万吨；陕西五洲矿业、华源矿业是目前陕南较大的石煤提钒生产企业，均采用“全湿法酸浸工艺”，年产五氧化二钒达到8000吨。
（三）钒产品应用领域。目前钒的主要产品有钒氧化物、钒酸盐、钒铁、钒氮合金、钒铝合金、钒储能介质、高纯金属钒等，其中钒氧化物、钒酸盐为初级产品，通常作为后续钒产品原料；钒氮合金作为高强度钢材的原料，钒铝合金作为钛合金的原料，是近年来发展起来的中间合金，处于高成长期；高纯金属钒和钒储能介质是钒产业未来发展的高端产品，发展前景无限广阔。由于钒具有良好的延展性、抗腐蚀性、高熔点及容易变形加工的特点，广泛应用于冶金、有色金属加工、新能源、化工、电子、航天、航空、核聚变、国防等领域。
我国石煤钒矿提钒现状综述
第２６卷第５期 ２０１０年ｌ０月 湖南有色金属 ＨＵＮＡＮ Ｎ０ＮＦＥＲＲＯＵＳ ＭＥＴＡＬＳ
・冶金・
我国石煤钒矿提钒现状综述
刘景槐，谭爱华
（湖南有色金属研究院，湖南长沙４１００１５）
摘要：文章对我国目前石煤钒矿资源、提钒生产企业概况进行了综述，对进一步提高石煤提钒行 业市场竞争力提出了建议，对我国石煤资源的综合利用具有一定的借鉴意义。 关键词：石煤钒矿；提钒工艺；综合利用 中图分类号：ＴＦ０５９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—５５４０（２０１０）０５—００１１—０４
我国是钒资源大国，也是钒的生产和消费大国。
钒合金、五氧化二钒及钒化合物主要用于钢铁、玻璃
与陶瓷工业、硫酸和石油化工生产行业。目前，提取
五氧化二钒的矿产资源有两大类：一类是钒钛磁铁
矿；二类是含钒的碳质页岩（俗称石煤、煤矸石）。我
国石煤钒矿蕴藏量极其丰富，因此从含钒石煤中提
取五氧化二钒具有很好的应用前景。
１国内含钒石煤资源、生产企业、生产
规模概况
我国含钒石煤分布十分广泛，主要分布在湖南、
湖北、河南、陕西、甘肃等二十多个省市区，石煤总储
量６１８．８亿ｔ，其中已探明工业储量３９亿ｔ，Ｖ２Ｏ５含
量大于０．５％的储量为７ ７０７．５万ｔ＿１ Ｊ。仅湘、鄂、赣
等７省的石煤中五氧化二钒储量就达１１ ７９７万ｔ。
我国石煤提钒企业的分布、产量情况如下：
湖南：湖南的钒矿资源主要分布在雪峰山从南
到北有靖县文溪、洪江的双溪、中方的新路河、沅陵、
辰溪、桃源的理公港、安化的东坪、大福坪、娄底的双
江乡、宁乡青山桥、益阳、衡南、吉首古丈、岳阳新开
塘等地，大大小小的钒厂近３０家（规模企业、日处理
钒矿≥１００ ｔ）。２００９年湖南五氧化二钒产量约 ６ ２００ ｔ，规模较大的钒厂有：湖南省辰溪县宏大钒业
有限责任公司、双溪煤矿钒厂（洪江振远钒电有限公
司）、德坤钒厂、安化东坪钒厂、娄底科源矿业有限公
司、益阳华太钒厂、宏基钒厂、湖南金大地新材料有