1、會(huì)計(jì)學(xué)1石煤提釩技術(shù)進(jìn)展何東升石煤提釩技術(shù)進(jìn)展何東升二、我國(guó)釩資源三、石煤型釩礦四、石煤提釩工藝提 綱五、結(jié)語(yǔ)釩及釩的應(yīng)用一個(gè)美麗的傳說： 在很久很久以前，在遙遠(yuǎn)的北方住著一位美麗的女神名叫凡娜迪絲。有一天，一位遠(yuǎn)方客人來敲門 Vanadis（凡娜迪絲）里奧史實(shí): 1801年，里奧發(fā)現(xiàn)新元素，誤以為是“鉻”。 化學(xué)家沃勒犯了同樣的錯(cuò)誤。 1831年，瑞典人塞弗斯托姆從鐵礦石中分離出 釩，并以美麗女神Vanadis（凡娜迪絲）名字命名。釩及釩的應(yīng)用釩及釩的應(yīng)用 釩是中文從英語(yǔ)的Vanadium音譯過來的，其詞根來源于古日耳曼語(yǔ)中日耳曼神話中美麗女神的名字Vanadis（凡娜迪絲）。這個(gè)名字來源于

2、釩的許多色彩鮮艷的化合物： 綠的、紅的、黑的、黃的，綠的碧如翡翠，黑的猶如濃墨。 釩及釩的應(yīng)用 釩是一種化學(xué)元素，它的化學(xué)符號(hào)是V，它的原子序數(shù)是23。金屬光澤，銀灰色 原子屬性原子屬性原子量原子量50.9415 50.9415 原子半徑原子半徑135135（171171）pmpm共價(jià)半徑共價(jià)半徑122 pm122 pm價(jià)電子排布價(jià)電子排布 氬氬 3d3d3 34s4s2 2晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)體心立方晶格體心立方晶格釩及釩的應(yīng)用物理屬性物理屬性物質(zhì)狀態(tài)物質(zhì)狀態(tài)固態(tài)固態(tài)熔點(diǎn)熔點(diǎn)2163 2163 K K（1902 1902 C C）沸點(diǎn)沸點(diǎn)3653 K3653 K（3409 3409 C C）釩及

3、釩的應(yīng)用釩的價(jià)態(tài)釩的氧化物 釩具有可變的氧化數(shù)，能生成+2、+3、+4、+5氧化態(tài)的化合物。其中最高氧化態(tài)為+5時(shí)相當(dāng)于d0的結(jié)構(gòu)，故五價(jià)釩的化合物較穩(wěn)定。 在氧化物中釩一般顯+5價(jià)，但也有+2、+3和+4價(jià)的氧化物存在，不過它們比較容易過渡為+5價(jià)的氧化物。釩及釩的應(yīng)用氧化物氧化物顏色顏色 密度密度熔點(diǎn)熔點(diǎn) （）VO灰色灰色5.23-5.76 堿性堿性V2O3黑色黑色4.852000堿性堿性VO2深藍(lán)色深藍(lán)色 4.261967兩性兩性V2O5紅黃紅黃3.32675酸性酸性釩氧化物性質(zhì)比較綠色三價(jià)釩紫藍(lán)色二價(jià)釩黃色五價(jià)釩鋅藍(lán)色四價(jià)釩釩及釩的應(yīng)用三種應(yīng)用形式：金屬釩、釩化合物、釩合金 釩在高科技

4、尖端科學(xué)與軍工領(lǐng)域有著廣泛的用途，屬于戰(zhàn)略性資源，因此中國(guó)限制這金屬的出口。 釩是一種戰(zhàn)略性資源鎢、錫、銻、鉬、銦、釩 、稀土(17/16)釩及釩的應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域 占總量比例（占總量比例（% %）主要用途主要用途 使用產(chǎn)品使用產(chǎn)品 碳素鋼碳素鋼 25 鋼筋鋼筋 FeV HSLA鋼鋼 25 建筑，石油管道建筑，石油管道 FeV 高合金鋼高合金鋼 20 鑄件，石油管配件鑄件，石油管配件 FeV 工具鋼工具鋼 15 高速工具鋼，耐磨件高速工具鋼，耐磨件 FeV(80%V) 鋼鐵行業(yè)鋼鐵行業(yè)85%（1）在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用釩及釩的應(yīng)用（1）在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用 在結(jié)構(gòu)鋼中加入0.1%的釩，可提高強(qiáng)度

5、10%20%,減輕結(jié)構(gòu)重量15%25%，降低成本8%10% 。中國(guó)級(jí)鋼筋，級(jí)高強(qiáng)度鋼筋(10) 。國(guó)際歐洲460Mpa的級(jí)鋼筋500Mpa的鋼筋釩及釩的應(yīng)用（2）在合金中的應(yīng)用 釩在合金中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在鈦基合金上，是 用于制造飛機(jī)和火箭的優(yōu)良高溫結(jié)構(gòu)材料。 Ti-6Al-4VTi-6Al-6V-2SnTi-8Al-1V-Mo 釩可用于磁性材料，硬質(zhì)合金，超導(dǎo)材料及 核反應(yīng)堆等領(lǐng)域。釩及釩的應(yīng)用釩化合物類型釩化合物類型作用作用最終用途最終用途五氧化二釩五氧化二釩（V2O5）催化劑催化劑生產(chǎn)磷肥、尼龍生產(chǎn)磷肥、尼龍偏釩酸銨偏釩酸銨（NH4VO3）催化劑催化劑生產(chǎn)磷肥、滌綸、聚生產(chǎn)磷肥、滌綸、聚氯

6、乙烯氯乙烯三氯氧釩三氯氧釩（VOCl3）用作乙烯和丙烯的用作乙烯和丙烯的交聯(lián)交聯(lián)生產(chǎn)乙烯，丙烯和汽生產(chǎn)乙烯，丙烯和汽車工業(yè)用的橡膠車工業(yè)用的橡膠四氯化釩四氯化釩（VCl4）（3）在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用釩及釩的應(yīng)用（4）在電池行業(yè)中的應(yīng)用 釩電池全稱為全釩氧化還原液流電池(Vanadium Redox Battery ;VRB)，在1985年由澳大利亞新南威爾士大學(xué)提出。釩及釩的應(yīng)用（4）在電池行業(yè)中的應(yīng)用 電池容量大且容易調(diào)整、壽命長(zhǎng)； 能耐受大電流充放； 活性溶液可再生循環(huán)使用； 不會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的廢棄物等優(yōu)勢(shì)。 斯巴魯G4e概念車（釩電池） 充一次電，可以跑200公里；充電站充，15分鐘充80

7、%；家里充，八個(gè)小時(shí)；中國(guó)工程物理研究院、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、清華大學(xué)、普能公司。主要研究單位全釩氧化還原液流電池（VRB）釩及釩的應(yīng)用（5）其他應(yīng)用 釩在陶瓷工業(yè)上用作顏料（稱作陶瓷顏料）。 釩的氧化物和偏釩酸鹽可用于生產(chǎn)印刷油墨， 他們可促使反應(yīng)，形成樹脂黑涂料。 釩可清除天然氣中有毒的硫化氫和礦物燃料發(fā) 電廠廢水中有毒的氧化氮，也用于處理汽車尾 氣中的氧化氮。二、我國(guó)釩資源三、石煤型釩礦四、石煤提釩工藝提 綱五、結(jié)語(yǔ)我國(guó)釩資源（1）資源總量我國(guó)是世界上釩資源儲(chǔ)量最豐富的國(guó)家之一 。國(guó)家國(guó)家儲(chǔ)量?jī)?chǔ)量（萬（萬t t）基礎(chǔ)儲(chǔ)量基礎(chǔ)儲(chǔ)量（萬（萬t t）中國(guó)中國(guó)5001400俄羅斯俄羅斯

8、500700南非南非3001200美國(guó)美國(guó)4.5400其他國(guó)家其他國(guó)家-100合計(jì)合計(jì)13003800USGS (Minreral Commodity Summaries) 2008年1月最新統(tǒng)計(jì) 我國(guó)釩資源（2）資源類型 我國(guó)的釩資源主要有兩大類： 釩在地殼中的豐度雖達(dá)到135ppm（20位左右）， 在自然界相當(dāng)分散，一般不會(huì)形成單獨(dú)的礦床。 釩主要是同鐵、鈦、鈾、鉬、銅、鉛、鋅、鋁等金 屬礦共生，或與碳質(zhì)礦、磷礦共生。 釩鈦磁鐵礦+石煤我國(guó)釩資源釩鈦磁鐵礦我國(guó)的釩鈦磁鐵礦主要分布在四川攀枝花西昌地區(qū)、河北承德地區(qū)、陜西漢中地區(qū)、湖北鄖陽(yáng)、襄陽(yáng)地區(qū)、廣東興寧及山西代縣等地區(qū)。TiO2 6.1

9、8億噸35%（世界）；95%（中國(guó)）V2O51862萬噸11.6%（世界）；52%（中國(guó)）釩鈦磁鐵礦資源近 96億噸攀枝花我國(guó)釩資源石煤釩礦我國(guó)石煤儲(chǔ)量巨大：湖南、湖北、浙江、江西、廣東、廣西、貴州、安徽、河南、陜西等10省、自治區(qū)石煤的總儲(chǔ)量為618.8億t，其中探明儲(chǔ)量為39.0億t，綜考儲(chǔ)量為579.8億t。 我國(guó)釩資源石煤平均含釩品位V2O5/%1.0占有率/%3.123.733.636.82.8 V2O5品位低于0.5%的占到60%。在目前的技術(shù) 經(jīng)濟(jì)條件下，V2O5品位達(dá)到0.8%0.85%以上 的石煤才具有工業(yè)開采價(jià)值 。（3）釩鈦磁鐵礦提釩我國(guó)釩資源二、我國(guó)釩資源三、石煤型釩礦

10、四、石煤提釩工藝提 綱五、結(jié)語(yǔ)石煤型釩礦（1）石煤 石煤是一種含碳少、發(fā)熱值低的劣質(zhì)無煙煤，又是一種低品位多金屬共生礦。低品位多金屬共生礦：鉬、硒、銅、鈾、鎘、銀、鍺劣質(zhì)煤發(fā)熱值低（3.510.5MJ/kg）、灰分高（40%90%）石煤型釩礦（2）石煤成因 石煤是海水中菌藻類低等生物與膠狀硅質(zhì)或泥質(zhì)一道沉積在還原環(huán)境下，由泥質(zhì)等掩埋，經(jīng)生物化學(xué)作用，這些有機(jī)質(zhì)逐漸分解出H2S、CO2、CH4等氣體，而遺留下腐泥質(zhì)，這種作用循環(huán)往復(fù)，有機(jī)質(zhì)比例不斷增加，再經(jīng)復(fù)雜的成巖作用過程，最終形成現(xiàn)在有利用價(jià)值的石煤。石煤型釩礦（3）石煤性質(zhì)有機(jī)物質(zhì)：低等浮游生物和藻類 物質(zhì)組成：無機(jī)物質(zhì)：泥質(zhì)、粉砂質(zhì)、硅

11、質(zhì)、鈣質(zhì) 氧化硅：5070氧化鐵、氧化鋁：98.5%）加H2SO4或HCl焙燒轉(zhuǎn)化率：低于53%水浸回收率：88%93%水解沉粗釩：V2O5回收率92%96%精制回收率：90%93%釩總回收率：低于45%（?。┰摴に嚨闹饕夹g(shù)指標(biāo)為：石煤提釩工藝石煤提釩傳統(tǒng)工藝 優(yōu)點(diǎn)：工藝流程簡(jiǎn)單工藝條件不苛刻設(shè)備簡(jiǎn)單投資少釩總回收率低（不到45%）資源綜合利用率低產(chǎn)生嚴(yán)重HCl、Cl2和SO2煙氣污染沉粗釩后的廢水是嚴(yán)重的污染源平窯占地面積大、生產(chǎn)能力小缺點(diǎn)：石煤提釩工藝幾公里范圍內(nèi)樹木死亡、莊稼發(fā)黑、草木不生。冶煉廠排出大量含酸性濃煙： 煙 氣飲水困難、魚類大量死亡 嚴(yán)重水污染： 廢 水侵占土地；土壤污染

12、；造成水污染。 廢渣污染： 廢 渣非法小釩廠利潤(rùn)示意圖 禁!石煤提釩新工藝 石煤提釩工藝（1）空白焙燒酸浸凈化沉釩制精釩工藝 不添加NaCl，不會(huì)產(chǎn)生煙氣污染； 改水浸為酸浸，強(qiáng)化浸出； 浸出雜質(zhì)較多，需在沉釩前凈化除雜。 該工藝的特點(diǎn)是：粉 磨制球平窯焙燒焙燒礦凈化沉釩煙氣銨鹽、硫酸多聚釩酸銨灼燒排放V2O5排放酸浸稀硫酸NH3母液去酸液部分排放含釩石煤（部分脫碳）（2）空白焙燒酸浸萃?。x子交換）沉釩制精釩湖南懷化雙溪煤礦焙燒轉(zhuǎn)化率：55%酸浸回收率：98%萃取率：99%反萃率：95%精制回收率：99%釩總回收率：50%總回收率偏低，主要是采用平窯焙燒，焙燒效果不好。破碎部分脫碳粉磨焙砂萃

13、余液（V2O599%）部分返回浸出貧有機(jī)相濾液調(diào)整渣（3）石煤直接酸浸萃取沉釩制精釩工藝 長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院-陜西中村釩冶煉廠 總回收率達(dá)65%以上，生產(chǎn)成本低（ 4萬/V2O5t） 直接酸浸，減少了焙燒環(huán)節(jié)，縮短了流程無煙氣污染，廢水和廢渣經(jīng)簡(jiǎn)單處理后可直接排放 試劑消耗量大：每天消耗約70t硫酸、70t石灰和23t氨水 浸出五氧化二釩硫酸尾礦壩破碎、磨礦六級(jí)逆流洗滌萃取氧化沉釩反萃取過濾脫水脫氨熔化鑄片再生有機(jī)相貧有機(jī)相反萃取污水處理原礦再生（4）兩段焙燒逆流堿浸萃取沉釩制精釩（沸騰爐+回轉(zhuǎn)窯）焙燒，有利于釩的轉(zhuǎn)化，熱能利用率高 ；“堿性介質(zhì)兩段逆流內(nèi)循環(huán)”浸出方法，可顯著提高釩浸出率

14、和浸出劑的利用率；采用無氯焙燒、堿性介質(zhì)浸出工藝，能有效控制有害元素（鈾、鎘等）的走向，解決了嚴(yán)重環(huán)境污染和設(shè)備腐蝕問題 。 V2O5純度大于99.5%，釩回收率達(dá)到67.55%。（5）循環(huán)氧化法提釩工藝武漢科技大學(xué) 低鈉復(fù)合添加劑 兩段水浸加稀酸浸出 酸浸液亞鐵沉釩后作為中間產(chǎn)品返回再氧化焙燒 從第一段水浸液中獲得釩產(chǎn)品 避免了復(fù)雜的酸浸液凈化、除雜及氧化過程 浸出率85.5%，回收率76.3% （實(shí)驗(yàn)室）石煤原礦預(yù)焙燒混合復(fù)合添加劑造球低鈉氧化焙燒水浸水浸水浸渣稀酸浸水浸渣離子交換吸附下液銨沉釩煅燒產(chǎn)品尾渣亞鐵沉釩酸浸液廢水中和處理水處理新水鹵水酸浸中間產(chǎn)品結(jié)語(yǔ)高回收率、大規(guī)模、低成本、低能耗、環(huán)保 （1）提高釩浸出率 （2）加強(qiáng)分離提純新技術(shù)的應(yīng)用（3）重視降能控排（4）提高資源綜合利用率研究重點(diǎn) 石煤提釩技術(shù)發(fā)展方向:史實(shí): 1801年，里奧發(fā)現(xiàn)新元素，誤以為是“鉻”。 化學(xué)家沃勒犯了同樣的錯(cuò)誤。 1831年，瑞典人塞弗斯托姆從鐵礦石中分離出 釩，并以美麗女神Vanadis（凡娜迪絲）名字命名。釩及釩的應(yīng)用釩及釩的應(yīng)用 釩是一種化學(xué)元素，它的化學(xué)符號(hào)是V，它的原子序數(shù)是23。石煤提釩工藝釩富集焙燒浸出產(chǎn)品制備原則流程：石煤提釩工藝焙