攀钢转炉钒渣生产V_2O_5工艺研究

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：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：①含钒钢渣预处理含钒钢渣经原料预处理，磨细达到所需粒径并除去所夹带的铁后，送入酸浸工段。

②酸浸酸浸工段是该生产工艺的核心。

含钒钢渣在蒸汽保温的条件下，用一定浓度的硫酸溶液（添加助浸剂）进行两段逆流酸浸浸取，使钢渣中的钒（也包括其他杂质）融入酸浸液中。

五氧化二钒生产工艺五氧化二钒（V2O5）是一种重要的过渡金属氧化物，广泛应用于钒电池、染料、催化剂以及合金的生产中。

下面我们将介绍五氧化二钒的生产工艺。

五氧化二钒的生产工艺可以分为两个主要步骤：钒矿选矿和氧化步骤。

首先是钒矿选矿。

钒矿一般包含钒矿石和非钒矿石，含有较高钒含量的矿石主要有钒磁铁矿和钒钛磁铁矿。

选矿的目的是通过物理和化学方法将钒矿石从非钒矿石中分离出来。

选矿主要包括矿石的研磨、浮选、磁选和重选等步骤。

其中浮选是最常用的方法，通过对矿石进行研磨，然后将其与若干种药剂混合，使得钒矿石沉入泡沫中，而非钒矿石沉入底层，从而实现分离。

经过选矿，得到的钒矿石可以含有较高的钒含量，以便进行后续的氧化步骤。

接下来是氧化步骤。

将得到的钒矿石进行氧化，主要有两种方法：湿法氧化和干法氧化。

湿法氧化是通过将钒矿石与硫酸等溶液反应，使得钒矿石中的钒转化成溶液中的可溶性钒酸盐。

这种方法需要酸洗设备，操作相对较复杂。

经过氧化，得到的钒酸盐溶液可以用于制备其他钒化合物。

干法氧化是通过将钒矿石与空气或氧气进行氧化反应，使得矿石中的钒转化成五氧化二钒。

这种方法需要高温反应炉或回转窑，操作相对简单。

干法氧化还可以分为两个步骤：初级氧化和终末氧化。

初级氧化是将矿石在较低温度下进行氧化，从而得到较低钒含量的氧化物；而终末氧化是将初级氧化产物在较高温度下继续氧化，从而得到较高钒含量的五氧化二钒。

在进行干法氧化的过程中，需要控制氧化反应的温度、气氛以及反应时间等参数，以确保反应得到理想的产物。

反应完成后，得到的五氧化二钒可以进行粉碎、磁选和过滤等步骤，以得到纯度较高的产品。

总的来说，五氧化二钒的生产工艺主要包括钒矿选矿和氧化两个步骤。

通过选矿将含有较高钒含量的矿石从钒矿石中提取出来，然后通过氧化将钒矿石中的钒转化为五氧化二钒。

这些步骤需要适当控制操作条件，以确保产品的质量和产量。

同时，为了提高产品的纯度，还可以进行粉碎、磁选和过滤等后续步骤。

五氧化二钒的生产工艺用钒渣生产五氧化二钒的基本原理：由钒渣的物相结构可知，钒在钒渣中是以三价V 离子状态存在于尖晶石物相中，同时，钒渣中还含有硅酸盐玻璃体、金属铁等物相，从钒渣中提钒主要是将低价钒氧化成五价钒，使之生成溶解于水的钒酸钠，再用水浸出到溶液中使钒与固相分离，然后再从溶液中沉淀出钒酸盐，使钒与液相分离，最终将钒酸盐转化成五氧化二钒。

钒渣的氧化焙烧是将钒渣破碎到一定粒度，与钠盐混合后在氧化气氛加热炉内加热，使钒完成氧化并转化为可溶性钒酸钠的钠化过程。

水溶钒转化程度的高低，直接影响到钒的回收率。

传统的以苏打为主作为添加剂的钒渣生产五氧化二钒的工艺流程主要有原料预处理（包括钒渣破碎、粉碎、配料、混料）、氧化焙烧、熟料浸出、沉钒及熔化五个工序。

流程图如下：钒渣苏打片状五氧化二钒1、原料预处理：包括钒渣破碎、球磨、除铁、配料、混料等。

原料预处理是将钒渣破碎到一定的粒度后再与一定比例的钠盐添加剂混合均匀的过程，钒渣破碎是将大块钒渣经破碎机和球磨机粉碎到一定粒度的粉末状态。

它提高了钒渣的比表面积，保证钒渣在氧化焙烧过程中能充分氧化。

为避免金属铁在氧化焙烧过程中放出打料热量致使炉料粘结，钒渣要磁选除铁。

为了提取钒渣中的钒，使之变为溶解于水的钒酸钠，因此要配入一定量的钠盐添加剂，以苏打为主。

2、焙烧：焙烧转化率是熟料中转化为可溶钒的钒量占全钒的比例。

影响焙烧转化率的因素很多，除了与钒渣的结构和化学成分有关外，还与钒渣的粒度、添加剂的种类、添加剂的用量、焙烧温度、焙烧时间等多种因素有关。

目前焙烧的设备采用回转窑，回转窑的炉温多控制在800°左右。

3、浸出：钒渣经焙烧后称为熟料，熟料的浸出通常是水浸，水浸是将熟料中的可溶性钒酸钠溶解到水溶液的过程。

浸出方式有连续式和间歇式两种。

影响浸出率的因素包括熟料粒度、熟料可溶钒含量、液固比、浸出温度、浸出时间、搅拌、浸出方式等。

目前我公司采用的间歇方式进行浸出。

以废钒为原料制取v2o5的工业流程英文版Industrial Process for Producing V2O5 from Scrap Vanadium Vanadium, a metal with diverse applications, is often discarded as waste during industrial processes. However, with the rising demand for vanadium-based compounds, such asV2O5, it has become economically viable to recycle scrap vanadium. This article outlines the industrial process for converting scrap vanadium into V2O5.The first step involves the collection and sorting of scrap vanadium. This ensures that only high-quality scrap is used for the production process, minimizing impurities and maximizing efficiency.Next, the scrap vanadium undergoes a thorough cleaning process to remove any contaminants such as dust, oil, or corrosion products. This cleaning step is crucial to ensure the purity of the final product.After cleaning, the scrap vanadium is melted in a high-temperature furnace to form a liquid mass. This liquid vanadium is then ready for the next stage of the process.The next step involves oxidizing the liquid vanadium. This is achieved by introducing an oxidizing agent, such as oxygen or air, into the liquid vanadium. This reaction converts the vanadium to vanadium oxide (V2O5).The resulting vanadium oxide is then cooled and solidified, ready for further processing or direct use in various applications.Throughout the process, strict quality control measures are implemented to ensure the consistency and purity of the final product. Regular inspections and testing are conducted to monitor any variations in the process and make necessary adjustments.In conclusion, recycling scrap vanadium to produce V2O5 not only reduces waste but also contributes to the sustainable use of resources. This industrial process offers a cost-effectiveand environmentally friendly solution for meeting the demand for vanadium-based compounds.中文版以废钒为原料制取V2O5的工业流程钒是一种用途广泛的金属，但在工业过程中经常被废弃。

以钒矿石为原料制备v2o5的工艺流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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高钙高磷低品位钒渣制取V2O5的研究
彭毅;谢屯良;周宗权;潘平;孙朝晖
【期刊名称】《铁合金》
【年(卷),期】2007(038)004
【摘要】介绍了以高钙高磷低品位钒渣为原料制取V2O5的实验室和工业试验.通过试验,掌握了高钙高磷高FeO低品位钒渣制取V2O5的工艺技术和相应参数.【总页数】6页(P18-23)
【作者】彭毅;谢屯良;周宗权;潘平;孙朝晖
【作者单位】攀钢钢研院,攀枝花,中国,617000;攀钢新钢钒攀宏钒制品厂,攀枝花,中国,617000;攀钢钢研院,攀枝花,中国,617000;攀钢钢研院,攀枝花,中国,617000;攀钢钢研院,攀枝花,中国,617000
【正文语种】中文
【中图分类】TF646.2
【相关文献】
1.高钙高磷钒渣提钒工艺研究进展 [J], 王俊;孙朝晖;余晓春;苏毅;付自碧;郭继科
2.提高钒渣中V2O5品位的基础研究 [J], 聂溪莹;朱荣;吕明;白瑞国;高海
3.从湿冶钒渣中回收V2O5的试验研究 [J], 陈勇;娜孜拉·扎曼别克;潘丽英;菲尔汗·汉杰儿;王涛
4.锰钒渣和镁钒渣的制取及共性质的研究 [J], 赵兴武
5.转炉冶炼含钒铁水制取具有规定的CaO／V2O5比的含钙钒渣的试验 [J], 赵兴武
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转炉提钒工艺与设备（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转炉提钒工艺与设备提钒的原材料：高炉铁水；提钒的产品：钒渣+半钢；提钒的工艺：氧气顶吹法；提钒的主体设备：炼钢转炉。

1 转炉提钒工艺过程（1）铁水供应将脱硫后的铁水扒渣，再用起重机将铁水兑入转炉。

（2）冷却剂供应a.生铁块、废钒渣：用电磁起重机装入生铁料槽,再用起重机加入提钒炉。

b.铁皮球、污泥球、铁矿石：用翻斗汽车运至地面料仓，由单斗提升机运到37.56m平台，经胶带运输机送到炉顶料仓内。

使用时由炉顶料仓电磁振动给料机给料,经称量斗称量后加入转炉。

(3)氧气和氮气供应氧气用管道输送到车间内,氧气纯度为99.5％；压力0.49～1.18 MPa；氮气压力0.294～0.392Mpa。

(4)吹炼提钒吹炼前根据铁水条件加入生铁块或废钒渣,然后兑入铁水,摇正炉体下枪供氧吹炼，在吹炼过程中可根据吹炼情况加适量铁皮球、铁矿石、污泥球，吹炼结束时先出半钢进入半钢罐。

(5)出钒渣转炉炉下钒渣罐采用16m3渣罐,每个渣罐能容纳吹炼钒渣8~12炉。

钒渣罐通过炉下电动渣罐车拉至钒渣跨，用起重机吊至16m3钒渣罐车上；每4辆车组成一列(3辆钒渣罐车,一辆废渣车),用火车拉至钒渣破碎间，废渣拉至弃渣场。

2 转炉提钒设备以攀钢转炉提钒主要设备为例。

设计工艺参数：公称容量120吨，设计炉产半钢138吨，提钒周期30min/炉，纯吹氧时间8min，日提钒最大炉数68炉(2吹2时)，设计年产钒11万吨/年，半钢295万吨/年。

转炉炉型参数：高9050mm，炉壳外径6530mm，高宽比1.386，熔池内经5180mm,熔池深度1400mm，转炉有效容积136m3，炉容比V/t 0.986，炉口外径2480mm。

提钒转炉主要设备有冷却料供应系统、转炉及其倾动系统、氧枪系统、烟气净化及回收、挡渣镖加入装置等。

(1)冷却料供应系统冷却剂供应系统包括地下料坑、单斗提升机、皮带运输机、卸料小车、高位料仓、振动给料器、称量料斗以及废钢槽、天车等设备，这些设备保证提钒用原料的正常供应。

从转炉钒渣中提取五氧化二钒的新工艺研究本文以承钢转炉钒渣为原料,采用硫酸铵熔融法—硫酸酸浸—萃取—反萃—沉钒法得到五氧化二钒,通过借助XRD、X射线荧光光谱仪、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)等分析手段,系统的研究在焙烧过程中硫酸铵和硫酸氢钾的加入量、焙烧温度、保温时间对转炉钒渣中钒等元素浸出率的影响；在浸出过程中液固比、硫酸浓度、浸出温度、浸出时间对转炉钒渣中钒元素浸出率的影响；在萃取过程中水相pH、有机相的配比、相比、萃取时间对浸出液中钒元素萃取率的影响；简单研究反萃过程、沉钒过程中所需的工艺条件。

(1)硫酸铵熔融法焙烧浸出转炉钒渣过程中的适宜工艺条件：转炉钒渣：硫酸铵：硫酸氢钾=1：8：0.67,焙烧温度为350℃,保温时间36min。

在此条件下,转炉钒渣中V、Fe和Ti的浸出率分别为69.0%、66.5%和30.5%。

(2)硫酸浸出焙烧产物过程中的适宜工艺条件：液固比为8：1,硫酸体积分数为12%,浸出温度95℃,浸出时间5h。

在此条件下,转炉钒渣中V的浸出率为97.0%。

(3)用P204萃取剂萃取过程中的适宜工艺条件：浸出液pH为3.25,有机相配比为15%磷酸二异辛基酯(P204)+5%磷酸三丁酯(TBP)+80%磺化煤油,有机相和水相比(Vo:Va)=1:1,萃取时间10min。

在此条件下,浸出液中钒的萃取率为96.5%。

(4)反萃过程中工艺条件：用1.5mol/L的稀硫酸反萃,萃取液：稀硫酸=1：1,反萃时间10min。

在此条件下,萃取液中V、Fe和Ti的反萃率分别为92.6%、4.6%和1.1%。

(5)沉钒过程中工艺条件：萃取液的pH为8.25,于85℃加热搅拌lh。

在此条件下,萃取液中钒的沉淀率为94.0%。

(6)制备V205实验条件：将沉钒产物洗涤、烘干,在550℃下于马弗炉煅烧2h,得到纯度为90%以上的V205产品。

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：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：①含钒钢渣预处理含钒钢渣经原料预处理，磨细达到所需粒径并除去所夹带的铁后，送入酸浸工段。

②酸浸酸浸工段是该生产工艺的核心。

含钒钢渣在蒸汽保温的条件下，用一定浓度的硫酸溶液（添加助浸剂）进行两段逆流酸浸浸取，使钢渣中的钒（也包括其他杂质）融入酸浸液中。

浸渣采用两段浸取，每段浸取又分为三级，确保工艺的连续性。

第一段通过控制pH在4左右，使钒以钒酸钙沉淀的形态留入渣中，而大部分的铁、铬、锰、硅、磷、硫等杂质被浸出以离子态进入上清液，其中大部分的铁以硫酸亚铁形式存在上清液中，铬在硫酸亚铁的还原作用下主要以六价铬存在于上清液中。

试述攀西地区含钒废渣生产五氧化二钒的工艺试验及设计摘要目前提钒的工艺技术仍然以钠化焙烧和钙化焙烧为主，攀西地区含钒废渣根据其前期处理的不同，分别采用钙法工艺和钠法工艺进行提钒实验，对相应的熟料采用水浸和酸浸进行处理，其转化率能达到70%以上。

关键词钠化焙烧；钙化焙烧；五氧化二钒钒传统上用于特殊钢（高合金钢、工具钢、不锈钢、耐热钢等），随着（钒铌钛）微合金化技术的深化和普及，钒逐渐大量应用于高强度低合金钢（HSLA）和碳素钢为代表的普钢中，国内最具市场规模的应用领域首推高强度钢筋。

攀西地区主要以钒钛磁铁矿为主，在提取钛、铁、钒后遗弃了大量的含钒废渣，这些废渣由于前期的工艺不同，导致各种渣成分复杂，给大生产带来了很多的不确定的因素，而攀西地区的各个钒厂又由于资源缺乏，不能满负荷生产，因此，怎样变废为宝就具备了很高的研究价值。

1 根据攀西地区矿物成分、生产工艺以及设备选型，主要考虑钠化提钒和钙化提钒这两条工艺路线。

1.1 钠化焙烧（1）工艺简介。

该工艺采用国内已成熟的工艺流程及技术装备。

其主干流程为：含钒废渣→钠化氧化焙烧→浸出过滤→净化→沉淀→熔化→五氧化二钒，浸出采用连续浸出，浸出渣采用回转窑二次焙烧工艺。

④浸出：采用ph=2的稀硫酸，在60°C条件下搅拌，浸出达到要求时间。

⑤计算以及结果，该原料在采用钙法焙烧后的熟料经过酸浸后转化率为在70%左右。

（2）结果讨论：该原料采用钠化工艺进行提取，转化率仅仅10%左右，用钠法基本无法提出，但是采用钙法焙烧，稀硫酸浸出，转化率可以达到70%以上，已经具备大生产的条件，后续实验可以在烧成时间，烧成温度，配料等环节继续优化。

3 结束语通过对攀西周边的含钒废渣的多次实验表明，针对不同的原料，采用相应的钠法和钙法工艺，可以实現转化率在70%以上，在工艺上是可行的。

参考文献[1] 黄道鑫.提钒炼钢[M].北京：冶金工业出版社，2000：201.。