钒资源的分布及储量情况：全球钒铁磁铁矿储量超 400 亿吨

钒资源的分布及储量情况：全球钒铁磁铁矿储量超 400 亿吨

钒在地壳中的含量约占地壳重量的0.02%，分布广泛但分散，已发现含钒矿床70多种，其中绿硫钒矿、钒云母矿、钒铅锌矿含钒氧化物高达8-20%。钒钛磁铁矿含钒量较低，一般含0.2-1.4%V2O5，但储量最多，国际储量达400多亿吨，是提炼钒的主要原料。世界钒铁磁铁矿、钒资源相当丰富，国际上已发现钒铁磁铁矿储量达400多亿吨，集中在前苏联、美国、我国和南非等少数国家。 它们主要赋存于钒钛磁铁矿、磷矿、含铀砂岩和粉砂岩矿床中。此外，铝土矿及碳质原油、煤、油页岩和沥青砂中也含有大量的钒。据美国矿业局统计，按目前的开采计划，已探明的钒资源还可继续开采150年，将集中在南非、亚洲、北美等地区（南非占47.0%，前苏联占24.6%，美国占13.1%，我国占9.8%，其他国家合计不足6%）。钒的塑性和可锻性优良，常温下可制成片、拉成丝、加工成箔。但少量的杂质，特别是间隙元素（如碳、氢、氧、氮等）会明显影响钒的物理性质。 例如钒中含0.01%氢时引起脆化，塑性下降；含2.7%碳时，其熔点上升到2458K。钒的熔点高、硬度高、电阻率大、顺磁性弱，线膨胀系数小，钒的弹性模量密度接近钢，可用作结构材料。

钒是重要战略物资之一，在冶金工业中主要用作合金元素添加剂，改善钢的组织、功能、强度和韧性，也用于与钛制成高温高强度合金。三是化学工业，氧化钒用作生产的催化剂等。国外钒基本上都是从副产物中提取的，如南非、芬兰、前苏联等国家都是从钒钛磁铁矿炼铁中回收钒，美国大部分钒是从钾钒铀矿和亚磷酸盐中回收的，加拿大是从燃烧石油焦收集的粉尘中回收钒，少数国家还从石煤中提取钒。总之，世界上主要从钒钛磁铁矿中回收钒。 目前，从钒钛磁铁矿中回收的钒约7万吨/年，约占总产量的%。钒产品分为初级产品、次级产品和三级产品。初级产品包括含钒矿物、精矿、钒渣、废催化剂、废催化剂残渣等。次级产品包括V2O5，它也可以成为可用的工业产品，即生产硫酸的催化剂和供使用的催化剂。三级产品包括钒铁、钒铝合金、钼钒铝合金、硅锰钒铁合金和钒化合物等，其中钒铁是最主要的钒材料，占钒消费量的85%。各国钒铁标准可分为50-60%和70-85%两类。 我国钒工业起步于20世纪50年代，1958年恢复扩建锦州铁合金厂提钒车间，以承德大庙含钒铁精矿为提钒原料。1960年以后，我国其他提钒厂相继建成投产，均是在20世纪70年代建成投产。从此，我国钒工业进入了新的历史时期，到20世纪80年代中期已成为世界主要产钒国之一，能够生产各种钒产品，钒的推广应用也获得了较快的发展。

从含钒原料中提取纯钒化合物的技术因原料不同而异。钒钛磁铁矿、钒铁精矿、含钒石煤、石油渣、钒铀矿、钒磷铁矿等，下面介绍其回收技术。1、从钒钛磁铁矿中提取钒的技术：从钒钛磁铁矿中提取钒可归纳为火法冶金和湿法冶金两大类。火法冶金工艺可处理含钒量较低的原料，经火法冶金富集后再加工回收，又称直接法；湿法冶金工艺具有流程短、回收率高的优点，但要求处理后的原料含钒量较高，又称直接法。 1、火法冶炼工艺选出的钒铁精矿参与高炉或电炉炼铁，矿石中的钒大部分进入铁水。含钒铁水送入转炉吹炼成钢，钒高度富集在表层渣中，即为钒渣。钒渣再经破碎、焙烧、浸出、过滤，可得到V2O5。这是前苏联、挪威、南非等国家采用的方法。我国也采用类似方法回收钒。2、湿法工艺利用含钒铁精矿然后加入芒硝制成球团，经焙烧，用水浸泡，使钒酸钠进入溶液中，再加硫酸，使其转化为V2O5沉淀。经过滤后直接得到V2O5，用水浸泡后的球团作为炼铁原料。 这是西方国家同时采用上述两种工艺（即生铁—钒渣工艺和焙烧浸出工艺）的典型例子。 生铁-钒渣工艺流程含钒铁精矿筒仓配料回转窑预回收含钛渣炼铁暂存堆积未处理的含钒铁水坯吹氧销售钢水顶吹炼钢半钢钒渣钢坯生产V2O5焙烧浸出工艺流程含钒铁精矿H2O芒硝（碱或）NaCl配料制球钠氧化焙烧1000℃水浸出过滤铵盐制球溶液炼铁过滤H2SO4废液废液V2O5含钒铁精矿或钒渣的浸出主要化学反应为（1）4FeO.V2O3++5O2=++4CO2（2）4FeO.V2O3+8NaCl+5O2=++4Cl2（3）4FeO.V2O3++5O2=++4Cl2 （4）+H2SO4=V2O5+ +H2O （5）+H2SO4=V2O5+(NH4)2SO4+H2O3，生铁-钒渣工艺主要设备 ①首先，炼铁的主要设备在苏联是高炉，挪威、南非等国则多采用电炉。

②吹炼：各国所用设备也不尽相同。a.底吹转炉提钒：将含钒铁水装入底吹转炉吹炼。在炼半钢过程中，表面氧化形成含钒渣。钒渣经破碎、焙烧、水浸回收V2O5，再冶炼成钒铁。从精矿到钒铁和钒的总回收率约为60%。b.顶吹转炉双钒提钒：将含钒铁水经顶吹转炉吹炼成半钢和钒渣。从铁水到钒渣的钒回收率为92%-94%。 我国成钢、马钢、攀钢等也用此法生产钒渣，钒的回收率为80%～88%。c.高炉铁水雾化法提钒：此法实际上是将含钒铁水倒入中筒内再进入雾化器，经雾化反应后，钒由V2O3氧化为V2O5、V2O4、V2O3的混合物，流入半钢筒内，在半钢表面生成钒渣。此法由我国攀钢股份有限公司首先试验成功并投入生产，也是我国生产钒渣的主要方法，钒的氧化率达85~90%，回收率为73.6%，半钢回收率为93.9%。 该方法的主要优点是：炉龄长（最高炉龄已达12000炉）、处理量大（可达366吨/小时）、半连续生产、设备简单、操作简便。d.曹式炉提钒：我国马钢曾采用槽式炉吹炼提钒，槽式炉能力为70T/h，试验主要技术指标为钒氧化率88.5~95.2%、钒回收率81.3~90.49%、半钢率90.20~94.1%，生产指标不如实验指标。

该方法优点是可以连续生产、设备简单、生产成本低，缺点是钒渣中含铁量高，钒回收率低，因此已停止使用，有待进一步改进，但仍是可选择的较好方法之一。4、焙烧浸出工艺设备湿法工艺的核心即焙烧浸出工艺，是将钒氧化后转化成水溶性的钒酸盐。要采用什么样的焙烧设备才能达到其目的。a.所用钒钛磁铁矿的成分：Fe 50~60%、V2O5 2.5%、TiO2 8~20%、~9%，采用回转窑焙烧实现氧化转化。b.前苏联和澳大利亚都采用紊流炉焙烧，能将97~98%的钒转化为可溶性钒并浸出。c. 芬森奥坦迈基利用原矿成分Fe40%、.5%、VO26%（V2O5：0.71%）制成团矿，在竖炉中焙烧转化，转化率达80~90%。2.钾钒铀矿、磷酸盐铁矿回收钒技术1.美国产钒供应商加工的原料主要为钾钒铀矿、铀钼钒矿和磷酸盐铁矿。钾钒铀矿的化学式为：K2(VO2)2(V2O8)”3H2O或K2O”2UO2”V2O5”3H2O。 近期，钙方解石岩中发现大型钾钒铀矿，我国陕西、湖南地区还发现钒铀共生矿。世界最大矿冶公司从钾钒铀矿中提钒的工艺流程为焙烧、浸出、沉淀、回收、再浸出。

此法钒、铀浸出率分别为70~80%、90~95%。其工艺流程为：钾钒铀矿6~9%NaCl钠化氧化焙烧（多室炉850℃φ5m.8层）1~2%快速冷却浸出H2SO4浸出液中和沸腾PH:3NaOH或NH3沉淀PH7钒滤液滤饼沉淀或NaCl回收熔融钒H2O浸出钒溶液含铀沉淀回收铀酸法、碱法浸出含钒溶液，可用离子交换法、溶剂萃取法、或选择性沉淀法分离提纯。本公司年产量3000余吨。2、钒铁矿加工工艺与钾钒铀矿不同。 钒铁矿采用真空混捏焙烧炉，先将矿粉与食盐混合，送入混捏机混捏成条并切割，再经焙烧、浸出、净化、沉积，即可得到V2O5。3、磷酸钒铁矿加工电炉生产的磷酸钒铁矿副产品（含钒磷铁）作为提钒的原料。美国克尔-麦吉化学公司使用的含钒磷铁含钒3.26%~5.2%，磷24.7%~26.6%，铁59.9%~68.5%，铬3.4%~5.7%，镍0.84%~1.0%。 首先将含钒磷铁磨细至粒度小于0.42mm，加入1.4倍纯碱和0.1倍食盐，在回转窑中以770-800℃的温度焙烧，钒转化为可溶于水的钠盐。将焙烧后的砂子放入沸水中浸出，钒、铬、磷溶解在浸出液中。滤液经过滤后结晶，即得磷酸钠晶体。粗磷酸钠可进一步提纯，直至产品合格。

磷酸钠结晶母液含磷>0.98g/L，可加入适量CaCl2，使其以磷酸钙（CaPO4）形式析出，再水解回收钒，再加入母液中沉淀，此工艺钒、铬、磷的回收率分别可达85%、65%、94%。3、含钒褐铁矿的钒回收技术含钒褐铁矿五氧化二钒含量为0.5~2.5%、Fe20~40%、~65%。矿石主要由针铁矿、赤铁矿和脉石组成，脉石主要为石英，其次为泥质，有少量绢云母。钒在褐铁矿中不以独立矿物形式存在，而是以离子吸附状态存在于铁和泥质中。 处理的标准流程为：破碎、球磨、焙烧、浸出、沉淀或V2O5。研究表明，褐铁矿的钒转化率受矿石成分影响，其中主要影响因素是矿石的CaO含量，CaO含量的增加，影响钒的转化率。提高焙烧温度，可提高钒的转化率，不同的含钒矿石，转化率最高的温度是不同的。4、含钒石油渣提钒技术一般来说，原油和油砂中都含有钒，虽然有些国家还没有把含钒的石油列为钒资源，但这些原油确实是钒的潜在资源。全球石油中钒的含量差别很大，委内瑞拉、墨西哥、加拿大和美国原油含钒量为220~，是世界上少数几个钒含量较高的国家。 美国、日本、德国、加拿大和俄罗斯等国家均从石油渣、石油灰中提取钒，提钒的最终产物主要是V2O5，但也可以直接精炼成钒铁。

提取钒的方法很多，根据原料成分或性质的差异而选择不同的工艺。1、从石油中回收钒的技术。委内瑞拉原油经裂解可得到含0.4%V的石油焦。石油焦用作蒸汽锅炉的燃料，燃烧后烟尘经电除尘器收集，烟尘中含V2O5为15%，可作为回收钒的原料。回收方法是将收集的烟尘直接酸浸，然后在过滤后的滤液中加入（）使钒氧化为五价，待滤液由蓝色变为黄色后，加NH3调节pH为0.3～1.7，使钒以铵盐形式析出，再经干燥、煅烧，可得到V2O5或V2O5熔体铸件。 流程图：石油焦粉尘酸浸滤液残渣氧化沉积调整PH值洗涤滤块残渣洗液丢弃干燥煅烧V2O5主要化学反应：酸浸过程：V2O5+6HCl+3H2O+Cl2或V2O5+VOSO4+氧化：VOCl2+NaVO3+2NaCl++NaVO3+NaSO4+Cl2沉积煅烧NaVO3+NH4Cl+V2O5+2NH3+H2O2，从炼油残渣中回收钒的技术美国Amax等公司是对炼油残渣进行处理，综合回收钒、钼、钴、镍、铝等金属元素。 其加工工艺过程为：将炼油残渣与烧碱混合进行加压浸出，在高温高压下氧化，硫转化成硫化物，烃类大部分分解，钒、钼溶解于溶液中，经过滤分离，从溶液中回收钒、钼。

在石油渣中加入或NaCl后，在硫化物和硫酸盐存在下，在电炉中冶炼，可得到钒渣和镍冰铜。钒渣的常规处理方法主要是生产工业V2O5。美国在20世纪80年代末开始利用石油渣、石油灰为原料生产钒，至今仍是利用此原料生产钒的最大生产国。5、石煤提钒技术在勘测磷矿时，偶然发现石煤中含钒，随后发现石煤中还有铀、铜、镍等60余种金属和非金属，就当时的技术水平而言，只有钒才具有开采和商业价值。我国石煤资源十分丰富，估计石煤中钒的总储量是钒钛磁铁矿中钒总储量的7倍。 但石煤含钒量在不同矿区差别很大，在现有条件下，石煤含钒量超过0.8%才有开采价值。美国内华达州含钒页岩分为风化页岩（V2O30.93%）和碳质页岩（V2O50.84%）。我国石煤资源集中在南方省区，现有提钒厂20多家，年产量2500～3000吨，每吨成本2.5～30万元。石煤提钒生产工艺采用盐焙烧、浸出、提取、沉淀等工艺。含钒碳质页岩用于锅炉脱碳燃烧或液化床发电，燃烧过程中，钒在粉煤灰中富集。 将富钒粉煤灰加入NaCl或经化学焙烧，使钒转化为水溶性的NaVO3和.++5O2=+++1/2O2=Na2O++V2O3=钒酸钠和偏钒酸钠，用热水溶解后与大部分不溶性杂质分离，含钒浸出液经净化分离，得到纯净的钒化合物。

美国内华达含钒页岩提钒工艺流程：页岩↓破碎、干燥↓焙烧↓H2O渣←弱酸浸出↓浸出液脱硅PH值调2.5～5↙↘硅渣含钒溶液PH5调回PH3↓萃取（三级）萃取有机相萃取废液↓再生萃取←二次反萃取←NaCO3溶液有机相↓含钒溶液↓NH4Cl→钒酸铵沉淀↓炉、洗涤、干燥→废液↓产品简述：脱硅需要将溶液PH调到5，但萃取分离需要将溶液PH调回PH3，所用的萃取剂为混合十三胺（DITDA），偏钒酸铵经煅烧脱硫后可得到V2O5。 我国已建成从含钒石煤中提取钒的工厂，各厂根据其资源特点，发展了一定特色的提钒工艺，他们的标准工艺流程为： 石煤提取钒标准工艺流程 石煤破碎、磨矿↓加水→配料←NaCl↓制粒↓平窑焙烧↓水浸出↙↘浸出渣↙H2SO4或HCL浸出液↙↘粗钒废水↓NAOH→碱熔↓NH4CL水溶液↙↘废水↓热分解↓五氧化二钒 从石煤中提取钒的新工艺有：1、加盐石煤，鼓泡焙烧—酸浸—离子交换法。2、无盐石煤焙烧—酸浸—溶剂萃取法。 3、酸浸—中盐提钒新工艺所谓新颖性，集中在两个方面。第一是焙烧所用炉型。由平窑焙烧改为采用紊流炉、回转窑、竖炉等。结果，竖炉操作条件不易控制，转化率不稳定，劳动条件差，工业上还未大规模应用。

钒渣钠化焙烧普遍采用回转窑，但石煤含硅（SiO2）较高（65%--68%），在焙烧过程中易粘窑结圈，影响回转窑正常运行和钒的转化率，因此不宜作为石煤焙烧设备。作为石煤焙烧设备，最好是湍流炉。第二个环境是溶液的处理，除现有的化学沉积法外，还引入了离子交换法、溶剂萃取技术。因为新技术的引入可以带来技术指标的提高和废水处理的减少，但根据操作的不同，可能会影响处理成本。6、废触媒、催化剂提钒技术：钒的化合物具有优良的催化功能，即它本身不参加化学反应，但有了它的参与，可以加速反应。 用钒化合物及其载体制成的能改变某些化学反应速率而不参加反应本身的化学试剂称为催化剂。钒催化剂（V2O5•）在硫酸生产中代替铂使SO2转化为SO3。在石油工业中，钒主要用作裂解催化剂（VS）和脱硫剂。在橡胶工业中用作合成橡胶与乙烯交联的催化剂（VCl4）。在化学工业中，用钒催化剂（）将顺酐氧化成马来酸酐，将萘氧化成邻苯二甲酸酐。特别是化工、石油工业使用的废钒催化剂数量很大，是钒的良好二次资源。不但可以从中回收大量的钒，而且可以同时回收镍、钼等当量金属。 1、石油裂解废催化剂（VS）回收技术废硫化钒催化剂经焙烧得到产品，可采用高温浸出法，将废钒物料置于高压釜中，473。

在1-14MOL/L压沸温度下反应4小时，钒酸铵溶解于溶液中。经炉分离后，将钒酸铵滤液温度降至323。K，分离出钒酸铵晶体。经过滤、洗涤、干燥后，将晶浆在473-873。K下煅烧，得到V2O3。晶体母液返回浸出循环使用。除上述方法外，还可以用碱浸出的方法从该含钒废料中回收钒。用NaOH或溶液在363-378。K下浸出1-6小时，然后过滤分离。在浸出溶液中通入二氧化碳，温度维持在298-308。K。按1MOL钒加入1.5-5MOL钒，调节溶液pH为6-9。 处理后保温在308。K，硫酸钒铵即可析出。滤液送至解吸塔，液体中的NH3和CO2被蒸汽驱出，然后返回浸出。硫酸钒铵的处理与前面相同。2.原油脱硫废催化剂回收技术：废催化剂经1073°K氧化焙烧，可得到含钒10.88%、钼5.49%、钴2.03%、镍1.94%、铝35.48%的焙烧料。然后，将150g焙烧料加入到300ml含%钒的溶液中，在333°K搅拌浸出3小时。浸出料在323°K过滤。 将浸出液由323°K降至278°K，分离出含钒晶体，母液循环使用，晶体经洗涤、干燥、煅烧得到V2O3。

此外，焙烧料还可以通过酸浸法处理，催化剂中除钒外，其他有价值元素Mo、Ni、Co等都转移到液相中，除去杂质后，再通过萃取分离回收钒。美国AMR公司是一家从石油裂变废催化剂中提取钒的大公司，其处理的废催化剂量占美国的50%，年处理废催化剂1.6万吨，可回收吨，余吨，Ni400-600吨，Co110-180吨，还有一些Al2O3。 3、从“制酸废催化剂（V2O5）”中回收钒的技术硫酸工业在使用明矾催化剂的过程中，由于SO2气体中的AS2O5与催化剂中的V2O5形成络合物，在催化剂正常工作温度480摄氏度时，络合物随气体蒸发，蒸发量占V2O5总量的40-50%，此外还有K2SO4和SiO2。新废催化剂的成分如下：成分名称新催化剂成分9---------10%20-------------22%20%废催化剂成分5---------6------------12%80%因此，废催化剂中的三大成分都是宝贵的资源。 对于废催化剂的处理，行业内可采用①直接酸浸工艺②化学焙烧水浸出工艺：直接酸浸工艺：为减少溶液杂质及游离酸，降低酸碱消耗。采用两级逆流浸出，一段为弱酸浸出，第二段为强酸浸出。

高酸浸出液中加入新加入的废催化剂进行弱酸浸出，二段浸出的钒浸出率可达88.5-91.1%，浸出渣中V2O5含量可降至0.59%。当二段浸出酸浓度提高到80-100G/T时，渣中V2O5含量可降至0.3%。溶液经N235或P204萃取、碱反萃、NH4Cl沉淀、煅烧后净化，得到V2O5。考虑到直接酸浸溶液除含钒外还含有大量的Fe离子，给溶液处理带来麻烦。经预焙烧后，钒被氧化为高价态钒，同时发生转化，降低了钒的提取难度。 由于废催化剂本身含有10%左右的硫酸钾成分，氧化焙烧水浸出工艺又分为不加钠盐和加钠盐两种。前者焙烧温度900摄氏度才能达到最佳转化率(~80%)，无论焙烧温度高低，钒的转化率都不理想。后者提高5%，在800摄氏度下焙烧2小时，钒的转化率可达92%，较为理想。焙烧砂分两段浸出，即先水浸，再酸浸或碱浸。其特点是钾盐、钠盐和近80%的钒先浸出到低酸溶液中，此溶液杂质少，容易处理，且可回收钾盐。 酸浸或碱浸的目的是为了尽可能地溶解不溶于水的钒盐，提高钒的回收率。溶液中的钒经过N235萃取分离、碱反萃、NH4CL沉淀、煅烧得到V2O5。总之，工艺的选择取决于供应商的现状。认为钠氧化焙烧水浸工艺较好。

材料具有良好的过滤性能，价格很高，而下一个钒的分离和纯化过程也很简单也用于非有点性合金的添加剂。 这些过程如下：1。铝质方法：通过电炉铝铝热的方法是V2O5或低价氧化钒的混合物（V2O4，V2O3等）。 Bean或）= V +（V2O5） + AL = V + AL2O3铝热的方法是一种带有快速反应速度的放热反应。适当地降低了反应并减少热量释放。 当廉价的氧化钒用作原材料时，冶炼过程的反应速度很慢，反应热量是适当的，并降低了钒的回收率。 ％。2。硅热法：该方法的本质是：薄片V2O5使用75％的铁硅和少量铝作为还原剂，并通过两个阶段在碱性弧熔炉中精制，并通过两个阶段进行还原和精炼以获得合格的产品。

恢复期是在还原剂上进行硅热恢复，而V2O5的炉灶中的V2O5少于0.35％，它可以作为废物炉灶（或用作建筑材料）。 AG和黄金可以在精炼期间的V2O5含量达到8-12％，并且可以在冶炼液体中恢复这种矿渣。 此外，高钒铁，硅钒铁，硅钒铁，碳化物碳化物，碳化油碳酸盐，钒酸盐，硝化钒和金属钒产品也已开发出来，也不会重复。铁矿石，含糊状的铁矿石，含钒的石油，含钒的柠檬岩，含钒石油的石油矿石以及用于化学石油和橡胶工业的废物催化剂2.开发四个主要过程。 前两个过程是最重要的：①烘烤：含钒的原材料和钠盐在旋转窑中混合，垂直熔炉，平坦的窑炉，多室炉或湍流的炉子，氧化和氧化，并将杂物倒入800-1000个。石灰或石灰牛奶（CA（0H）2），并在上述提取炉中烘烤，其目的与钠烘烤完全相反，钠烤制将钠转化为水溶剂，但在碳酸盐溶液中溶于碳酸盐溶液中，以形成氧化钙氧化钙的目的，从而实现了与其他杂质分离的目的。

②浸出：浸出的四种方法：酸浸出，碱性浸出和碳酸液。水浸出后的熟料也可以用来处理其他材料，例如铀矿矿石，磷酸盐钒铁矿石，含钒的灰分，废物钒催化剂等。常用的碱性浸出剂也包括NaOH或两种状态。 氧化剂包括氧气，富含氧气的空气溶液中的钒：有沉积方法，溶剂提取和离子交换沉积方法：A。盐盐沉积：生成（NH4）沉积，生成Na2（NH4）.11H2O沉积，生成沉积。 B.水解沉积：添加H2SO4，单独的红钙钒酸盐沉积，Na2H2-XC钙盐或铁盐沉积：碱性溶液使用CACL2或其他CAO，Na（OH）2来沉淀钒酸盐，或使用高铁盐来沉淀铁盐（•YV2O5•YV2O5•2H2O）磷酸盐和N235离子交换：适合治疗碱性溶液④尾巴液体处理：五谷的钒和六价铬离子离子酸和盐有毒，并且必须正确处理，然后才能清除三种方法，以供您使用三种方法。当前的采矿计划。 钒的供求随着合金钢生产的变化而变化。