钠化钒渣提钒工艺
2019-02-19 12:00:26
直接往含钒铁水中增加6%的纯碱、8%的铁皮，处理后得钠化钒渣。含钒铁水的脱钒率可达60%～80%。钠化钒渣含V2O5达6%以上。主要成分为NaVO3、Na4V2O7、Na3VO4的复合物。硫构成Na2S进入渣相，脱硫率大于80%；磷构成Na3PO4进入渣相，脱磷率60%～80%。所得半钢的硫、磷含量均低于制品钢的规格，因而可在转炉内完成无渣或少渣炼钢。
选用天然碱处理含钒铁水得到的钠化钒渣，曾在四川西昌410厂进行过湿法提钒及收回钠盐的扩展试验。天然碱取自河南吴城及内蒙古西林郭勒盟及鄂尔多斯湖等地。天然碱是Na2CO3及少数NaHCO3、Na2SO4、NaCl的混合物。所得钠化钒渣的成分如下：成分V2O5Na2OPSiO2S%12.8840.861.289.42.09
工艺流程共分6步：1）碳酸化浸取；2）浸取液的氧化及净化；3）深度碳酸化、浓缩结晶分出NaHCO3；4）碱性铵盐沉钒、制取；5）沉钒后液蒸、回来沉钒、后液回来浸取；6）NaHCO3煅烧得纯碱、煅烧得产品V2O5。
此流程在技术上有诱人的远景，扩展试验已成功，产品合格。但纯碱直销严重，故未能施行。
钒渣的浸取及浸取设备
2019-02-21 15:27:24
一、浸取
依据钒渣来历及性质的不同，浸取的溶剂可所以中性、酸性或碱性。
（一）焙烧熟料的中性浸取
通过高温下化焙烧的熟料，钒现已转化为五价钒的钠盐，易溶于水。因而，大部分的钒均可溶解。因为熟猜中残留少数的碱，故溶液呈碱性，pH值约为7.5～9。一些可溶性离子如Fe2＋、Fe3＋、Cr3＋、Mn2＋、Al3＋等均将水解而构成沉积。上述各离子的水解pH值如下：离子Fe2＋Fe3＋Mn2＋Cr3＋水解pH值6.5～7.51.5～2.37.8～8.83.3～44～4.9
（二）焙烧熟料的酸性浸取
当酸度增加时，将使贱价钒酸盐如Ca（VO3）2、Mn（VO3）2、Fe（VO3）2、Fe（VO3）3部分溶解。为此残渣在第2段浸取时将选用酸性浸取，以进步钒的浸取率。
四价钒用硫酸浸取时，可生成安稳的VOSO4：
VO2＋H2SO4＝VOSO4＋H2O
进步酸度虽使钒浸取率进步，但浸取液中的杂质也相应增加，给净化工序增加了困难。
（三）焙烧熟料的碱浸及碳酸化浸取
含钙高的质料及增加氧化钙焙烧的熟料可选用碱性溶液浸取钒。例如：因为CaCO3的溶度积小于Ca（VO3）2，故在上述复分化反应中，使Ca（VO3）2分化构成CaCO3沉积，而 被浸取。通过CO2则可使溶液pH值下降，更有利于Ca（VO3）2的分化与浸取。
（四）直接酸浸
含钒质料的直接酸浸，首要用于处理含钒铀矿，一起收回铀和钒。浸取时一起增加氧化剂如二氧化锰或。运用浓硫酸在挨近沸点下浸取。铀、钒的浸取率可别离到达98%、85%。
（五）加压碱浸
含钒质料的直接碱浸，可在高压下200℃左右，通入压缩空气，使贱价钒氧化为五价钒而溶解。最终以Na3VO4·（5～12）H2O的结晶收回。
含钒原猜中的钒若以五价钒的状况存在，则亦可用浸取法提取。可选用50～300℃，0.1～20MPa，NH32～8mol／L的条件进行浸取。
二、浸取设备
在焙烧进程中会发生烧结及结团现象，为此浸取时仍需细磨以进步浸取率。一般是将熟料先水淬，再进湿球磨，细磨至－100目以下，然后可明显进步钒的浸取率，缩短钒的浸取时刻。一般通过湿球磨后，浆料即已完结浸取，进而送至稠密机进行固液别离。
焙烧熟料的碱浸，湿球磨后需要碳酸化浸取，一般是在机械拌和槽内进行，在槽底鼓入CO2气体（焙烧熟料的尾气或石灰窑气）。也能够运用气体拌和槽，俗称巴秋卡槽。假如质料是疏松多孔的块矿或焙烧球团，则可用渗滤浸取器。以上均参见图1。图1 浸取槽
a－气体拌和槽（巴秋卡槽）；b－浸滤浸取槽
从钒渣提取V2O5的工艺实例
2019-02-19 12:00:26
在炼钢前或炼钢过程中吹炼含钒生铁，可得到钒渣。炼钢前先经雾化吹钒发生的钒渣称为雾化钒渣。其特点是钒含量高，但铁含量也高，而钙等杂质则含量较低。在含钒生铁炼钢过程中发生的炉渣，钙、磷、硅等杂质含量都比较高。现在南非、俄罗斯和我国出产的钒渣基本上都是雾化钒渣。
一、前苏联丘索夫厂
其流程如图1所示。图1 前苏联丘索夫厂湿法流程
（一）除铁：先选用手选除掉大块铁，然后磨细至1.0mm，磁选别离铁粒；
（二）化焙烧：配加钠化剂Na2CO3、NaCl、Na2SO4，在850～950℃之间焙烧，所用回转窑直径2.5m，长42m，处理量2500～3200kg/h。焙烧后钒的水溶转浸率为85%～92%。
（三）浸取：先加水中性浸取，液固比3.5/1，40～50℃，过滤后残渣含0.6%的V2O5，送到第二步加酸浸取。
（四）沉钒：选用酸性水解沉钒，得红饼。最终得熔片含89%～90%的V2O5。
二、峨嵋铁合金厂
针对攀枝花钢厂雾化钒渣所选用的流程如图2所示。图2 峨嵋铁合金厂提钒流程钒渣的粒度20目60目80目100目筛余/%2331.247.955.8钒渣成分：V2O5FeSiO2Al2O3含量/%15.0844.0311.863.52
（一）试剂：纯碱，Na2CO3 98%；硫酸铵，工业品；芒硝，Na2SO4 98%；硫酸，工业品；氯化钙，工业品。
（二）浸取、净化：在湿球磨浸取并加CaCl2除磷，加亮为0.5～1.5kg/m³溶液，净化后的溶液成分见表1。
表1 攀钢雾化钒渣净化后液成分 （g/L）样 号VPSiFeK2ONa2OpH值注17.70.00770.270.001360.0197.39.5二次渣液315.70.00760.270.00320.004831.99.5二次渣液
（三）沉钒：所用设备为机械搅拌罐，转速16r/min，直接蒸汽加热，先打入定量的净化后液，然后缓慢参加硫酸，调理pH值至2～3再参加硫酸铵，通蒸汽加热至85℃，60min，硫酸加量系数为1～1.3。沉钒结尾控制在上清液含钒0.1g/L以下。沉钒率为99%，钒酸铵熔片含V2O5 98%以上。
因为沉积夹藏约50%的游离水，故应运用1%～2%的硫酸铵溶液洗刷，以脱除游离水中的Na2O。
（四）的脱熔化：熔化在12m³的水冷熔化炉中进行。燃料用煤气，热分化第一阶段为600℃，第二阶段为800～900℃。V2O5熔片的成分如表2所示。
表2 V2O5熔片的成分 （%）炉号V2O5SiO2FePSAsK2ONa2O398.870.2750.2690.02740.01630.001850.120.967299.50.150.1970.01810.00590.0550.389
中华人民共和国国家标准-钒渣
2018-12-10 09:51:30
中华人民共和国国家标准
钒渣
GB5062-85
本标准运用于含钒生铁提炼的钒渣。
1技术要求
1.1牌号和化学成分
1.1.1钒渣按五氧化二钒品位分为六个牌号，其化学成分应符合下表规定：牌号钒渣11钒渣13钒渣15钒渣17钒渣19钒渣21代号FZ11FZ13FZ15FZ17FZ19FZ21化学成分V2O510.0-12.0>12.0-14.0>14.0-16.0>16.0-18.0>18.0-20.0>20.0P一组不大于0.08二组0.35三组0.70CaO一组1.0二组1.5三组2.5SiO2一组22.0二组24.0三组34.0四组40.01.1.2块状钒渣的金属铁含量不得大于22％。
1.2物理状态
钒渣以块状或粉状交货，块状钒渣的粒度不得大于200mm×200mm，粉状钒渣的粒度及金属铁含量由供需双方议定。
1.3交货要求
交货钒渣不得混入明显杂质。
2试验方法
2.1取样
块状钒渣试样的采取按附录A（补充件）所规定的方法进行。
2.2制样
块状钒渣试样的制备按附录3（补充件）所规定的方法进行。
2.3铁含量测定
块状钒渣金属铁含量的测定暂按各厂现行的试验方法进行。
2.4化学分析
化学分析方法按YB547-67《钒渣化学分析方法》进行。
2.5其他
粉状钒渣的试验方法除化学分析外均由供需双方协议。
3检验规则
3.1交货钒渣按车验收，每一车厢钒渣为一交货批。
3.2钒渣质量的检查和验收，由供方技术监督部门负责进行。需方有权进行复验，如有异议，应从到货之日起一个月内向供方提出。
4包装、运输和质量证明书
4.1块状钒渣为散装、敞车运输，如需方要求，可用棚车或简易棚车装运。
4.2粉状钒渣的包装和运输由供需双方协商确定。
4.3交货钒渣按批附复验试样和质量证明书。
质量证明书中应注明：
a.钒渣牌号，组、级、类、化学成分和金属铁含量；
b.重量及基准量.
c.车号及交货日期；
d.供方名称及检查员代号。
附录A
块状钒渣的取样方法
（补充件）
A.1试样应在发货车厢内用铁锹采取。
A.2试样分两层采取，上、下样层的高度应分别位于钒渣实装高度的3/4和1/4处。各取样点位置应符合下图要求： “○”、“×”分别表示上、下层取样点位置
A.3各取样点取样量应均衡，并不小于10kg，每批钒渣取样总量应不小于该批钒渣实际重量的1％。
A.4钒渣试样的粒度分布应能代表本批钒渣的实际粒度分布。
A.5经供需双方协议，允许定量贮存钒渣，并在装车前预先取样，装车后将组成该批钒渣的份样合并为该批试样。
附录B
块状钒渣试样的制备方法
（补充件）
B.1试验用钒渣样品，由同一交货批的全部试样进行多段破碎、缩分后制取。
B.2试样用破碎机或手工在专用高锰钢板上进行破碎。
B.3将试样平铺在钢板上，用四分法（取对角）按下表规定缩分：破碎前最大粒度,mm破碎后最大粒度,mm铺层厚度,mm缩分次数200100150150100220503100501001205021020450205011020352042010202502033 缩分至2.5kg1052013 缩分至2.5kg53 缩分至2.5kg
B.4用四分法将3mm以下的试样分为四等份，一份作试验用样，一份作副样，保留三个月，交需方，另一份废弃。
B.5化学分析用试样取于经磁选吸除金属铁Ⅰ和金属铁Ⅱ并通过120目的筛下物。
附加说明：
本标准由中华人民共和国冶金工业部提出。
本标准由承德钢铁厂负责起草。
本标准主要起草人周荫军、晋心翠。
本标准委托冶金工业部情报标准研究总所负责解释。
自本标准实施之日起，原冶金工业部部标准YB320—75《钒渣》作废。
峨嵋铁合金厂从钒渣提取V2O5的工艺实例
2019-02-21 13:56:29
峨嵋铁合金厂 针对攀枝花钢厂雾化钒渣所选用的流程如图1所示。图1 峨嵋铁合金厂提钒流程钒渣的粒度20目60目80目100目筛余/%2331.247.955.8钒渣成分：V2O5FeSiO2Al2O3含量/%15.0844.0311.863.52
一、试剂：纯碱，Na2CO3 98%；硫酸铵，工业品；芒硝，Na2SO4 98%；硫酸，工业品；氯化钙，工业品。
二、浸取、净化：在湿球磨浸取并加CaCl2除磷，加亮为0.5～1.5kg/m³溶液，净化后的溶液成分见表1。
表1 攀钢雾化钒渣净化后液成分 （g/L）样 号VPSiFeK2ONa2OpH值注17.70.00770.270.001360.0197.39.5二次渣液315.70.00760.270.00320.004831.99.5二次渣液
三、沉钒：所用设备为机械搅拌罐，转速16r/min，直接蒸汽加热，先打入定量的净化后液，然后缓慢参加硫酸，调理pH值至2～3再参加硫酸铵，通蒸汽加热至85℃，60min，硫酸加量系数为1～1.3。沉钒结尾控制在上清液含钒0.1g/L以下。沉钒率为99%，钒酸铵熔片含V2O5 98%以上。
因为沉积夹藏约50%的游离水，故应运用1%～2%的硫酸铵溶液洗刷，以脱除游离水中的Na2O。
四、的脱熔化：熔化在12m³的水冷熔化炉中进行。燃料用煤气，热分化第一阶段为600℃，第二阶段为800～900℃。V2O5熔片的成分如表2所示。
表2 V2O5熔片的成分 （%）炉号V2O5SiO2FePSAsK2ONa2O398.870.2750.2690.02740.01630.001850.120.967299.50.150.1970.01810.00590.0550.389
前苏联丘索夫厂从钒渣提取V2O5的工艺实例
2019-02-20 11:59:20
前苏联丘索夫厂 其流程如图1所示。图1 前苏联丘索夫厂湿法流程
一、除铁：先选用手选除掉大块铁，然后磨细至1.0mm，磁选别离铁粒；
二、化焙烧：配加钠化剂Na2CO3、NaCl、Na2SO4，在850～950℃之间焙烧，所用回转窑直径2.5m，长42m，处理量2500～3200kg/h。焙烧后钒的水溶转浸率为85%～92%。
三、浸取：先加水中性浸取，液固比3.5/1，40～50℃，过滤后残渣含0.6%的V2O5，送到第二步加酸浸取。
四、沉钒：选用酸性水解沉钒，得红饼。最终得熔片含89%～90%的V2O5。
金属钒生产方法
2018-12-12 09:37:10
工业上常以各种含钒矿石为原料制备钒。如在钒炉渣中加入NaCl，经空气焙烧后，先生成NaVO。
富锰渣的生产
2019-01-08 09:52:44
1.高炉富锰渣的生产 1)高炉冶炼富锰渣特点 高炉冶炼富锰渣工艺流程、主要设备与高炉冶炼生铁、锰铁基本相同，但工艺操作又有显著的特点。主要有： ①在高炉生产的所有产品中，高炉富锰渣冶炼炉温最低。原则上要求炉温控制在保证铁、磷充分还原，锰不还原或少量还原，且液体渣铁能有效分离的温度范围。一般为1250~1350℃，比生铁高炉低100~150℃，比锰铁高炉低200~250℃。 ②在所有高炉产品中，高炉富锰渣冶炼炉渣碱度最低。不添加熔剂，自然碱度冶炼，碱度一般小于0.4. ③高炉冶炼富锰渣一般是高负荷，低风温操作。矿石含铁低，风温低，负荷高；矿石含铁高，风温高，负荷低。 ④高炉冶炼富锰渣煤气热能和化学能利用较好。 ⑤富锰渣冶炼为大渣量冶炼，渣铁比高达3~5t/t，富锰渣的含锰量主要决定于矿石含锰和含铁量，锰回收率可达85%~90%。 ⑥入炉原料粒度，一般锰矿5~50mm，冶金焦炭20~80mm。 ⑦高炉冶炼富锰渣的煤气分布特点是，边缘气流要稍发展。因富锰渣冶炼渣量大，负荷重。 2)高炉冶炼富锰渣的操作制度 高炉冶炼富锰渣的操作制度包括热制度、造渣制度、装料制度和送风制度。这些制度的正确选择，是高炉顺行和取得良好技术指标的前提。 ①热制度,高炉热制度是指控制合理而稳定的炉缸温度。冶炼富锰渣的热制度应符合以下要求： a.有利于铁、磷的充分还原，有利于抑制锰的还原，使产品符合用户要求。 b.保证渣铁顺利从高炉排出，渣铁能有效分离，渣中不夹杂铁珠。 c.有利于充分利用风温和降低焦比。 冶炼富锰渣的热制度通过焦炭负荷和风温调节。一般是稳定焦炭负荷，调节风温来达到炉缸热制度合适而稳定，在稳定焦炭负荷时应考虑以下因素： a.入炉混合矿含铁量的高低，含铁愈高，负荷应愈低。 b.炉渣中锰含量高时，负荷要适当降低。 c.焦炭质量的好坏，焦炭中含固定碳愈高，负荷愈高。 d.热风温度的高低，热风温度高，负荷愈高。 ②造渣制度合理的造渣制度是高炉冶炼有效进行的基础，日常生产中主要通过控制炉渣碱度(nCaO/nSiO2)和其他氧化物含量来控制产品成分和保证高炉冶炼顺利进行。高炉冶炼富锰渣是选择性还原，对炉渣的要求是： a.在高炉冶炼中，铁和锰还原在方向上是一致的，关键是温度和所需的热量不同。铁的还原条件在高炉中容易得到满足，因此炉渣成分选择的重点是有利于抑制锰的还原，提高锰的入渣率。 b.因为是低温冶炼，炉渣成分必须保证在低温下有较好的流动性，以利渣铁排放和分离。富锰渣冶炼均采用高MnO的低碱度或自然碱度炉渣,nCaO/nSiO2＜0.4. c.当渣中Al2O3大于20%，或 MnO高于58%时，渣的粘度大，流动性较差，甚至造成渣铁分离困难和炉况失常，一般是加萤石来改善炉渣性能。萤石加入量是使渣中CaF2达到2%左右。 ③装料制度，装料制度是指料批、料线和装料顺序。它直接关系到高炉的顺行和煤气热能和化学能的利用。 高炉冶炼富锰渣负荷重，炉温低，渣量大，因而料柱良好的透气性和较发展的边缘煤气流是十分必要的。装料制度要特别考虑如下因素。 a.有利于高炉顺行。顺行是高炉生产的基础。 b.有利于煤气热能和化学能的利用。 c.要考虑矿石、焦炭的粒度组成、相对密度、强度、堆角等特点。 富锰渣高炉装料制度是： a.料线：是指大钟开启后大钟下沿至料面的距离。富锰渣高炉要求比较发展的边缘气流，所以料线在炉料碰撞点以上。 b.料批：是指每批料矿石的重量。富锰渣高炉一般用较大的料批，料批的大小还要考虑原料的粒度组成、高炉内型，特别是炉喉直径的大小，炉喉直径大，料批也要大些。 c.装料顺序：是指矿石、焦炭装入的顺序。矿石先装为正装，加重边缘，反之亦然。富锰渣高炉一般以倒装为主。 料线、料批和装料顺序三者之间既相辅相成，又互相制约。装料制度的调节，主要从炉况顺行、煤气利用是否好、炉喉煤气曲线是否合理来判断。富锰渣高炉较合理的炉喉煤气曲线是边缘CO2较低的双峰曲线。[next] ④送风制度，高炉送风制度决定煤气流的初始分布和炉缸热量的收支，包括风量、风温和风速的确定。在风量、风温一定时，风速决定于风口个数和风口直径(风口的总进风面积)，富锰渣高炉送风制度选择，主要考虑以下条件： a.原燃料条件好，强度高，粒度均匀，粉末少，有利于改善高炉料柱的透气性，可以用较大的风量和较高的风温。 b.风口风速要使炉缸活跃，但又不使中心过吹，边缘气流要适当发展又不能使中心堆积。炉缸直径越大，风口风速或鼓风动能也应越大。 c.高炉需要发展边缘，则要降低鼓风动能，即风口风速。 调节送风制度，一般调节风口直径和风温，为活跃炉缸和发挥设备能力都力求全风操作。只是在处理炉况必要时，才减风量。使用高风温是降低焦比的重要手段，一般要尽可能把风温用上去。富锰渣高炉的风温也可使用到800~900℃。 富锰渣高炉冶炼的生产技术经济指标见表1。 3)富锰渣高炉的类型
[next]
富锰渣高炉冶炼即不同于高炉冶炼生铁也不同于高炉冶炼锰铁，具有自身的特点。因此在高炉炉型设计上也应充分考虑高炉冶炼富锰渣的特点，为高炉稳定顺行创造可靠的基础。高炉类型的具体要求是： ①富锰渣高炉负荷重，原料粒度小，强度差，因此在炉型设计上应有利于边缘气流发展，炉身角β不宜太大，以80°~85°为宜。 ②富锰渣冶炼是大渣量冶炼，渣铁比可达4~5t/t。因此要求有较大的炉缸容积。 ③富锰渣冶炼是低温冶炼，下部要抑制锰的还原，炉缸直径也相对要大些，以使高温区不过于集中。 ④富锰渣高炉的炉型应是较矮胖型，H/D宜在3.5左右。 4)高炉冶炼富锰渣的技术进步 高炉富锰渣生产经过几十年的发展，技术也逐步成熟，综合利用和产品方案的革新取得了良好的经济效益和社会效益。 ①铅银回收。高炉冶炼富锰渣的产品有富锰渣、高锰高磷生铁和煤气。由于我国大部分铁锰矿都是多金属共生矿，含有较高的铅银等有色金属。在高炉内铅、银均被还原为金属，因而回收利用不但可以缓解对高炉生产的不良影响，还可大大冲减富锰渣的生产成本。 回收的方法是利用铅熔点低，相对密度大，渗透力强，在炉底设集铅槽和排铅口，集铅槽一般在炉底2~3层砖下，成丰字型。当炉基温度大于350℃时，可以开铅口排铅，所得粗铅含铅98%，含银1%，同时还含金等。 ②富锰渣和炼钢生铁同步冶炼 富锰渣冶炼主要是处理高铁高磷难选锰矿石，因此得到的副产品是高锰高磷铁，其使用价值大为降低。而我国大部分铁锰矿含磷并不高，一般在0.1%以下。通过配矿可以得到含磷0.4%~0.8%的含锰生铁。生铁中的锰也可以通过冶炼过程的控制来降低。 ③渣口喷吹空气冶炼富锰渣 为了提高富锰渣冶炼锰回收率，降低生铁中锰含量。根据硅、锰、铁、磷等元素对氧的亲合力不同，采取向高炉炉缸强制供氧方法，从高炉渣口喷吹压缩空气，使高炉内已被还原的锰、硅重新氧化返回炉渣中，从而提高锰的富集效果，又降低生铁中锰含量。 使用效果是锰回收率提高1.08%~4.77%，富锰渣含锰提高0.65%~1.29%，副产生铁中锰降到5%以下。 2.电炉富锰渣的生产 1)电炉富锰渣的工艺过程与高炉冶炼富锰渣的工艺过程基本相同，都是渣中锰的富集过程，但在冶炼操作上则有所不同。主要有： ①电炉冶炼的热源靠电源，电炉的炉料可以搭配部分粉焦和粉矿。 ②电炉的炉身矮，料柱短，煤气量少，故煤气通过料柱的压力降小。 ③电炉冶炼富锰渣质量较好，渣中含锰量高，含磷和铁较低，可以冶炼出w(SiO2)
48%的富锰渣(没有焦炭的灰分参加造渣)。 ④电炉富锰渣不仅可作为冶炼锰硅合金的原料，而且还可以作为冶炼金属锰的优质原料。 ⑤出炉后，为使渣中的铁珠完全沉淀(降低富锰渣含铁、磷)需要在渣坑或渣包内镇静一定时间再放渣浇铸。 2)电炉冶炼富锰渣的原料 电炉冶炼富锰渣的主要原料是含铁的锰矿石、焦炭和萤石(或硅石)。为了满足富锰渣质量要求，普通电炉富锰渣对入炉锰矿石的化学成分要求如下:m(Mn)/m(Fe)=0.3~2.5,w(Mn+Fe)≥38%，w(Mn)≥18%，w(A12O3+SiO2)≤35%，m(SiO2)/m(A12O3)≥1.7,m(CaO)/m(SiO2)0.3。锰矿石的入炉粒度，一般为5~50mm，含粉率小于8%，锰矿石含水要控制在8%以下。焦炭主要是做还原剂用，要求固定碳含量≥80%，灰分≤18%，焦炭粒度为3~15mm。萤石要求CaF2含量≥85%，粒度为5~80mm。硅石要求，SiO2含量大于97%，粒度为20~80mm,电炉富锰渣生产的主要技术经济指标见表2。
世界钒的生产与使用
2019-02-12 10:08:06
P.S.米歇尔英国Kent TN16 1AQ,国际钒技能委员会
介绍 钒作为元素周期表钒族元素中的一员，其原子数为23，原子分量为50.942， 熔点为1887℃，沸点为3337℃。纯钒呈现为闪亮的白色，质地坚固，为体心立方结构，晶格系数为3.024 Å。 钒在地壳中为第17位常见的元素，且很少以单质的方法直接运用。但是钒确实是一种很有价值的合金元素，能够添加于钢中、铁中，并以钛-铝-钒合金的方法用于航天范畴。钒的化合物也非常有用，能够被广泛地用来出产如催化剂、化妆品、染料、以及电池等。 根据钒的广泛用处，以提取和运用钒为意图的全球工业也随之得以开展。该工业简直存在于国际的各个大陆上，本文的意图就在于供给一些有关钒的资源、出产以及运用方面的布景信息。 资源 如前所述，钒在地壳中为第17常见的元素，它广泛地散布在国际各个地方。图1所示为一些钒的较重要的蕴藏地。钒首要蕴藏在我国、俄罗斯、南非、澳大利亚西部和新西兰的钛铁磁铁矿中，委内瑞拉、加拿大阿尔伯托、中东和澳大利亚昆仕兰的油类矿产中，以及美国的钒矿石和黏土矿中。 图1 钒的首要矿产
现在，钒在钛铁磁铁矿中的蕴藏量最大，V2O5含量可达1.8%；其次是在油类矿产中。到现在为止，还没有对美国的钒矿石和黏土矿、北欧的钛铁磁铁矿以及巴西和智利矿产中的钒进行大规模的提取。 表一列出了钒在国际上的可挖掘储量和保有储量。可挖掘储量指运用现有的技能能够经济地提取的部分。而保有储量则指能够运用未开发的技能在将来进行提取的部分。钒的总蕴藏量为6300万吨，其间仅有1000多万吨归于可挖掘储量，而3110万吨为可在将来挖掘的保有储量。表一为首要的可挖掘储量，它存在于我国、俄罗斯和南非钛铁磁铁矿中。
表一 可挖掘储量和保有储量 可挖掘储量1020万吨 %保有储量 3109.4万吨 %澳大利亚1.67.7我国19.69.6俄罗斯48.922.5南非29.440.2美国—12.9其他0.57.1
[next] 值得一提的是，按现在钒的运用速度核算，可挖掘储量能够保持近300年。 钒的提取 在大多数状况下，钒的初级产品是在伴跟着其它金属和油类的提取或运用而出产出的副产品。钒的这类产品一般为氧化物方法，V2O3或V2O5。图2对三种重要的钒的提取工艺进行总结。 图2 钒的出产
在钒的提取工艺中，最重要的一条道路是像我国的攀枝花、南非的海威尔德以及俄罗斯的下塔吉尔这些归纳钢厂那样，从炼铁和炼钢中生成的中间渣中以V2O5的方法提取钒。在这些钢厂的炼铁工艺中，铁矿石中的钒经过熔炼被溶入铁水中。铁水经过氧化、成渣，形成了含有10%至25%的V2O5的渣，终究再经过提钒铁水被送至炼钢工艺。 含10-25% V2O5的钒渣接着经过焙烧/浸出工艺的处理出产出为钒酸盐或氧化钒的终究产品。国际上50%到60%的钒初级产品出产厂均选用这种工艺。 出产钒的初级产品的第二个重要道路是，在焙烧/浸出工艺中对上述V2O5含量达1.8%的矿石进行直接处理出产出钒酸盐或钒的氧化物。国际上有五六家公司选用这种工艺出产钒的初级产品，它们首要散布在南非和澳大利亚，其产值约占国际初级钒产品出产厂产值的25%~30%。[next] 钒的第三条出产道路就是收回电厂飞尘、废催化剂以及其它残渣中含的钒。其工艺也是经过焙烧/浸出工艺生成钒酸盐或钒的氧化物。在收回废催化剂中的钒时，一般还一起对钴、钼和镍进行收回。选用这一道路出产出的钒产品约占国际产钒量的15-20%。国际上有八至十个供应商选用这中工艺，它们首要散布在日本和北美。但是，跟着环保法规变得愈加严厉，各个地方倾倒含钒废物的或许日益削减。估量大多数初级钒产品的出产供应商将选用这种出产工艺进行钒的收回，并将含钒废物用做钒出产的质料。 国际初级钒产品，即钒酸盐和钒的氧化物的产值按V2O5核算约为127,000吨。按区域区分，其产值如表二。表二 国际初级钒产品的产值国家/区域估量产值%澳大利亚5.8我国18.4日本1.3北美14.1俄罗斯18.6南非37.7
该表清楚地阐明晰我国、俄罗斯和南非在钒的收回方面所在的重要位置，以及日本的次重要位置。值得注意的是在欧洲简直没有初级钒产品的出产。 出产出初级钒产品后，大多数钒产品经铝热法、加热法或化学法被加工成国际上广为运用的终究产品，如钒铁、钒铝中间合金、钒化工产品和催化剂、以及金属钒和钒合金。国际上有25个以上的供应商从事钒产品的加工，它们遍及国际上各个工业化区域。要点已从钒初级产品出产国搬运到了钒产品的消费国。从表三能够看出，如，欧洲在初级钒产品出产供应商的清单中没有提及，而在钒产品的加工中却起着重要的效果。此外，日本和北美也是重要的钒产品加工者，而南非和我国钒产品加工的水平却不如他们钒初级产品的出产水平。表三 1999年钒铁出产能力的地理散布国家/区域估量产值%澳大利亚5.8我国18.4日本1.3北美14.1俄罗斯18.6南非37.7[next]
还应该阐明的一点是一些炼钢工艺生成的含钒渣能够不经过焙烧浸出工艺而直接加工出钒铁产品。但是这不归于首要工艺道路。 钒的耗费 1999年钒的耗量约为33,250吨。1999年钒产品耗费的地理散布对应于钒初级产品出产的散布如表四所示。比较表三和表四，愈加标明晰钒产品的加工地接近钒的消费。这也预示了存在于初级钒产品的出产厂所在地、钒的首要直销者—我国、俄罗斯和南非与钒产品的首要顾客—北美和欧洲之间一项严重的国际贸易。1999年末、2000年头，澳大利亚也参加了钒直销国的队伍。估量它的钒产值约占国际钒产值的13% .
表四 1999年头级钒产品和钒制品消费的地理散布国家/区域1999年国际钒耗量%1999年国际钒产值%我国9.320.1日本12.82.2北美30.312.2俄罗斯7.714.5南非1.045.5西欧25.92.6其它13.02.9
钒广泛应用于各个工业范畴，而其间最重要的应用范畴在钢铁工业上。美国地理散布查询组织计算的数据标明，1998年，87%的钒用在了钢铁范畴，而其他13%则被用在比如航空、化工和催化剂的出产范畴。在余下13%中，大约8-10%的钒被用来出产航天工业中运用的钛-铝-钒合金，余下的部分被用在别的的范畴。 图3(a)和(b)标明因为钢产值添加了，钒的耗费量也添加了。但是经过比较这些数据能够明晰的看到，钒耗量的添加速度比钢铁产值的添加速度更快，这就标明晰在钒的耗费上有新添加的部分。经过将任何一年中钒的总钒耗量除以当年的粗钢产值就可很好地表示出钒的这部分新增耗费。虽然这样或许将钒的单位耗量高估了大约13%，但这却弥补了逐年来因为钢铁出产的动摇形成的钒耗量的动摇。图3 a) 钢铁出产、 b) 1960年至1999年钒的耗费[next]图4. 1970年以来钒在单位耗量上的改变
图4标明晰70年代末至今钒在单位耗量上的改变。应该阐明的重要的一点是，钒的单位耗量在80年代及90年代初期阅历了一段相对的后退期，这大概是因为改进合金收得率的连铸工艺的广泛选用以及进步炼钢出产功率的整体行动而形成的。1999年钒的耗量微弱反弹，国际均匀耗量到达了0.043公斤/吨，而西方国家的均匀耗量则又高出16%左右，到达0.05公斤/吨。 钒在钢中的运用 经过对三个不同的炼钢国家，即，德国、日本和美国(图5)所做的一些现有的计算数据的验证和比较标明， 这些国家在钒的运用方法上既有共同点也有显着的不同点。[next] 图5 按终究用处区分，1998年钒在德国、日本和美国的耗费状况*包含船用钢、热强钢、锻件用钢和钢筋
很显着，在所有三个国家里，钒均被用在工具钢的出产上。此外，德国在运用钒的特殊结构钢钢种上好像不同于日本和美国。但该钢钟被日本列在管线钢钢种里，而在美国则被归为高强低合金钢。所以，三个国家在钒的这方面运用上也是相同的。 除了这些相同和或许的不同点以外，应该认识到的重要事实是，钒参加钢中为炼钢出产带来了利益（下降再加热温度、削减横向裂纹、削减轧制负载、轧制条件对钢的特性的影响减小等），进步了钢的功能（强度、耐性、延展性、成型性、可焊接性和耐摩功能，等），然后下降了本钱。这种本钱的下降不仅是指钢的出产本钱的下降，并且是运用这些含钒钢带来的制形本钱的下降，如，缔造高楼、桥梁、轮船、轿车、铁路等。[next]
富锰渣的生产方法
2019-01-21 09:41:30
富锰渣法是一种火法选矿方法，客观存在是将不能直接用于冶炼的高铁高磷难选锰矿石在高炉内或电炉内进行选择性还原，在保证铁磷等元素充分还原的前提下，抑制锰的还原，从而得到高锰低铁，MN/P比值大的富锰渣。
火法选矿的优点：
1、选别效果好，能处理各种类型的锰矿。
2、产品质量好，含锰高，锰铁质量比高，含磷低。
3、锰回收高，达85-90%，比机械选矿高水5%。
4、产品物理性能好，适合长期贮存及长途运输。
不足之处：
需要大量的焦炭和电，生产成本略高，冶炼只能除去铁磷和其它有色金属，不能去脉石，由焦炭带入灰份，增加杂质量 富锰渣的用途富锰渣是一种中间产品，其来源可以是采用酸性渣法或偏酸性渣法生产高碳锰铁时的附产品，也可以作为一种产品单独生产。
其用途主要有：
1)用做生产硅锰合金的原料。由于富锰渣一般含SiO2较多，主要用于硅锰合金的冶炼。在电炉冶炼普通硅锰合金时，富锰渣的配比一般为30—40%，高的甚至达到70%。其目的主要在于调整入炉原料的Mn/Fe和P/Mn。有特殊要求的高硅硅锰合金，由于要求原料中Mn的含量大于40%，含铁小于1%，含磷小于0.03%，所以几乎全部要用富锰渣。
2)用做生产金属锰的原料。采用电硅热法生产金属锰时全部采用富锰渣做原料，要求为Mn大于40%，含铁小于1%，含磷小于0.03%。用高硅硅锰合金做还原剂。
3) 用做生产电炉锰铁和中低碳锰铁的配料。由于原生矿中Mn/Fe，P/Mn往往达不到冶炼要求，一般配入一定比例含SiO2较低的富锰渣进行冶炼。
4)用做冶炼高炉锰铁的配料。高炉锰铁所用的矿石有贫化的趋势，当锰矿中Mn/Fe，P/Mn不符合要求时，可以配入40%--60%的富锰渣或更高，用以调配。
目前生产富锰渣的方法有高炉法、电炉法和转炉法。生产富锰渣的高炉和冶炼生铁的高炉相似，主要包括加料、送风、冶炼、收尘几个工序。电炉冶炼富锰渣主要用矿热炉。转炉法工艺我国一般没有采用。
富锰渣的生产方法-.高炉富锰渣的生产 ：
1)高炉冶炼富锰渣特点 高炉冶炼富锰渣工艺流程、主要设备与高炉冶炼生铁、锰铁基本相同，但工艺操作又有显著的特点。
主要有：
①在高炉生产的所有产品中，高炉富锰渣冶炼炉温最低。原则上要求炉温控制在保证铁、磷充分还原，锰不还原或少量还原，且液体渣铁能有效分离的温度范围。一般为1250~1350℃，比生铁高炉低100~150℃，比锰铁高炉低200~250℃。
②在所有高炉产品中，高炉富锰渣冶炼炉渣碱度最低。不添加熔剂，自然碱度冶炼，碱度一般小于0.4.
③高炉冶炼富锰渣一般是高负荷，低风温操作。矿石含铁低，风温低，负荷高;矿石含铁高，风温高，负荷低。
④高炉冶炼富锰渣煤气热能和化学能利用较好。
⑤富锰渣冶炼为大渣量冶炼，渣铁比高达3~5t/t，富锰渣的含锰量主要决定于矿石含锰和含铁量，锰回收率可达85%~90%。
⑥入炉原料粒度，一般锰矿5~50mm，冶金焦炭20~80mm。
⑦高炉冶炼富锰渣的煤气分布特点是，边缘气流要稍发展。因富锰渣冶炼渣量大，负荷重。
2)高炉冶炼富锰渣的操作制度高炉冶炼富锰渣的操作制度包括热制度、造渣制度、装料制度和送风制度。这些制度的正确选择，是高炉顺行和取得良好技术指标的前提。
①热制度，高炉热制度是指控制合理而稳定的炉缸温度。冶炼富锰渣的热制度应符合以下要求：
a.有利于铁、磷的充分还原，有利于抑制锰的还原，使产品符合用户要求。
b.保证渣铁顺利从高炉排出，渣铁能有效分离，渣中不夹杂铁珠。
c.有利于充分利用风温和降低焦比。 冶炼富锰渣的热制度通过焦炭负荷和风温调节。
一般是稳定焦炭负荷，调节风温来达到炉缸热制度合适而稳定，在稳定焦炭负荷时应考虑以下因素：
a.入炉混合矿含铁量的高低，含铁愈高，负荷应愈低。
b.炉渣中锰含量高时，负荷要适当降低。
c.焦炭质量的好坏，焦炭中含固定碳愈高，负荷愈高。
d.热风温度的高低，热风温度高，负荷愈高。
②造渣制度合理的造渣制度是高炉冶炼有效进行的基础，日常生产中主要通过控制炉渣碱度(nCaO/nSiO2)和其他氧化物含量来控制产品成分和保证高炉冶炼顺利进行。高炉冶炼富锰渣是选择性还原，对炉渣的要求是：
a.在高炉冶炼中，铁和锰还原在方向上是一致的，关键是温度和所需的热量不同。铁的还原条件在高炉中容易得到满足，因此炉渣成分选择的重点是有利于抑制锰的还原，提高锰的入渣率。
b.因为是低温冶炼，炉渣成分必须保证在低温下有较好的流动性，以利渣铁排放和分离。富锰渣冶炼均采用高MnO的低碱度或自然碱度炉渣，nCaO/nSiO2
③装料制度，装料制度是指料批、料线和装料顺序。它直接关系到高炉的顺行和煤气热能和化学能的利用。高炉冶炼富锰渣负荷重，炉温低，渣量大，因而料柱良好的透气性和较发展的边缘煤气流是十分必要的。装料制度要特别考虑如下因素：
a.有利于高炉顺行。顺行是高炉生产的基础。
b.有利于煤气热能和化学能的利用。
c.要考虑矿石、焦炭的粒度组成、相对密度、强度、堆角等特点。
富锰渣高炉装料制度是：
a.料线：是指大钟开启后大钟下沿至料面的距离。富锰渣高炉要求比较发展的边缘气流，所以料线在炉料碰撞点以上。
b.料批：是指每批料矿石的重量。富锰渣高炉一般用较大的料批，料批的大小还要考虑原料的粒度组成、高炉内型，特别是炉喉直径的大小，炉喉直径大，料批也要大些。
c.装料顺序：是指矿石、焦炭装入的顺序。矿石先装为正装，加重边缘，反之亦然。富锰渣高炉一般以倒装为主。料线、料批和装料顺序三者之间既相辅相成，又互相制约。装料制度的调节，主要从炉况顺行、煤气利用是否好、炉喉煤气曲线是否合理来判断。富锰渣高炉较合理的炉喉煤气曲线是边缘CO2较低的双峰曲线。
④送风制度，高炉送风制度决定煤气流的初始分布和炉缸热量的收支，包括风量、风温和风速的确定。在风量、风温一定时，风速决定于风口个数和风口直径(风口的总进风面积)，富锰渣高炉送风制度选择，主要考虑以下条件：
a.原燃料条件好，强度高，粒度均匀，粉末少，有利于改善高炉料柱的透气性，可以用较大的风量和较高的风温。
b.风口风速要使炉缸活跃，但又不使中心过吹，边缘气流要适当发展又不能使中心堆积。炉缸直径越大，风口风速或鼓风动能也应越大。
c.高炉需要发展边缘，则要降低鼓风动能，即风口风速。调节送风制度，一般调节风口直径和风温，为活跃炉缸和发挥设备能力都力求全风操作。只是在处理炉况必要时，才减风量。使用高风温是降低焦比的重要手段，一般要尽可能把风温用上去。富锰渣高炉的风温也可使用到800~900℃。
富锰渣高炉冶炼即不同于高炉冶炼生铁也不同于高炉冶炼锰铁，具有自身的特点。因此在高炉炉型设计上也应充分考虑高炉冶炼富锰渣的特点，为高炉稳定顺行创造可靠的基础。高炉类型的具体要求是：
①富锰渣高炉负荷重，原料粒度小，强度差，因此在炉型设计上应有利于边缘气流发展，炉身角β不宜太大，以80°~85°为宜。
②富锰渣冶炼是大渣量冶炼，渣铁比可达4~5t/t。因此要求有较大的炉缸容积。
③富锰渣冶炼是低温冶炼，下部要抑制锰的还原，炉缸直径也相对要大些，以使高温区不过于集中。
④富锰渣高炉的炉型应是较矮胖型，H/D宜在3.5左右。
4)高炉冶炼富锰渣的技术进步 高炉富锰渣生产经过几十年的发展，技术也逐步成熟，综合利用和产品方案的革新取得了良好的经济效益和社会效益。
①铅银回收。高炉冶炼富锰渣的产品有富锰渣、高锰高磷生铁和煤气。由于我国大部分铁锰矿都是多金属共生矿，含有较高的铅银等有色金属。在高炉内铅、银均被还原为金属，因而回收利用不但可以缓解对高炉生产的不良影响，还可大大冲减富锰渣的生产成本。回收的方法是利用铅熔点低，相对密度大，渗透力强，在炉底设集铅槽和排铅口，集铅槽一般在炉底2~3层砖下，成丰字型。当炉基温度大于350℃时，可以开铅口排铅，所得粗铅含铅98%，含银1%，同时还含金等。
②富锰渣和炼钢生铁同步冶炼富锰渣冶炼主要是处理高铁高磷难选锰矿石，因此得到的副产品是高锰高磷铁，其使用价值大为降低。而我国大部分铁锰矿含磷并不高，一般在0.1%以下。通过配矿可以得到含磷0.4%~0.8%的含锰生铁。生铁中的锰也可以通过冶炼过程的控制来降低。
③渣口喷吹空气冶炼富锰渣为了提高富锰渣冶炼锰回收率，降低生铁中锰含量。根据硅、锰、铁、磷等元素对氧的亲合力不同，采取向高炉炉缸强制供氧方法，从高炉渣口喷吹压缩空气，使高炉内已被还原的锰、硅重新氧化返回炉渣中，从而提高锰的富集效果，又降低生铁中锰含量。使用效果是锰回收率提高1.08%~4.77%，富锰渣含锰提高0.65%~1.29%，副产生铁中锰降到5%以下。
富锰渣的生产方法---电炉富锰渣的生产1)电炉富锰渣的工艺过程与高炉冶炼富锰渣的工艺过程基本相同，都是渣中锰的富集过程，但在冶炼操作上则有所不同。主要有：
①电炉冶炼的热源靠电源，电炉的炉料可以搭配部分粉焦和粉矿。
②电炉的炉身矮，料柱短，煤气量少，故煤气通过料柱的压力降小。
③电炉冶炼富锰渣质量较好，渣中含锰量高，含磷和铁较低，可以冶炼出w(SiO2)
48%的富锰渣(没有焦炭的灰分参加造渣)。
④电炉富锰渣不仅可作为冶炼锰硅合金的原料，而且还可以作为冶炼金属锰的优质原料。
⑤出炉后，为使渣中的铁珠完全沉淀(降低富锰渣含铁、磷)需要在渣坑或渣包内镇静一定时间再放渣浇铸。
2)电炉冶炼富锰渣的原料电炉冶炼富锰渣的主要原料是含铁的锰矿石、焦炭和萤石(或硅石)。为了满足富锰渣质量要求，普通电炉富锰渣对入炉锰矿石的化学成分要求如下:m(Mn)/m(Fe)=0.3~2.5，w(Mn+Fe)≥38%，w(Mn)≥18%，w(A12O3+SiO2)≤35%，m(SiO2)/m(A12O3)≥1.7，m(CaO)/m(SiO2)0.3。锰矿石的入炉粒度，一般为5~50mm，含粉率小于8%，锰矿石含水要控制在8%以下。焦炭主要是做还原剂用，要求固定碳含量≥80%，灰分≤18%，焦炭粒度为3~15mm。萤石要求CaF2含量≥85%，粒度为5~80mm。硅石要求，SiO2含量大于97%，粒度为20~80mm。
锌渣生产锌焙砂
