武汉工程大学池汝安教授团队:钒资源现状及提钒技术研究进展
来源:矿冶集团信息研究中心 时间:2026/4/1 9:55:20

钒作为地壳中丰度较高的重要有色金属和战略物资,凭借其优异的耐腐蚀性、良好延展性、无磁性等独特物理化学性质,被广泛誉为工业“味精”,在钢铁冶金、化工生产、新能源电池、航空航天等多个关键领域发挥着不可替代的作用。全球钒资源储量呈现显著的区域聚集特征,已探明总储量约1900万t,主要集中分布于澳大利亚、俄罗斯、中国等国家。其中,中国钒资源储量达410万t,位居世界第三,2024年产量更是高达7.0万t,占全球总产量的70%,稳居全球最大钒生产国地位。我国钒资源类型丰富,以钒钛磁铁矿和石煤钒矿为核心,前者是全球钒的主要来源(占比88.6%),后者为我国独特矿产资源,储量占国内总储量的20%~30%,此外还包括储量相对有限的钒铅矿等类型,这些资源主要分布在四川、陕西、湖北、安徽等19个省区市,呈现明显的地理聚集特性。由于钒资源赋存状态复杂,多以类质同象、多相态共存等形式存在,不同类型钒矿的提取难度和适用技术存在显著差异。目前全球主流提钒技术包括钠化焙烧—水浸提钒、钙化焙烧—酸浸提钒、钒渣提钒工艺及近年兴起的绿色提钒技术。钠化焙烧—水浸工艺成熟、矿石适应性强,但存在有害气体排放和钠耗量大的问题;钙化焙烧—酸浸工艺环保性更优、钙盐成本低廉,却面临浸出率偏低(60%~70%)和设备耐腐要求高的挑战;钒渣提钒作为应用最广泛的间接提钒工艺,通过氧化富集—焙烧—浸出流程实现高效提钒;绿色提钒技术则通过复合添加剂、废水闭环循环等创新,实现了无有毒气体排放和高浸出率(最高达到94.42%)的突破。本文基于钒矿资源类型与赋存特征,对各类提钒技术进行系统性分类梳理,深入分析其技术原理、应用场景、优势及局限性,并结合行业发展需求,展望了未来钒资源勘探开发、绿色工艺优化、微生物提钒技术工业化等发展趋势,为我国钒资源的高效、绿色、可持续开发利用提供坚实的理论支撑和技术参考。相关成果发表于矿冶期刊群《有色金属(矿山部分)》2026年第2期,题目:钒资源现状及提钒技术研究进展,作者:池汝安,覃哲昊,郭文达,刘德峰,余洪,陈卓,徐彪,刘鑫。

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研究背景

钒是一种重要的有色金属,同时属于国家战略物资。凭借独特的物理化学性能,钒被广泛应用于多个工业领域,被誉为工业“味精”。其耐腐蚀性优异,在空气中不易被氧化,且在水与气态环境中的耐腐蚀性能优于多数不锈钢,因此在钢铁冶炼、合金制备及化工生产等领域应用广泛;此外,钒兼具良好延展性与无磁性等特性,进一步拓展了其在冶金深加工、航空航天装备制造及新能源电池等高端领域的应用场景。随着全球工业化进程的持续推进,市场对钒的需求呈稳步增长态势,因此系统梳理钒资源现状、深入研究其加工技术,对推动钒产业高质量发展具有重要的理论与实践意义。

作为地壳表层丰度较高的过渡金属元素之一,钒的矿物学分布具有显著非均质性。尽管钒在地质体中分布广泛,但多数情况下以次要组分形式赋存于云母类矿物、钛磁铁矿及黏土矿物中。目前已发现的含钒矿物中,以钒为主要金属元素的独立矿物相对稀少,尚未发现单一钒矿矿床。当前已探明的主要含钒矿物包括钒钛磁铁矿、石煤钒矿、钒铅矿等,其中钒钛磁铁矿与石煤钒矿储量占比突出;此外,碳质原油及石油中也伴生有钒元素。值得注意的是,石煤钒矿是我国特有的含钒矿产资源,具有重要的资源战略价值。

钒作为关键战略金属,全球储量丰富且呈现区域集中分布特征,主要富集于中国、俄罗斯、南非等国家。我国钒资源禀赋优势显著,2023年钒资源储量已达1029.8万t,其中石煤钒矿与钒钛磁铁矿是我国钒产业的主要原料来源。从地理分布来看,我国钒资源主要集中在四川、陕西、湖北、安徽等19个省区市,其中四川攀西、陕西汉中、河北承德等地区的钒钛磁铁矿,以及湖南、湖北等地的石煤钒矿,构成了我国钒资源开发的核心区域。

本文系统综述了全球及我国钒资源的分布特征、资源类型与赋存状态,全面梳理了当前主流提钒技术的工艺原理、应用现状及技术优劣,并结合产业发展需求展望了钒资源开发利用的未来趋势,旨在为我国钒资源高效、绿色、可持续加工技术的研发与工业化应用提供坚实的理论支撑。



1 钒资源概况


1.1 国内外钒资源分布利用情况

1.1.1 国外钒资源分布利用情况

根据美国地质调查局(UnitedStatesGeologicalSurvey,USGS)2024年发布的《矿物商品摘要》(MineralCommoditySummaries)数据,全球已探明钒资源总储量约为1900万t,其空间分布呈现显著的区域性聚集特征,具体储量分布情况如表1所示。

表1 探明钒资源储量分布

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澳大利亚是全球钒资源储量最丰富的国家,已探明储量达850万t,约占全球总储量的45%,在全球钒资源格局中占据核心地位;俄罗斯紧随其后,钒储量为500万t,占比约26%,位居世界第二,其钒矿资源主要集中分布于远东地区及铬矿共生矿区,资源开发与铬矿开采协同进行;南非钒资源储量约为43万t,占全球总储量的2.30%,主要赋存于铬矿共生区域,多作为铬矿开采的副产品回收;巴西钒资源储量相对较少,仅约12万t,在全球储量中占比极低。

近六年全球钒资源产量具体数据如表2所示。根据行业统计数据,2024年全球钒资源总产量约为10.4万t,产量高度集中于中国、俄罗斯、南非和巴西四个国家,合计贡献了全球绝大多数钒产量。

表2 2019—2024年全球钒产量情况

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其中,中国为全球最大钒生产国,2024年年产量达7.0万t,占全球总产量的70%,其钒产量主要来源于钢铁冶炼过程中产生的钢渣回收,俄罗斯紧随其后,年产量约2.1万t,占全球产量的21%,钒资源提取主要依托铬矿开采及独立钒矿开发的协同生产;南非为全球第三大钒生产国,2024年年产量约8000t,钒资源多作为铬矿开采的副产品进行回收利用;巴西钒年产量约5000t,占全球总量的5%,其生产主要依托钒铁、钒合金等制品的制造过程,由LargoResources公司旗下高品位钒矿资源支撑核心产能。

1.1.2 国内钒资源分布利用情况

我国钒资源储量优势显著,核心赋存于石煤钒矿与钒钛磁铁矿中,这一资源禀赋特征奠定了我国在全球钒资源格局中的重要地位。根据美国地质调查局(USGS)统计数据,2021年我国钒资源总储量约950万t,占全球总储量的1/3以上;2022年储量占比进一步提升至37%;2023年国内钒资源储量已达1029.8万t,呈现稳步增长态势。

我国钒矿资源具有鲜明的地理聚集特性,分布覆盖全国19个省区市,核心集中在四川、湖北、陕西、安徽等区域。其中,四川省攀枝花地区的钒资源储量与开发规模均处于国内外领先水平;已探明的钒钛磁铁矿主要富集于三大核心区域,分别为陕西汉中地区、河北承德地区及四川攀西地区;石煤钒矿作为我国特有钒资源类型,主要分布在安徽、广西、湖南、湖北等省份,构成了我国钒资源多元化供给的重要支撑。

在资源利用层面,我国长期稳居全球最大钒产品生产国地位,生产规模持续扩大,钒产量在全球市场中占据主导地位。2019—2024年期间,我国钒矿产量从5.4万t稳步增长至7.0万t,年均保持稳定增长态势,为全球钒产业链供应链稳定提供了核心保障。


1.2 钒的资源种类及赋存状态

1.2.1 钒钛磁铁矿

钒钛磁铁矿以钒、铁、钛为核心共生组分,是全球最主要的钒资源类型。相关研究数据显示,目前全球约88.6%的钒产量来源于钒钛磁铁矿,其在全球钒资源供给中占据主导地位。从矿物学特征来看,钒元素主要以类质同象形式取代磁铁矿晶格中的铁元素,形成FeO·V2O3尖晶石结构,这种赋存状态导致钒在矿物中分布较为分散,显著增加了提取难度。

钒钛磁铁矿矿床在全球分布广泛且规模宏大,核心产区集中于中国、俄罗斯、南非等钒资源大国。其中,中国攀枝花地区是世界知名的钒钛磁铁矿产地,该区域矿床具有储量大、矿石品质优、共生组分丰富等特点,为我国钒产业的技术研发与工业化应用奠定了坚实的物质基础;俄罗斯乌拉尔地区的钒钛磁铁矿开采历史悠久,已形成成熟完善的开采-加工一体化技术体系;南非布什维尔德地区的钒钛磁铁矿矿带规模居全球前列,是全球重要的钒生产基地,其钒资源开发多与铬矿、铁矿开采协同进行。

1.2.2 石煤钒矿

石煤钒矿是我国特有的钒资源类型,除钒外,还伴生铝、硅等有价元素,具备综合开发利用价值。该类矿物中钒的赋存状态复杂,呈现多相态、多价态共存的特征,其中68.58%的钒赋存于含钒云母(如伊利石)中,13.33%分布于褐铁矿、16.19%分布于电气石,另有少量钒赋存于针铁矿等矿物中。

石煤钒矿的品位差异显著,工业开采门槛为V2O5品位≥0.8%,不同产地矿石的钒含量介于0.5%~2%。我国石煤钒矿储量丰富,主要分布在湖南、湖北、安徽、浙江、广西等省份,累计探明石煤总储量达618.8亿吨,其中工业储量39亿t,约占全国钒总储量的20%~30%。尽管石煤钒矿整体品位偏低,但凭借储量规模庞大、开采成本相对较低的优势,近年来已逐渐成为我国钒资源开发的重要补充,尤其在豫西、陕南等地区,相关提钒技术已实现工业化应用。

1.2.3钒铅矿

钒铅矿(Vanadinite)又称褐铅矿,隶属于磷灰石族矿物,化学式为Pb5(VO4)3Cl,其中V2O5含量约19.4%,是提炼钒的重要矿物原料之一,同时可作为铅的辅助来源。该矿物并非常见矿种,主要形成于含铅矿床(如方铅矿矿床)的氧化带,尤其在干旱地区的矿床风化壳中更为常见,常与钼铅矿、针铁矿、磷氯铅矿等矿物共生。

从赋存状态来看,钒在钒铅矿中以独立矿物形式存在,这一特征区别于钒钛磁铁矿和石煤钒矿中的分散赋存模式。钒铅矿于1801年在墨西哥首次被发现,目前全球主要分布于摩洛哥Khénifra地区、美国亚利桑那州、纳米比亚埃龙戈省、南非等区域,我国云南、广西等地的部分铅锌矿区也有少量产出。由于其全球储量有限且地理分布分散,尚未形成大规模集中开采格局,工业上多作为伴生矿产在铅矿开采过程中顺带回收。



2 钒资源加工技术


2.1 钠化焙烧—水浸提钒

钠化焙烧—水浸提钒是目前工业应用最广泛的提钒工艺之一,适用于钒钛磁铁矿、石煤钒矿及含钒钢渣等多种原料,并非仅局限于高纯度、高品位钒钛磁铁矿。该工艺经长期工业化实践已形成成熟技术体系,核心流程可概括为“配料—焙烧—浸出—净化—沉钒—煅烧”。

其工艺原理为:首先将含钒原料(矿石或废渣)粉碎至适宜粒度(通常要求小于0.125mm),与钠化剂(常用氯化钠、碳酸钠或芒硝,总添加量为原料质量的20%~45%,其中碳酸钠占55%~75%、氯化钠占25%~45%)按特定比例充分混合,部分工艺会额外添加氧化镁、碳酸镁等含镁添加剂以优化焙烧效果;随后将混合料置于回转窑或焙烧炉中,在氧化气氛下于700~950℃焙烧2~4h,最佳焙烧温度为800~900℃,图1展示了石煤钒矿专用焙烧系统。在此过程中,原料中多价态钒被氧化并与钠化剂反应,转化为水溶性的五价钒钠盐(如NaVO3、Na2O·yV2O5等),实现钒的选择性活化。

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                                                                  图1 一种用于石煤钒矿的悬浮磁化焙烧系统

焙烧产物(焙砂)经冷却后,以水为浸出剂进行搅拌浸出,使可溶性钒酸盐充分溶解进入水溶液,浸出液中会伴随少量铝等杂质;后续通过过滤、沉淀、离子交换或溶剂萃取等净化除杂步骤,去除溶液中的杂质离子,再向净化液中加入铵盐采用酸性铵盐沉淀法制备偏钒酸铵沉淀,最后经热解脱氨、煅烧处理,获得纯度97.5%~98.7%甚至更高(≥98%)的V2O5产品。

该工艺具有流程简单、投资成本较低、原料适应性较广等优势,但存在明显局限性:焙烧过程中会产生Cl2等有害烟气,浸出后排放的含盐废水易造成环境污染,部分企业因环保不达标已被责令整改;同时传统工艺对石煤钒矿的钒回收率较低,一般在60%以下。

目前常用的钠盐添加剂有硫酸钠(Na2SO4)、碳酸钠(Na2CO3)和氯化钠(NaCl),它们各有优劣。不同的钠盐因自身化学性质的差异,在反应温度、产物特性、原料来源及环保等方面表现出不同特点,从而影响提钒工艺的成本、效率与环保性能。

氯化钠优点在于反应温度相对较低,且价格较为低廉,这在一定程度上可降低提钒过程的能源成本和原料采购成本。其缺点也较为突出,焙烧后会产生HCl和Cl2等腐蚀性气体,这些气体对环境有害,需要严格进行回收处理,因此会增加处理设备投入和运营成本。

硫酸钠的优点是来源广泛,经济易得,为大规模生产提供了稳定的原料供应基础。除此之外,在焙烧过程中,硫酸钠会释放出氧气,使得焙烧能在低氧条件下进行,并且使浸出后得到的滤液杂质较少,最终得到的V2O5品质更好。缺点是需要的温度较高(通常为900~1000℃),这不仅增加了能耗,也对焙烧设备的耐高温性提出了挑战。产生的SO2也需要严格进行处理,以防止对环境造成污染。

碳酸钠作添加剂时,所需要的温度适中(一般为850~900℃)。与氯化钠和硫酸钠相比,碳酸钠与钒钛磁铁矿氧化焙烧的效果更好,能够提高钒的浸出率。缺点是价格比较高,增加了成本;同时浸出液所含杂质比较多,后续的过滤处理也增加了工艺的成本。在焙烧过程中,由于碳酸钠需要更多的氧气,因此无法在低氧条件下作为添加剂。

曾尚林等对攀枝花某矿业公司70%原生矿与30%风化矿按选铁流程产出的钒铁精矿为原料进行钠化焙烧研究,具体的钒钛磁铁矿钠化焙烧工艺流程如图2所示。钠化氧化焙烧将钒铁精矿中三价钒氧化为五价钒,并与钠化剂反应生成可溶钒酸钠,经水浸分离。含钒溶液通过加硫酸铵、硫酸调整pH值,并通过煅烧得到五氧化二钒。采用碳酸钠作添加剂,最终通过钠化焙烧—水浸提钒的流程以后,钒转浸率可达86.91%。

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                                                                             图2 钒钛磁铁矿钠化焙烧工艺流程

孟庆文等采用正交试验法系统考察了焙烧温度、钠化剂用量及焙烧时间对钠化焙烧—水浸提钒工艺钒浸出率的影响规律。通过16组试验,极差分析(计算各因素同水平下的平均值和极差)表明,影响钒浸出率的因素主次顺序为:焙烧时间>焙烧温度>钠盐用量。方差分析进一步验证,钠盐用量对钒浸出率影响不显著(P>0.05),而焙烧温度和焙烧时间影响显著(P<0.05)。正交试验优化得到最佳焙烧参数为:焙烧温度850℃,碳酸钠用量6%,焙烧时间1.5h。在此条件下,焙烧产物按液固比10∶1、浸出温度80℃、浸出4h进行水浸提钒,钒浸出率达63.36%。由此,可得出结论:在碳酸钠用量4%~10%、焙烧时间0.5~2h、焙烧温度700~850℃范围内,焙烧时间对钒浸出率影响最大,焙烧温度次之,钠盐用量最小。


2.2 钙化焙烧—酸浸提钒

钙化焙烧—酸浸提钒工艺是工业提钒的重要方法之一。该工艺的原理是在含钒矿石中添加氧化钙(CaO)或碳酸钙(CaCO3)等钙源,混合均匀后进行高温焙烧。在焙烧过程中,钒与钙发生反应,生成不溶于水但溶于酸或碱的含钙钒酸盐(如Ca3(VO4)2)。焙烧产物冷却后,用适当的酸性溶液(如硫酸、盐酸)浸出。在酸性条件下,含钙钒酸盐中的钒溶解进入溶液,形成含钒浸出液。最后采用铵盐法沉钒,通过钒酸铵氧化煅烧得到所需的氧化钒产品(如V2O5)。

钒钛磁铁矿钙化焙烧工艺流程如图3所示。相较于钠化焙烧,钙化焙烧更具环保优势:焙烧过程中,二氧化硫(SO2)等有害气体排放量显著减少,对环境的污染程度大幅降低。此外,钙盐(如碳酸钙)价格相对较低,其市场价格通常为碳酸钠的三分之一或二分之一,有助于降低生产成本。钙化焙烧工艺的缺点是钒的浸出率较低,尤其是对于结构复杂、赋存状态特殊的矿石,浸出率可能仅为60%~70%左右,易造成资源浪费。此外,钙化焙烧所需温度较高,且浸出过程需加入大量酸,因此对设备的耐高温性和耐腐蚀性提出了更高要求。

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                                                                           图3 钒钛磁铁矿钙化焙烧提钒流程

陈正义等对攀西地区低品位钒钛磁铁矿精矿的研究中,通过钙化焙烧—硫酸浸出工艺强化提钒,先将精矿与碳酸钙造球、干燥、焙烧,再用硫酸浸出焙砂提钒,具体工艺流程图如图4所示。碳酸钙高温分解产生的CaO与钒铁尖晶石反应生成可溶的钒酸钙,酸浸使钒进入溶液。通过测定钒含量计算浸出率,得到结果:碳酸钙用量7.5%时,钒浸出率最高,过量会生成难溶性钒酸盐,降低浸出率;焙烧温度1323K时,钒浸出率最大,温度过高会导致生成难溶性硅酸盐包裹钒,从而使钒浸出率下降;在焙烧时间达到2h后,钒浸出率可达到最大值,时间过长会发生二次反应及“硅氧裹络现象”,导致浸出率降低。

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                                                                     图4 钒钛磁铁矿精矿钙化焙烧提钒流程

郑海燕等为探究焙烧温度对钒损失率、浸出率及浸出渣中铁损失的影响,确定最佳焙烧温度,采用钒钛磁铁精矿为原料,二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)为钙化剂,浓硫酸和自制蒸馏水为浸出剂。将钙化剂与粒径约0.074mm的钒钛磁铁矿按Ca/V摩尔比5∶2混合,进行钙化焙烧与酸浸试验。结果表明,钒损失率随焙烧温度升高增加,原因是高温下水蒸气与V2O5反应生成挥发性钒化合物(如VOCl3或V2O5·xH2O),导致钒挥发损失。钒浸出率随温度升高先升后降:温度较低时,物料生成易溶于硫酸的钒酸钙(如Ca2(VO4)2),浸出率上升;温度较高时,形成难浸出的钒酸盐(如Ca4V2O9)或硅酸盐包裹体,抑制钒浸出。


2.3 钒渣提钒工艺

除钙化焙烧—酸浸提钒工艺和钠化焙烧—水浸提钒工艺外,钒渣提钒是主流的间接提钒工艺。其原理是:含钒铁水在转炉中,通过吹入氧气并加入石灰等造渣剂,在高温氧化气氛下,钒被氧化为高价钒氧化物(主要为V2O5),与造渣剂反应形成高钒渣,实现钒的初步富集。钒渣经破碎、磨细后,通过焙烧、浸出、净化、沉钒、煅烧等工序进一步提取钒。

钒渣提钒的关键在于焙烧和浸出。钠盐焙烧法:钒渣与碳酸钠混合高温焙烧,钒转化为可溶性钒酸钠,经水浸、净化、沉淀得到高纯度钒产品。酸浸法:用硫酸、盐酸等强酸浸出钒渣,钒以离子形式进入溶液,通过萃取、反萃取分离杂质,获得纯净钒化合物。钙化焙烧提钒:向钒渣中添加钙盐高温氧化焙烧,使钒转化为酸溶性或碱溶性钒酸钙,随后浸出提钒,图5为钙化焙烧—碳酸氢钠浸出工艺流程。

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                                                               图5 低钙化焙烧—碳酸氢钠浸出钒渣提钒工艺流程

罗林根等以还原钒钛磁铁矿磁选尾渣为原料,采用钠化氧化焙烧-水浸-酸性铵盐沉钒工艺提钒。具体流程为:向磁选尾渣中添加7%碳酸钠(Na2CO3),在850℃下钠化氧化焙烧,使钒氧化物转化为水溶性钒酸钠;焙烧产物经水浸后,采用酸性铵盐沉钒工艺制备钒酸铵,最终煅烧得到五氧化二钒(V2O5)。焙烧提钒后的尾渣通过摇床分选回收铁等有价组分,钠化焙烧水浸工艺流程图如图6所示。试验结果表明,水浸钒收率可达84.12%;循环水浸可制得钒浓度为22g/L的浸出液;酸性铵盐沉钒工艺能获得品位98.30%的V2O5产品。

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                                                                               图6 钒渣钠化焙烧水浸工艺流程

瞿金为等针对钒钛磁铁矿提钒尾渣因Na2O含量高难以规模化利用的问题,提出钙化碱浸—偏钒酸铵沉钒工艺,对提钒尾渣进行脱碱并回收有价金属钒。试验采用承德钢铁集团的提钒尾渣,主要物相有赤铁矿相、钛铁矿相和硅酸盐相,钒主要以钠钒辉石相存在。尾渣经过钙化碱浸,然后对碱浸液进行蒸发浓缩、沉钒后得到偏钒酸铵,煅烧得V2O5产品。通过单因素试验考察浸出温度、液固比、碱浓度和CaO添加量对钠和钒浸出率的影响,确定最佳工艺参数。得到结论:在浸出温度160℃、碱浓度100g/L、氧化钙添加量15%和液固比6∶1的条件下浸出60min,钒和钠浸出率分别达82.25%和85.36%;采用偏钒酸铵沉钒法制得纯度大于97%的V2O5产品;碱浸渣Na2O含量低于0.5%,可作为高炉炼铁配矿使用。


2.4 绿色提钒工艺

上述三种提钒工艺尽管是目前较为主流的提钒技术,但都各自有着一定的缺点:钠化焙烧—水浸提钒工艺的提钒率较低,且在提钒过程中会产生大量有毒气体;钙化焙烧—酸浸提钒工艺虽然有毒气体排放较少,但是钒的浸出率并不高。近些年来,为了实现对钒资源的绿色高效利用,出现了越来越多的绿色提钒工艺,这些绿色提钒新工艺在一定程度上解决了传统提钒工艺的部分问题。

高峰等以石煤为原料,采用钠沸石和碳酸钠作为复合添加剂,通过焙烧技术提取钒,考察了焙烧温度、焙烧时间、碳酸钠用量以及钠沸石用量等工艺参数对钒浸出率的影响。得到结论:在钠沸石用量7%、碳酸钠用量9%、焙烧温度750℃、焙烧时间4h、浸出温度60℃、浸出时间4h、硫酸用量3%的时候,钒的浸出率可以达到92.6%,在焙烧过程中也不会产生有毒气体,能够达到绿色高效提钒的目的。

ZHANG等研究从转炉钒渣中提取V2O5。试验采用主要物相为钒尖晶石、铁橄榄石、普通辉石的钒渣,通过加入CaO,在850℃的条件下进行钙化焙烧,随后在液固比3∶1、pH2.5、55℃的条件下浸出30min,再经过沉淀净化除去Ca2+、Mg2+、Al3+、Si4+。随后在pH2.0、95℃的条件下加(NH42SO4,使沉钒率超96%,热分解得V2O5。最后进行废水处理,母液循环前用CaO中和除杂,Mn以草酸锰形式回收。该工艺的钒总回收率达到83%,同时锰的回收率达到94%。此外,该工艺无Cl2、SO2等气体排放,废水闭环循环,减少污染。

ALAMAYREH等研究从约旦硫酸厂废钒催化剂中回收五氧化二钒(V2O5)的方法,采用草酸浸出结合柱试验,在150cm玻璃柱(内径5cm)的条件下,装填2.4kg废催化剂,使用6%草酸溶液重力淋洗,接触时间为144h,定期收集淋出液分析钒浓度。通过优化酸浓度、固液比、温度等参数,实现钒的高效提取。得出结论:6%草酸在50℃、300r/min搅拌速率、固液比1∶10条件下,柱试验的钒回收率高达94.42%,为废催化剂中钒的环保回收提供了可行方案。



3结论

1)钒资源种类丰富多样,涵盖了钒钛磁铁矿、石煤、钒铅矿等多种类型,且其赋存状态极为复杂,包括独立矿物形式、类质同象替代以及吸附状态等,这为钒的开采与提取增添了诸多挑战。

2)目前钒资源的加工技术有很多种,各类方法各有长短。传统加工技术,例如钠化焙烧—水浸提钒法与钙化焙烧—酸浸提钒法,前者虽工艺成熟、矿石适应性强,但焙烧过程中会释放出大量含氯、含硫的有害气体,严重污染环境,并且钠耗量大,极大地提高了生产成本;后者虽在一定程度上减少了有害气体排放,且钙盐成本较低,然而钒浸出率却相对不高,对于复杂矿石的浸出效果欠佳,酸浸环节耗酸量大,对设备的耐腐蚀性要求极高。除此之外还有间接提钒工艺—钒渣提钒法,将钒渣进行焙烧和浸出。还有石煤钒矿清洁焙烧工艺、钙化焙烧沉淀净化提钒工艺以及废催化剂提钒工艺等绿色工艺,这些工艺在之前的工艺基础上加以改进,达到绿色高效提钒的目的。

3)未来钒资源的发展中,钒资源的开采勘探必须加大勘探投入,采用先进的勘探技术,探寻更多优质的钒矿资源。在加工技术创新方面,绿色环保技术的研发将成为核心要点。一方面,要着力改进直接酸浸提钒技术,通过技术优化提高其对不同矿石的适应性,降低酸耗,进而削减成本;另一方面,深入钻研微生物提钒技术,全力攻克微生物生长缓慢和稳定性差的难题,推动其实现工业化应用。除此之外,还要加强国际合作,实现合作共赢。




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