钒的可持续发展-金属百科

金属钒的可持续发展

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钒回收处理的意义

钒是一种重要的战略金属，主要应用于国防、能源及冶金工业等部门。在很多工业生产过程中都会产生大量的含钒固体废弃物。一方面，这些含钒固体废弃物如不加处置而随意堆置的话，既占用大量的土地资源，增加企业成本，又会对自然环境和人们的生活健康带来危害；另一方面，含钒固体废弃物中含有很多有重要经济价值的金属，积极的加以回收利用，变废为宝，化害为益，从而创造可观的经济效益和社会效益。

钒废料的产生

含钒固体废弃物主要来源于石油、化工、炼钢、钒矿开采等领域，石油精练、硫酸生产、化工生产(如尼龙、涤纶、聚氯乙稀和丙稀)等工业生产过程中产生的钒废弃物最为常见，其中含钒废催化剂是主要形式。含钒废催化剂主要分为两种类型：一种是来源于石油精练中的废催化剂，原油中的钒以V3S4 的形式沉积在催化剂上，这种含钒废催化剂含五氧化二钒10%-20%，是一种较为经济的提钒原料；另一种是来源于硫酸工业的废催化剂，其中的钒是作为活性组成(五价钒)以钒化合物形式添加进去的，其主要成分是无活性的四价钒。当前，全球每年产生含钒废催化剂约为80万吨，其中，炼油废催化剂约为41.5 万吨，化工废催化剂33.5 万吨。我国每年产生含钒废催化剂约为7-10万吨。废钒催化剂中钒的品位较高，约含5%的五氧化二钒，可作为生产五氧化二钒的原料。国外非常重视这方面的研究，美、日等国已建立了专门的工长来回收废催化剂中的钒、钼等金属，而我国这方面也正在大力发展。
不管是从保护环境，还是从资源的可持续利用的角度来看，含钒固体废物的回收利用都有着非常重要的意义。因此，寻求短流程、大规模、低成本、低污染的提钒新工艺；对含钒固体废弃物中其他金属的回收；以及对催化剂载体的回收利用，这些都是含钒固体废弃物回收利用的未来发展方向。

五氧化二钒回收工艺

(1)从钒渣中回收：钒渣是含钒较高的提钒原料，回收技术比较成熟。目前通用的流程是钠化焙烧工艺，采用的设备不同，大型企业一般都采用回转窑，而有些企业则采用焙烧炉。工艺过程是将钒渣与钠盐(一般为碳酸钠或芒硝)混合，在一定的温度下焙烧，使钒转为可溶性的钠盐，焙砂再经过浸出，使钒酸盐进入溶液，溶液经过滤，滤出废渣，再经过沉淀、精致等过程得到五氧化二钒。国外有的企业直接利用含钒高的钒钛磁铁矿生产五氧化二钒，首先将矿石制成精矿，然后与熔剂混合，进入回转窑中焙烧，焙砂用水浸出，含钒溶液用铵盐处理，最后沉淀偏钒酸铵。
(2)从石煤中回收：从石煤中提钒的工艺主要是钠化焙烧工艺，钠化氧化焙烧—水浸出—水解沉钒—碱溶铵盐沉钒—热解脱氨—精钒的工艺流程。该工艺是我国从石煤中提钒普遍采用的工艺，特点是工艺简单，并且充分利用了石煤的热能。缺点是回收率较低，一般在60%以下。美国采用以上工艺，但采用稀硫酸浸出、溶剂萃取技术，回收率可达70%。
(3)从石油废催化剂中回收：美国、日本等国从上个世纪70年代就开始从石油含钒废催化剂中回收钒，技术已经成熟，加工工艺很多，有很多工艺已经申报专利。国际上通用的技术是钠化焙烧法：
配料→焙烧→磨碎→浸出过滤→沉钒→煅烧→五氧化二钒产品
溶液→萃取回收钼→钼酸铵产品
渣→进一步回收镍→金属镍。
各国回收工艺中的经济技术参数尽管不同，但基本上参照以上工艺，我国从石油工业废催化剂中回收钒的企业采用的工艺也基本与其相同。
(4)从硫酸工业废催化剂中回收：从硫酸工业的废催化剂中回收五氧化二钒早已引起世界各国的重视，前苏联在此起步较早，技术比较成熟，日本、美国也有很多专利报道。我国硫酸工业废钒催化剂中回收钒的工作开展较早，在上个世纪80年代，南化公司、成都工学院、北京矿业学院、镇江冶炼厂、平顶山987化工厂都作过大量实验，其中平顶山987化工厂已经投入生产。目前采用的技术有火法—湿法联合工艺和全湿法工艺，后者应用比较广泛。
工艺如下：废催化剂→粉碎→盐酸浸出→过滤→加氢氧化钠水解→沉钒→精炼→煅烧→产品。
湿法流程工艺简单，投资少，总回收率在90%以上。但缺点是产生的废液量较大，不能作到平衡。目前我国从硫酸工业废钒催化剂中回收五氧化二钒的企业都采用以上工艺，火法湿法联合工艺没有采用。
攀钢钒钛公司设计的钒废渣回收和产业深加工流程:

介绍
历史发展
资源分布
冶炼工艺
应用
回收
健康影响
行业标准
名企
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