钒的基础知识(课堂PPT)
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1994年攀钢开发了用煤气还原多钒酸铵制取V2O3技术,获国家 发明专利。
1995年,攀钢将雾化提钒改为转炉提钒,建成两座120吨提钒炉, 设计能力11万t/a钒渣。
1998年攀钢从德国引进设备,建成了年产2400tV2O3的车间。 后扩建为5150t/a。同时,进行了V2O3冶炼高钒铁的试验。西昌分 公司建成年产1200t五氧化二钒生产车间。同时,攀钢钒渣产量达到 并超过了设计能力,创下历史最高水平。
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在19世纪末20世纪初,俄罗斯开始利用碳还原法还原铁和钒氧化物,首 次制备出钒铁合金(含V35%~40%)。1902~1903年俄罗斯进行了铝热 法制取钒铁的试验。
1927年,美国的马尔登和赖奇用金属钙还原五氧化二钒(V2O5),第 一次制得了含钒99.3%~99.8%的可锻性金属钒。
19世纪末,研究还发现了钒在钢中能显著改善钢材的机械性能,从而 使钒在工业上才得到广泛应用。至20世纪初,人们开始大量开采钒矿。
转炉提钒
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教学内容:
第一章 钒的基础知识(6学时) 第二章 转炉提钒基本原理(4学时) 第三章 提取钒渣方法(2学时) 第四章 攀钢转炉提钒工艺(8学时) 第五章 含钒铁水炼钢工艺及含钒钢渣提钒 方法与工艺(8学时)
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第一章 钒的基础知识
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教学要求: 1、了解钒制备的发展史
钒及其化合物的用途。 2、掌握钒矿物及其主要性质
1830年,瑞典化学家尼尔斯·格·塞夫斯特姆用矿石炼生铁时, 分离出一种新元素,由于其化合物具有绚丽的颜色,以希腊神话中 美丽女神娃娜迪斯(Vanadis)的名字命名为钒(Vanadium)。同年, 德国化学家沃勒尔证明,Vanadium与早期德尔·里奥发现的红色 素是同一种元素──钒。
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1834 年 , 在 俄 罗 斯 别 列 召 夫 斯 克 矿 山 的 铅 矿 中 发 现 了 钒 。 1939 年 , 在 俄 罗 斯 的 彼 尔 姆 斯 克 的 含 铜 砂 岩 中 也 发 现 了 钒 。 1840年,俄罗斯矿物工程师苏宾写道“含铜生铁、黑铜、铜锭是含钒 合金,由于钒的存在,使它们具有较高的硬度”。
钒的生产方法。 重点:钒矿物的主要性质
钒的生产方法。
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一、世界钒的发展历史
钒(V),呈银灰色,原子序数为23,原子量为50.942,在元素周 期表中属VB族,具有体心立方晶格。
1801年,墨西哥矿物学家德尔·里奥在研究铅矿时,发现一种化 学性质与铬、铀相似的新元素,其盐类在酸中加热时呈红色,故名 为红色素。实际上是钒。
1965年在承钢100m3高炉冶炼钒钛磁铁矿试验成功。 1967年在首钢516m3高炉炼铁、30t氧气顶吹转炉双联法 提钒炼钢,试验成功,制得的钒渣在锦州铁合金厂生产出了 V2O5和钒铁。 1970年7月攀钢组成雾化提钒试验组,到1973年先后建成 三座60t雾化提钒试验炉。到1978年,共生产雾化钒渣6万t。 同时在峨嵋和南京建成了铁合金厂钒车间,生产V2O5和钒铁。 1972年锦州铁合金厂可生产99.9%品位的金属钒。
含钒矿物种类繁多,已发现有70多种,但只有少数矿物具有开采 价值。
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重要的钒矿物
矿物名称 颜色
钒钛磁铁矿 黑灰
钾钒铀矿 黄钒Βιβλιοθήκη 母棕绿硫钒矿 深绿
硫钒铜矿 赤褐
磷酸盐钒铁矿
钒铅矿 红棕
到目前为止,世界上生产钒的矿石主要以钒钛磁铁矿为主,在俄罗斯、南 非、中国、澳大利亚及美国等国家都有丰富的钒钛磁铁矿资源,此外,在 钒铀矿、铝土矿、磷岩矿、碳质页岩、石油燃烧灰渣、废催化剂等均可 作为回收钒的资源。
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二、中国钒的发展
在20世纪30年代才发现攀枝花地区蕴藏有大量钒钛磁铁矿。钒储 量占全国的87%,占世界的47%;钛储量占全国的93%,占世界的 45%;铁占全国的11%。
2001年攀钢建成了年产100t的氮化钒试验生产装置。 2004年攀钢已经建成了设计能力年产2000t氮化钒的生产车间, 攀研院又建成了年产300t的生产装置。 近年来,我国钒的发展速度极快,产量已居世界第一位。
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三、钒的矿物简介
钒在自然界分布很广,约占地壳重量的0.02%,但其分布极为 分散,常与金属矿如铁、钛、铀、钼、铜、铅、锌、铝等矿共生, 或与碳质矿、磷矿共生。在石油及其加工产品中也含有钒。在开采 与加工这些矿石时,钒作为共生产品或副产品予以回收。从粘土矿、 石油渣和废催化剂中也能回收少量的钒。
1867年,英国化学家娄斯科用氢还原氯化钒(VCl3),首次制得金 属钒。同时他在研究英国西部的铜矿时,制备了V2O5、V2O3、VO、 VOCl3、VOCl2和VOCl等钒化合物。
1882年,英国列•克鲁佐特钢铁公司用含钒1.1%的炼钢炉渣制得 钒的磷酸盐,年产量约60t。用户是生产苯胺黑的染料厂。
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1978年攀钢建成两座120吨雾化提钒炉生产钒渣。 1979 年 锦 州 铁 合 金 厂 开 发 了 品 位 55% ~ 60% 的 钒 铁 和 含 钒 40%~80%的钒铝合金。 1980年开始出口钒渣(3208t)、V2O5(1041t)、钒铁(1882t)。中 国从钒进口国变为钒出口国。 1980~1985年间,锦州铁合金厂开发了高钒铁、硅钒铁、碳化 钒、氮化钒等炼钢钒合金添加剂。 1984年攀研院开发出钒渣一次焙烧水浸提钒技术,在国内推广, 并获国家发明专利。 1990年攀钢建成了2000tV2O5/a的生产车间。 1992~1993年攀钢建成了用电铝热法冶炼高钒铁试验车间,生 产能力为1900t/a。
1937年发现河北承德大庙铁矿中含有钒。 1942年日本在锦州建立了“制铁所”生产钒铁,到1945年日本 投降共生产出100多吨低钒铁。 1958年恢复该厂,用钒铁精矿生产V2O5,10月20日炼出了新中 国第一炉钒铁(含V35%),同年并研制出金属钒。 1955年发现马鞍山磁铁矿中含有钒。
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1965年先后在马钢建成8t、承钢建成10t吨侧吹提钒转炉生 产钒渣,从此结束了我国用钒精矿生产V2O5的历史。但是钒的 供应满足不了我国工业需要,每年还要进口V2O5或钒铁。