钒及钒生产工艺

1、钒及钒生产工艺钒及钒生产工艺第一章钒的性质及应用一、钒的性质：钒是一种十分重要的战略物资，在钢铁、电子、化工、宇航、原 子能、航海、建筑、体育、医疗、电源、陶瓷等在国民经济和国防中 占有十分重要的位置。常温下钒的化学性质较稳定，但在高温下能与碳、硅、氮、氧、 硫、氯、溴等大部分非金属元素生成化合物。例如：钒在空气中加热 至不同温度时可生成不同的钒氧化物。在 180C下，钒与氯作用生成 四氯化钒（VC14）;当温度超过800C时，钒与氮反应生成氮化钒（VN； 在8001000 C时，钒与碳生成碳化钒（VQ。钒具有较好的耐腐蚀性能，能耐淡水和海水的侵蚀，亦能耐氢氟 酸以外的非氧化性酸（如盐酸、稀硫

2、酸）和碱溶液的侵蚀，但能被氧 化性酸（浓硫酸、浓氯酸、硝酸和王水）溶解。在空气中，熔融的碱、 碱金属碳酸盐可将金属钒溶解而生成相应的钒酸盐。此外，钒亦具有一定的耐液态金属和合金（钠、铅、铋等）的腐蚀能力。钒有多种氧化物。和 MC4之间，存在着可用通式 VOn-i（3 <nW9）表示的同族氧化物，在 V2O到V2O之间，已知有VO、 VO、VO、VO、V5O、V6Oi、V6O3等氧化物。工业上钒氧化物主要是 以V2O、V2C4和V2Q形式存在，特别是 V2Q和生产尤为重要。它们的 主要性质列于下表：氧化物晶系颜色密度/g cm-3熔点/ c溶解性V2Q2等轴浅灰5.761790不溶于水，溶

3、于酸V2Q3菱形黑4.8719702070不溶于水，溶于 HF及HNOV2Q4正方蓝黑JUUL 八、4.2 4.415451967微溶于水，溶于酸及碱，不溶于乙醇V2Q5斜方橙黄3.357650 690微溶于水，溶于酸及碱，不溶于乙醇二、钒的应用三、五氧化二钒的性质V2Q是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末，微溶于水（质量浓度约为0.07g/L ），溶液呈黄色。它在约670C熔融，冷却 时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体，它的结晶热很大，当迅速结晶时会因灼热而发光。V2O是两性氧化物，但主要呈酸性。当溶解在极 浓的NaOF中时，得到一种含有八面体钒酸根离子 VQ3-的无色溶液。 它与Na

4、CQ起共熔得到不同的可溶性钒酸钠。第二章五氧化二钒生产工艺方法概述五氧化二钒生产工艺大致历经了 70年，通过几代人的不断总结、 探讨，已初步形成了不同的生产工艺模式。一、五氧化二钒生产工艺方法：五氧化二钒生产按冶炼方法不同可分为火法与湿法冶金：1、火法冶金：将含钒钛磁铁矿经过火法冶金处理后得到含钒铁水，再从铁水氧化出钒渣，使钒得到富集后再使用。此种方法称之为火法提钒。钒钛磁铁矿冶炼含钒铁水的方法（1）高炉法：主要流程是用钒钛磁铁矿的烧结矿，在高炉中冶炼出含钒铁水，使用这种方法的有俄罗斯、中国。（2）电炉法：先将钒钛磁铁矿预还原为金属化球团，再在电炉内冶炼出含钒铁水，使用这种方法的国家有南非、新

5、西兰。从含钒铁水中吹炼钒渣将含钒铁水在转炉（中国、俄罗斯）、摇包（南非）或铁水包（新 西兰）内、通入氧化性气体（氧气、空气），使铁水中的钒氧化出来， 得到钒渣。钒渣作为提取五氧化二钒的原料。火法提钒的工艺流程见图1所示。此方法的优点：钒渣作为提取五氧化二钒原料含钒高，处理量少； 可回收铁；焙烧温度低（800C）左右，提取 V2Q时动力、辅助原材 料消耗少。（火法主要是指钒渣以前，从钒渣以后至五氧化二钒生产所用仍然是 湿法冶金）22图1火法提钒工艺流程图2、湿法冶金：传统湿法提钒典型的工艺流程（以南非德兰士瓦合金公司为例） 如图2所示。首先把钒钛磁铁矿磨细（湿磨），磨细后的矿粉与钠盐（硫酸钠）

6、混合造球，球团直接送到链篦回转窑的链篦上， 利用回转窑的余热烘 干并加热至900C,随后在回转窑内于1270C左右停留60 110min, 钒转化率可达到92%以上。此方法的优点：原料处理简单；钒回收率高，从精矿- VQ收率 达80%以上。此方法的缺点：处理物料量大，设备投资大；焙烧温度高（1200C 以上）,动力及辅助原材料消耗大；不回收铁。现代湿法冶金主要以传统的钠化焙烧提钒和石煤提钒为代表，目前攀钢、承钢所使用方法为钠化法提钒，河南、山西、陕西、甘肃等 一些石煤厂采用石煤为原料。云南华云钒业采用的是钠化提钒工艺。钠盐(NaSQ/矿I石粉碎造球一钠盐溶液LNaSO)脱硫净化-SC)滤渣堆场

7、后处理冷凝水链篦回 转窑焙 浸椒出 浸出滤液除:硅合格液蒸发浓浓缩缩夜沉*淀硫酸净化废气偏钒酸分解熔化脱铵处理液2Q成品图2湿法提钒工艺流程图二、湿法冶金生产五氧化二钒生产工艺简介：1、原料钒酸盐湿法冶金工艺生产五氧化二钒主要经历以下生产阶段：预处理；2、固液分离及溶液净化；3、钒溶液沉淀结晶；4、 分解、干燥及熔炼。工艺流程见图 3五氧化二钒工艺流程图钒渣或含钒矿物钠盐或、 盐附加剂” 酸、碱浸焙烧或出氧化剂浸出氧化预处.分理净鼠切化沉淀离定分r分解 炼制j军熔 別片各操作单元原理及作用简介：1、原料预处理工序：原料预处理工序主要对钒渣以及含钒原料通过高温焙烧或酸、碱溶液浸出等方法处理，使其

8、中的有价元素 V完成晶型及结构价态转 变，最终生成水溶性、碱溶性或酸溶性的钒盐或钒酸盐。 典型的方法 有：(1) 钠化焙烧提钒：钒渣(或钒矿)磨细和选去所夹带的金属铁后， 配入适当的钠盐 附加剂，经过高温焙烧氧化、钠化反应，钒铁尖晶石等不溶性三价钒 化合物氧化成五氧化二钒并与钠盐反应，生成可熔性钒酸钠。UQ+NaCA 2NaVO+CQ工业上这个过程一般在回转窑、多层焙烧炉及平窑等炉窑中完成， 焙 烧温度在800900度。(2) 钙化焙烧提钒：钙化焙烧是将钒渣(或其它含钒原料)与石灰、石灰石混合，氧 化焙烧，使钒生成钒酸钙，然后利用钒酸钙的酸溶性，用稀硫酸浸出， 再经沉钒的工艺。也可使用 CO与

9、NaCO在加温加压条件下浸出，使 Ca(VO) 2生成CaCO和NaVO,目前只有俄罗斯有此工艺。V2C5+CaO Ca(VO)2(3) 碱浸工艺：碱浸工艺是钒原料(其中钒以五价形式存在)经粉碎后直接与强 碱溶液混合，使其中的五氧化二钒与碱反应生成钒酸盐溶液。UQ+2NaOW 2NaVO+HO(4) 酸浸氧化工艺：酸浸氧化工艺是将钒原料粉碎后与强酸混合， 使其中的高价钒和 低价与酸反应生成钒盐，再经进一步氧化生成五价钒。2Fe(VO) 3+6HSQ二Fg2(SC4) 3+3(VO) 2SOCa(VO) 2+2HSQ=CaSQ+(VQ2) 2SOMn(VQ) 2+2HSO= Mn S(+(VO2

10、) 2SOFe(VO) 2+HSQ二FeSQ+(VQ) 2SOVO+10HCI 2VCI4+CI2 f +5HOVO+6HCI 2VOC2+CI2 f +3HO2、钒溶液分离净化工序：分离净化工序是将预处理工序处理后的物料或溶液经水、酸浸出，固液分离后再对溶液净化处理，制得合格的含钒酸、碱溶液，为 下道工序做准备。(1) 水浸提钒工艺A、间歇式浸出：采用槽车浸出，间断进料，循环富集，浸出合格后，排除弃渣，溶液送至后工序。目前攀钢部份生产线、 承钢、华云钒业、柱宇公司采用该方法。B 、连续浸出：采用带式过滤机，真空内滤机等浸出设备，浸出 过程连续进行。攀钢一部份、攀枝花米易兴辰、卓越钒钛、威钢、

11、承 德建龙集团柱宇公司一部采用此方式。C 、堆浸方式，采用浸出池堆浸。陕西、山西、甘肃、贵州等一 些小钒厂采用。（2）碱浸提钒工艺采用NaCQ或NaOH溶液做为浸出液，然后除硅净化。此工艺 只在特殊情况下应用，一般不采用。（3）萃取或离子交换净化工艺采用稀硫酸或稀盐酸进行浸出，浸出后溶液采用P204 N235等萃取剂萃取或采用717阴离子交换树脂等树脂对浸出液进行净化， 再进行沉钒。此工艺在石煤提钒工艺上应用较多。（4）高压、常压碳酸盐浸出采用CO气体及NaCO或NaOH在加温加压条件下进行浸出 后，经除磷等净化过程后，再送后工序沉淀。此工艺目前国内没有， 只有前苏联曾尝试过此工艺。3、沉淀分

12、离工序：沉淀分离工序主要完成将净化后的钒溶液在碱性、酸性及碱性铵 盐或酸性铵盐条件下制成固体的多钒酸钠、 多钒酸铵、偏钒酸铵等产 品，以为下一步制成五氧化二钒成品做准备。（1）酸法水解沉淀工艺溶液加入稀硫酸，在PH=1-2条件直接沉淀V2Q,该方法由于 NaO与WO是以化合物形式存在，所以钠离子洗不出去，造成产品钠 含量高，五氧化二钒品位不高，只能达到70-80%（2）酸法铵盐沉淀工艺钒溶液中加入稀硫酸，调整 PH=1-2时，加入氯化铵或硫酸铵， 加温沉淀，生成多钒酸铵，进一步分解生产五氧化二钒，此方法可生 产98%上的五氧化二钒。目前，大型钒厂在条件允许的情况下一率 米取该方法。（3）碱法铵

13、盐沉淀工艺用稀盐酸调整溶液PH=9-11，在常温下加入氯化铵，生成偏钒 酸铵沉淀，此法可生产98%以上五氧化二钒，小的钒厂或条件不允许 的钒厂米取该方法。4、分解熔炼工序：分解熔炼工序主要完成片状五氧化二钒和粉状五氧化二钒生产。将多钒酸钠、多钒酸铵、偏钒酸铵等产品投入分解窑（炉）、熔炼炉 内，经过脱水、脱氨以及熔炼制成片状或粉状五氧化二钒。（1）片状五氧化二钒生产按熔化方式不同可分为：一步法熔化制片五氧化二钒将多钒酸铵或偏钒酸铵直接放入熔化炉中，在1000C的条件下，脱水、脱氨、熔化一步完成，国内片状五氧化二钒生产几科完全 采用该方法三步法熔化制片五氧化二钒多钒酸铵或偏钒酸铵先在干燥器中在小于

14、 200 C条件下脱水， 再于回转炉内在500C600C条件下脱氨、最后在电弧炉或电阻炉 内在800 C条件下熔化制成片状五氧化二钒。目前俄罗斯及中国试行的闪熔方法应属三步法熔化(2) 粉状五氧化二钒生产:粉状五氧化二钒是将偏钒酸铵放入分解窑或电阻炉内在小于200C条件下脱水，再在500C600C分件下分解脱氨制成。上述工序是当前五氧化二钒生产工艺中主要采用的单元方法， 由于原料不同，有一些国内外厂家也有采用冷冻法和分步结晶等方法 进行提钒，但应用较少。第三章钒渣钠化焙烧提取五氧化二钒生产工艺一、原料及原料标准：1 钒渣：1.1本工艺使用钒渣为从钒铁水中提炼的钒渣1.2执行标准：中华人民共和国

15、黑色冶金行业标准Y B/T0082006钒渣1.3技术要求：(1) 钒渣按五氧化二钒品位分为4个牌号，其化学成份符合表3-1 的规定表3-1钒渣牌号及化学成份牌号化学成分(质量分数)%CaO/VO5V2O5SiO2P一级二级三级一级二级三级一级二级三级不大于FZ18.0 10.016.020.024.00.130.300.500.110.160.22FZ2> 10.0 14.0FZ3> 14.0 18.0FZ4> 18.0注：水分含量不做交货条件，但供方应按批向需方提供测定结果（2）交货钒渣中的金属铁含量应不大于 19%（3）钒渣以块状交货，其块度应不大于 200mm需方对钒

16、渣块度有 特殊要求时，由供需双方商定。1.4检验规则：（1）产品质量的检验和验收由供方技术监督部门进行。（2）产品应按批交货，每批的批量应不大于 60t。（3）产品中的金属铁含量和水分含量应在计算产品基准量时予以扣 除。（4）产品检验结果不符合要求时，可取双样进行复检，复验结果如果仍然不符合要求，该批产品判为不合格品。1.5钒渣结算计算方法（基准吨计价法）：（1）钒渣价格：以基准吨钒渣价格为计价标准（2） 基准吨钒渣：指除水分、金属铁，V2Q含量为10%勺钒渣。（3）钒渣数量：以基准吨为数量计量单位。（4）基准吨计算：钒渣基准吨=钒渣自然吨重量x（ 1-H2O%x （1 MFe%X钒渣品位（%

17、 - 10%（5）钒渣结算金额计算：钒渣结算金额=钒渣基准吨价格x钒渣基准吨数量2纯碱：纯碱又名无水碳酸钠、苏打。分子式：NqCO碳酸钠是强碱与弱酸生成的盐。水溶液呈较强的碱性。在工业生 产的某些部门，可以代替烧碱起作用，加之产品纯度较高，因此，习 惯上称之为“纯碱”。纯净的碳酸钠为白色粉末或粉末状结晶。相对 密度d/2.532，熔点851 C。易溶于水，溶解度随温度升高而增大， 微溶于无水乙醇，不溶于丙酮。纯碱易吸湿和二氧化碳变成碳酸氢钠而结块。 干燥的纯碱不侵蚀 皮肤，但在水中能水解而具有较强的碱性， 有一定腐蚀性，能伤害皮 肤和丝毛织物。2.1本工艺用纯碱为以工业盐或天然碱为原料，由氨碱

18、法、联碱法或 其他方法制得的工业碳酸钠。2.2执行标准：中华人民共和国国家标准GB210.1-2004工业碳酸钠及其试验方法 第一部分：工业碳酸钠2.3要求：（1）外观：轻质碳酸钠为白色结晶粉末，重质碳酸钠为白色细小颗 粒。（2）工业碳酸钠应符合表3-2要求表3-2工业碳酸钠要求指标项目I类U类优等品优等品一等品合格品总碱量（以干基的 Na2C0殒量分数计）/%>总碱量（以湿基的 Na2CO3质量分数计）7>99.498.199.297.998.597.598.096.7氯化钠（以干基的 NaCI质量分数计）/%<0.300.700.901.20铁（Fe）的质量分数（干基计）

19、/%<0.0030.00350.0060.010硫酸盐（以干基的 SQ2-质量分数计）/%<0.030.03 b水不溶物的质量分数/%<0.020.030.100.15堆积密度7（g/mL）>0.850.900.900.90粒度°,筛余物/%180 gA75.070.065.060.01.18mm<2.0a为包装时含量，交货时产品中总碱量乘以交货产品的质量再除以交货清单上产品的质量之值不得低于此数值。b为氨碱产品控制指标c为重质碳酸钠控制指标2.4储运：碳酸钠属非危险品。但储运时应保持干燥，切忌受潮。储存于干 燥仓间内，避免包装破损、污染、受潮。与酸类、

20、铵盐及有毒物品隔 离储运。搬运时应穿工作服、戴口罩，以防纯碱与汗水接触后伤害皮 肤。碳酸钠本身不燃，可作防火剂灭火。3 工业盐：3.1本工艺用工业盐为工业用的日晒工业盐、精制工业盐。3.2执行标准：中华人民共和国国家标准GB/T5462-2003工业盐3.3技术要求：(1) 外观：白色晶体或微黄色、青白色，无与产品有关的明显外来 杂物。(2) 化学指标：工业盐化学指标应符合表3-3的规定：表3-3工业盐的化学指标指标日晒工业盐精制工业盐优级一级二级优级一级二级氯化钠/(%)>96.0094.5092.0099.1098.5097.50水分/(%)3.004.106.000.300.500

21、.80水不溶物/(%)0.200.300.400.050.100.20钙镁离子/(%)0.300.400.600.250.400.60硫酸根离子/(%)<0.500.701.000.300.500.904 硫酸：硫酸又名磺镪水，分子式：H2SQ纯硫酸是无色透明的油状液体。浓度为98%勺硫酸相对密度为d/1.8265,92%硫酸的凝固点为-25.6 C, 93僦酸凝固点为-35.05 C, 98%硫酸的凝固点为0.1 C。硫酸的沸点，当浓度为98.3%达最大值336.3 C,低于该浓度或高于该浓度时，沸点均下降。92僦酸的沸点 为280C, 100僦酸的沸点为296.2 C。硫酸可以与水以

22、任意比例混 合，并放出大量的热。在操作中只能将酸慢慢倒入水里，切不可把水往酸里加，以防止酸液表面局部过热引起酸液喷溅。 硫酸是无机强酸， 几乎能与所有的金属及其他无机酸的盐类相作用，硫酸有极强的吸水性和氧化性，能使棉布、纸张、木材等碳水化合物脱水碳化，接触人 体能引起严重灼伤。4.1本工艺用硫酸为由硫铁矿、硫磺、冶炼烟气制取的工业硫酸。4.2执行标准：中华人民共和国国家标准GB/T534-2002工业硫酸4.3技术要求：工业硫酸分浓硫酸和发烟硫酸二类工业硫酸应符合表3-4的规定：表 3-4 :项目指 标浓硫酸发烟硫酸优等品一等品合格品优等品一等品合格品硫酸（HLSO）的质量分数92.5 或92

23、.5 或92.5 或/% >98.098.098.0游离三氧化硫（SO ）的 质量分数/%<20.0 或25.020.0 或25.020.0 或25.0灰分的质量分数/%<0.020.030.100.020.030.10铁（Fe）的质量分数/% <0.0050.0100.0050.0100.030砷（As）的质量分数/% <0.00010.0050.00010.0001汞（Hg）的质量分数/% <0.0010.01铅（Pb）的质量分数/% <0.0050.020.005透明度/mm<8050色度/mL<2.02.0注：指标中的“一”表示该类

24、产品的技术要求中没有此项目4.4包装储运：硫酸属酸性腐蚀品，危规编号：81007。UNNO.183080%上的浓硫酸，可用铁桶或钢板制的储槽储存，小量的也可 用耐酸塑料桶装，5kg以下的可用玻璃瓶装。浓度在80%以下的硫酸, 不能用铁制容器，只能用耐酸塑料、陶瓷、玻璃等材质的容器。包装 容器外部应有危险品中“腐蚀品”的标志。为了适应硫酸大量使用的需要，目前硫酸的储存采用钢板储运 槽。在运输中采用钢板制汽车槽罐、铁路槽罐、水运槽船，使用时直 接从储罐通过管道输送至车间。硫酸应单独储存于通风、阴凉和干燥的地方，并有耐酸地坪。避 免阳光直射，远离火源，储槽应有足够的通气孔，四周有“堤坝”围 住，以防

25、储槽泄漏。储存时必须与有机物、易燃物、金属粉末、碱类 氰化物、氧化剂、电石等隔离存放。工作人员须穿戴耐酸工作服。硫酸腐蚀性很强，应防止皮肤接触， 以免灼伤，如触及皮肤，应立即用大量清水冲洗，并用碱性溶液（2%- 3%碳酸氢钠、5%碳酸钠及5%硫代硫酸钠）中和。消防用水、干粉或二氧化碳灭火。避免直接用水喷入硫酸，以免 遇水会放出大量热灼伤皮肤。5氯化铵：氯化铵又名盐脑、电盐、盐精。分子式：NHCI氯化铵为白色结晶粉末，味咸而清凉。相对密度1.507，在350C 升华，沸点520C，易溶于水，溶于液氨，微溶于醇，不溶于丙酮和 乙醚，加热至100C时开始挥发，337.8 C离解为氨和氯化氢。水溶 液

26、呈弱酸性，在加热时酸性增强，对黑色金属和其他金属有腐蚀性， 特别对铜腐蚀性更大。吸湿性小，遇在阴雨天气也能吸潮结块。5.1 本艺用氯化铵为用各种工艺生产的工业用氯化铵或农用氯化 铵。5.2 执行标准：中华人民共和国国家标准GB/T2946-2008氯化铵5.3 技术要求：（1）外观：工业用产品为白色结晶；农业用产品为白色（可呈微灰 或微黄色）结晶或颗粒（造粒产品）。（2）农用氯化氨应符合表3-5的要求，同时应符合包装袋标明值工业用氯化氯应符合表3-6的要求，同时应符合包装袋标明值表3-5项目优等品一等品合格品氮（N）的质量分数（以干基计）/%>25.425.024.0水分质量分数a/%&

27、lt;0.51.07.0钠盐的质量分数b （以Na计）/%<0.81.01.5粒度 c ( 2.0m叶 4.0mm) /%>7570a水质量分数指岀厂检验结果b钠盐质量分数以干基计c结晶状产品无颗粒要求，颗粒状产品至少要达到一等品要求表3-6项目优等品一等品合格品氯化铵（NHCI）的质量分数（以干基计）/% >99.599.399.0水分质量分数7%<0.50.71.0灼烧残渣质量分数/%<0.40.40.4铁（Fe）的质量分数/%<0.00070.00100.0030重金属（以Pb计）的质量分数/%<0.00050.00050.0010硫酸盐（以SO

28、2-计）的质量分数/%<0.020.05PH值（200g/L 溶液）4.0 5.8a水分质量分数指岀厂检验结果。当需方对水分有特殊要求时，可由供需双方协商确定。5.4 包装储运:用内衬塑料袋的塑料编织袋或塑料编织袋内涂塑料薄膜包装，包装上应有防热、防潮的标志。氯化铵具有吸湿性，储存的仓库应保持干燥。避免雨淋、受潮， 避免与酸、碱类共储混运。消防可用水、砂土灭火。6氢氧化钠：氢氧化钠又名烧碱、苛性碱、火碱。分子式：NaOH工业烧碱从状态上分有固体烧碱和液体烧碱两种。 纯净的固体烧 碱呈白色，有块状、片状或粒状。质脆，相对密度 d4202.13O,熔点 1390C。有很强的吸湿性，易溶于水，

29、溶解时放热，水溶液有滑腻感。 纯净的液体烧碱是无色透明液体。 烧碱不仅易溶于水，而且亦易溶于 乙醇、甘油，但不溶于丙酮、乙醚等有机溶剂。烧碱水溶液呈强碱性，腐蚀性极强，能破坏纤维素，毁坏有机组 织，侵蚀皮肤、衣服，还能侵蚀玻璃、陶瓷以至极为稳定的金属铂。6.1本工艺用氢氧化钠为工业用氢氧化钠6.2执行标准：中华人民共和国国家标准GB209-2006工业用氢氧化钠6.3技术要求：（1）外观：固体（包括片状、粒状、块状等）氢氧化钠主体为白色， 有光泽，允许微带顔色。液体氢氧化钠为稠状液体。（2） 固体（包括片状、粒状、块状等）氢氧化钠应符合表3-7给出 的指标要求。（3）液体氢氧化钠应符合表3-8

30、给出的指标要求。（4）对于电解后直接作为商品的液体氢氧化钠的质量指标应与表3-8中IL-IT- H所列的质量指标成相同比例；对于其他规格（电解液 蒸发后所生产的液体氢氧化钠）的质量指标应与表3-8中IL-IT-I所列的质量指标成相同比例。（5） 对于其他规格的液体氢氧化钠质量指标应与表3-8中的IL-DT-I 所列的质量指标成相同比例。(6) 对于其他规格的液体氢氧化钠质量指标应与表3-8中的IL-CT-I所列的质量指标成相同比例表3-7 :氢氧化钠固体指标项目型号规格IS-ITIS-DTIS-CTInInI优等品一等品合格品优等品一等品合格品优等品一等品合格品优等品一等品合今格品优等品一等品

31、合格品氢氧化钠（以NaOH计的质 量分数> 99.0)> 98.5> 98.072.0 ± 2.0> 96.0> 95.072.0 ± 2.0> 97.0>94.0碳酸钠（以NaCO）计的质 量分数<0.50.81.00.30.50.81.21.31.60.40.81.01.51.72.5氯化钠（以NaCI）计的质量 分数<0.030.050.080.020.050.082.52.73.02.02.52.81.11.23.5三氧化二铁（以FezQ）计的 质量分数<0.0050.0080.0100.0050.0080

32、.0100.0080.010.020.0080.010.020.0080.010.01表3-8 :氢氧化钠液体指标项目型号规格IL-ITIL-DTIL-CTInInI优等品1一等品合格品优等品一等品合格品优等品一等品合格品一等品合今格品优等品一等品合格品氢氧化钠（以NaOH计的质 量分数>45.030.042.030.045.042.0碳酸钠（以NaCO）计的质量分数<0.20.40.60.10.20.40.30.40.60.30.51.01.21.6氯化钠（以NaCI）计的质量 分数<0.020.030.050.0050.0080.011.61.82.04.65.00.70

33、.81.0三氧化二铁（以Fe2O）计的 质量分数<0.0020.0030.0050.00060.00080.0010.0030.0060.010.0050.0080.010.020.0325说明：CT通常指苛化法生产的氢氧化钠，但不限于此工艺。DT通常指隔膜法生产的氢氧化钠，但不限于此工艺。IT通常指离子交换膜法生产的氢氧化钠，但不限于此工艺。IL液体氢氧化钠。IS固体氢氧化钠。6.4包装储运：固体烧碱用铁桶包装，片碱用塑料袋内衬薄膜袋。包装外应有明 显“腐蚀品”标志。液体烧碱用铁桶或槽车装运。氢氧化钠属腐蚀品，危规编号：82001。UNNO.1823储存于干燥 的地方，防止受潮。与酸类

34、、铝、锡、铅、锌及其合金、爆炸物、有 机过氧化物、铵盐及易燃物隔离储运。操作时必须穿戴防护用品。皮 肤接触用大量水冲洗，如有灼伤送医院诊治。消防用水、砂土扑救，但须防止物品遇水产生飞溅、造成灼伤。7次氯酸钠：次氯酸钠又名漂白水、安替福明。分子式：NaCIO固体次氯酸钠在空气中极不稳定， 只有在碱性状态时较稳定。商 品次氯酸钠为碱性溶液，为微黄色液体，有氯的气味。含有效氯大于 10%游离碱（NaOH0.5%1.5%。能溶于水。有腐蚀性。一种叫“安替福明”的溶液每100mL中含5.68g活性氯、7.8g氢氧化钠和32g 碳酸钠。用作消毒剂、杀菌剂、除臭剂。7.1 本工艺用次氯酸钠为用氢氧化钠经氯化

35、制得的次氯酸钠溶液。7.2 执行标准：中华人民共和国国家标准GB19106-2003次氯酸钠溶液7.3技术要求（1）外观：浅黄色液体。（2）次氯酸钠溶液应符合表3-9给出的要求：表 3-9 :项目型号规格ABbInInm指标有效氯（以Cl计）的质量分数>10.05.013.010.05.0游离碱（以NaOH计）的质量分数0.1 1.00.1 1.0铁（以Fe计）的质量分数<0.0050.005重金属（以Pb计）的质量分数<0.001砷（以As计）的质量分数<0.0001Aa型号适用于消毒、杀菌用水处理等。Bb型号仅适用于一般工业用。7.4 包装储运:坛装或罐装，包装上应

36、有明显的“腐蚀品”标志。次氯酸钠属其他腐蚀品。危规编号：83501。UNNO.1791储存于 低温、防热的库棚内。不可在阳光下曝晒，远离热源、火种。与自燃 物、易燃物隔离储存。本品容易变质，不可久储，含碱度2%- 3%的溶液可存放1015天。8磷酸三钠:磷酸三钠又名正磷酸钠。分子式：NaPO 12H0工业磷酸三钠有无水物、一水物、十水物和十二水物等几种，我 国主要产品是十二水物。本品无色或白色结晶。相对密度 1.62，熔 点73.4 C。在100C时失去一个结晶水而成一水物。 溶于水，其水 溶液呈强碱性对皮肤有一定的侵蚀作用，不溶于醇、二硫化碳等有机 溶剂。8.1 本工艺用磷酸三钠是以纯碱、烧

37、碱中和磷酸，经结晶而制得的 磷酸三钠。8.2执行标准：中华人民共和国化工行业标准HG/T2157-93工业磷酸三钠8.3 技术要求：（1）外观：白色或微黄色结晶（2）工业磷酸本钠应符合表3-10的要求表 3-10 :项目指标优等品一等品合格品磷酸三钠（以NS3PQ 12HbO计）含量%>98.598.095.0甲基橙碱度（以 NaO计）含量%16.9 19.016.0 19.015.5 19.0不溶物含量%<0.050.10硫酸盐（以SQ计）含量%<0.500.80氯化物（以Cl计）含量%<0.300.400.50铁（Fe）含量%<0.01-砷（As）含量%<

38、;0.005-8.4 包装储运：麻袋或编织袋内衬塑料袋包装。储存于通风干燥的仓间内，不使受潮。包状必须完好，防止露置 于空气中，以免风化。与毒品隔离储运。9硫代硫酸钠：硫代硫酸钠又名大苏达、海波，分子式：NatSQ5H0硫代硫酸钠为无色透明单斜晶系晶体。无臭，味咸。比重1.729加热至100C，失去5个结晶水。易溶于水，不溶于醇，在酸性溶液 中分解，具有强烈的还原性。在 33C以上的干燥空气中易风化，在 潮湿空握中有潮解性。9.1本工艺用硫代硫酸钠为工业硫代硫酸钠。9.2执行标准：中华人民共和国化工行业标准HG/T2328-2006工业硫代硫酸钠9.3技术要求：（1）外观：无色或略带淡黄色透明

39、单斜晶系晶体。（2）工业硫代硫酸钠应符合表3-11要求表 3-11 :项目指标优等品一等品硫代硫酸钠（NQS2O 5H2O）质量分数/%>99.098.0水不溶物的质量分数/%<0.010.03硫化物（以N&S计）的质量分数/%<0.0010.003铁（Fe）的质量分数/%<0.0020.003氯化物（以NaCl计）的质量分数/%<0.050.20卩日值（200g/L溶液）6.5 9.59.4 包装储运：有麻袋、编织袋包装，内衬塑料袋。储存于干燥、阴凉的库房中。运输中避免曝晒或雨淋。不可与酸类、氧化剂共储混运。容易器必须密圭寸，防止受潮溶化。如包装潮湿,

40、说明内装物已起潮解作用，必须干燥包装分开堆放。不可储存于露天， 对受潮包装要抓紧处理。失火时可用水、砂土扑灭。10硫酸镁：七水硫酸镁又名硫苦、苦盐、泻利盐、泻盐。分子式：MgSO 7H2O七水硫酸镁为白色细小的针状或斜柱形结晶。 无臭、味苦，在干 燥空气中易风化。比重1.68。易溶于水微溶于乙醇，在 67.5 C溶于 自身的结晶水中。受热分解，7080C时失去四分子结晶水，约250C 时失去所有的结晶水，成无水物。10.1 本工艺用硫酸镁为工业七水硫酸镁。10.2 执行标准：中华人民共和国化工行业标准HG/T2680-95工业七水硫酸镁10.3 技术要求：（1）外观：白色或无色结晶颗粒或粉末。

41、（2）工业七水硫酸镁应符合表 3-12的要求表 3-12 :项目指标一等品合格品主含量（以 MgSO 7H2O计）%>98.095.0铁（Fe）含量%<0.0050.01氯化物（以Cl计）含量%<0.300.50水不溶物含量<0.100.1510.4 包装储运:编织袋内衬塑料袋包装储于干燥阴凉处。防潮、防曝晒11 盐酸：盐酸又名盐镪水、氢氯酸。分子式：HCI盐酸为氯化氢的水溶液。无色透明液体，工业盐酸为无色或浅黄 色。工业盐酸为含 HCI 31%的水溶液，相对密度1.154。盐酸腐蚀性 强，浓盐酸在空气中发烟，触及氨气会生成白色气雾，它的蒸气对动、 植物有害。能与很多金

42、属起化学反应，与金属氧化物、碱类和大部分 盐类起化学作用。溶于水。11.1本工艺用盐酸为用氯气和氢气合成的氯化氢气体，用水吸收制 得的工业用合成盐酸。11.2 执行标准：中华人民共和国国家标准GB320-2006工业用合成盐酸11.3 技术要求：（1）外观：工业用合成盐酸为无色或浅黄色透明液体。（2）工业用合成盐酸应符合表3-13给出的指标要求表 3-13 :项目优等品一等品合格品总酸度（以HCI计）的质量分数%>31.0铁（以Fe计）的质量分数%0.0020.0080.010灼烧残渣的质量分数%0.050.100.15游离氯（以CI计）的质量分数%0.0040.0080.010砷（As

43、）的质量分数%0.0001硫酸盐（以SQ2-计）的质量分数%0.0050.03-注：砷指标强制11.4 包装储运:大量运输时，用钢材内衬耐酸橡胶或聚氯乙烯硬板制的槽车、储罐、铁路槽车，少量的可用陶坛或塑料桶。包装要密封盐酸属酸性腐蚀品，危规编号：81013。UNNO.1789储存于石棉 瓦或玻璃瓦货棚，使用耐盐酸地坪，不可与硫酸、硝酸混放。操作人 员穿戴酸防护服。消防用碱性物质如碳酸氢钠、碳酸钠等中和，也可用大量水扑救。 12 氯化钙：无水氯化钙又称干燥氯化钙、雪种、氯化钙、水钙 分子式：CaCb 无水氯化钙为白色多孔块状或粒状，也有蜂窝状。相对密度2.15。熔点782C，沸点1600C以上。

44、味微苦。空气中极易潮解。溶 于水并放出大量热，其水溶液呈微酸性，也溶于醇、丙酮、乙酸。氯 化钙的饱和水溶液在-37 C以下结冰。氯化钙有多种水合物，如六水 物、二水物等。12.1 本工艺用氯化钙为工业氯化钙12.2 执行标准：中华人民共和国化工行业标准HG/T2327-2004工业氯化钙12.3 技术要求：(1) 外观：固体氯化钙为白色、灰白色或稍带黄色、红色的粉状、 片状、颗粒状或块状固体；液体氯化钙为无色透明或稍微混浊的透明 液体。(2) 工业氯化钙应符合表3-14要求84表 3-14 :项目指 标固体氯化钙液体氯化钙I型U型山型W型V型氯化钙（CaCL）的质量分数%>9490777

45、468协商总碱金属氯化物（以 NaCI计）质量分数% <7.011.0总镁（以MgCI计）质量分数%<0.50.5碱度以Ca（OH）2计质量分数%<0.40.4水不溶物质量分数%<0.30.1粒度<协商注：如果固体氯化钙产品中氯化钙质量分数小于90.5%，产品中杂质指标按下式计算:A=A式中：A-产品中容许杂质的是高质量分数B-产品中氯化钙的实际质量分数Ai-表3-14中规定的各项指标的数值12.4 包装储运：纤维板桶、铁桶、编织袋内衬塑料袋包装。储存于干燥的仓间内，氯化钙吸湿性极强，容器必须密闭，防止受潮或雨淋。消防用水灭火。、钒渣钠化焙烧生产五氧化二钒工艺钒渣

46、钠化焙烧提取五氧化二钒严格意义上讲应属于湿法冶金范 畴，目前采用该方法的工厂的全部工艺过程大致由五大主工序加一个 辅助工序组成，分别是1、原料预处理，2、钒渣氧化钠化焙烧，3、 熟料浸出与净化，4、钒溶液沉淀，5、多钒酸铵分解熔化制片，6、 辅助工序一废水综合治理。现分别介绍其原理及各工序内容：（一）用钒渣生产五氧化二钒的基本原理1、钒渣的结构和化学成份：钒渣国家标准中规定了钒渣主要成份含量及规格， 但从生产工艺 控制角度来看还是远远不够的。其实钒渣中的主要影响元素并不止标 准中的几种，这些元素对钒渣的提钒或多或少地都要产生影响。钒渣的主要成分分析见表3-15 :表3-15钒渣主要成分：单位：

47、%V2O5FeOSiO2CaOMgOMnCTiO2Cr2O3102035451030243153891213PSAl2O3Na2CK2OMFe0.10.80.030.12120.10.30.020.11030钒渣的岩相分析表明，钒渣主要是由含钒尖晶石、铁橄榄石、偏硅酸盐及游离石英等物相组成的。 由于铁水成分的不同，吹炼出来的 钒渣的物相组成也各不相同。（1）尖晶石：MgA2Q,主要化学组成：MgO 28.2 ; AI2O: 71.8。等轴晶系。呈八面晶形，有进八面体与菱形十二面体组成聚形。尖晶石类质同象非常普遍，阳离子 Mg经常有Fe2+及Zn2+的类质同象替换。而阳离子Al3+经常有Cr3+

48、的类质同象替换。尖晶石常产于镁质灰岩与酸性侵入岩的接触变质带中，与镁橄榄 石透辉石等共生。尖晶石的化学性质稳定、硬度高。含钒尖晶石主要有铁钒尖晶石（FeO- V2Q）与锰钒尖晶石（MnO MQ）它们是同晶的混合物，属于八面体立方晶系。有90% 95%的钒（以V3*形式）存在于尖晶石物相中，而且主要以钒铁尖晶石的形式存在。有研究表明，这种化合物直到1750 C都是稳定的，熔点高，在液体渣中的溶解度小（1400C时约5%左右）,因而吹炼钒渣 时，尖晶石是以固体颗粒析出的。（2）铁橄榄石:橄榄石【（Mg,Fe） 2SiO 4】是镁橄榄石MgSiOd和铁橄榄石Fe2SiO4完全类质同象系列的中间产物。

49、一般含MgO40%-50% FeO 8处12% SiO2 24%-43%斜方晶系，晶体呈柱状和厚板状。呈橄榄绿色、黄色、浅灰绿、绿黑色。玻璃光泽。硬度6.57,密度3.274.37 （随含铁量的增加而增大）。钒渣中橄榄石成分主要以铁橄榄石为主。其组成主要是2 （Fe, Mn O- SiO2 （其中Mn以类质同象替换Mg+和 Fe2+）,即Fe、 Mn正硅酸盐矿物相。其化学组成的特点是 FeO含量高。在钒渣中， 铁橄榄石填在尖晶石颗粒之间，是钒渣的基础，熔点110 01200C。（3）偏硅酸盐（灰石）：其组成为（Mg,Ca,Fe） O- SiO2，化学组成的特点是SiO?高，熔 点1400C。攀

50、钢钒渣该组分较低，承德、云南渣目前该组分较高。2、生产基本原理由钒渣的物相结构可知，钒在钒渣中是以 V+离子状态存在于尖 晶石中，同时钒渣中还含有硅酸盐玻璃体、 金属铁等物相，从钒渣中 提钒主要是将低价钒（V）氧化成高价钒（V+）,使之生成溶解于水 的钒酸钠，再用水浸出到溶液中使钒与固相分离， 然后再从溶液中沉 淀出钒酸盐，使钒与液相分离，最终将钒酸盐转化成五氧化二钒。2.1钒渣的氧化钠化焙烧：钒渣的氧化焙烧是将钒渣破碎到一定粒度，与钠盐混合后在氧化 气氛加热炉内加热，使钒完成氧化并转化为可溶性钒酸钠的钠化过 程。水溶钒转化程度的高低，直接影响到钒的回收率。钒渣焙烧过程中，钒氧化物与钠盐可以生

51、成五种钒酸盐，其中偏钒酸钠（NaVO）、焦钒酸钠（NaV2O）和正钒酸钠（NaVO）是可溶于 水的钒酸盐，另外两种钒酸盐（NaVCh和NS8V24Q3）称作钒青铜，是 在高温下，偏钒酸钠冷却到500 C结晶时脱出一部分氧后生成的，同 时含有五价钒和四价钒的化合物，它们不溶于水，因此这两种钒酸盐在焙烧过程中是不希望生成的焙烧过程中是在氧化气氛下，物料从低温到高温再逐渐降温的连续过程，主要物理化学反应包括：(1)首先在300 C左右金属铁氧化：Fe+ w Q = Fe2O2FeO(2)在500600C粘结相铁橄榄石氧化并分解:2FeO SiO2+2O FezO SQ2 （低价氧化物氧化）Fe 203 SiO2 Fe2O + SiO?（复合氧化物分解）（3）600700C尖晶石氧化分解：illFeO VO+ FeO?O FezQ UQ （F