完成人
何文艺、彭 毅、刘作华、王绍东、薛楠楠、张 林、叶 露、杨 兵、张小兵、陶长元、陈 燕、申 彪、郝建璋、罗以超、李月鹏
完成单元
攀钢团体攀枝花钢铁研讨院无限公司、攀钢团体成都钢钒无限公司、攀钢团体钒钛资本股分无限公司、攀钢团体工程手艺无限公司、重庆大学、武汉科技大学、成都前进前辈金属材料财产手艺研讨院股分无限公司、钒钛资本综合操纵国度重点尝试室
研讨背景
钒是我国的上风计谋资本，是成长古代财产、古代国防不可贫乏的首要材料。中国是钒资本大国，储量、产量均居天下第一；此中攀西钒资本得天独厚，钒资本储量占天下63%。今朝环球88%的钒来自钒钛磁铁矿—钒渣提钒流程，已财产化的钒渣提钒手艺有两种，但均不处置绿色建造、高档次氧化钒与低本钱出产的困难。
传统的钠盐提钒工艺是操纵最早、也最成熟的提钒手艺，但在人们对夸姣糊口愈来愈激烈的绿色成长须要下，该工艺存在：高钠高氨氮废水处置能耗高、废硫酸钠难操纵、固废总量大、辅材耗损量大、出产本钱高档困难，全行业接纳该工艺每一年发生310万m3高盐废水、170万吨提钒固废，耗损1.25×107GJ动力，排放340万吨二氧化碳，这是限定环球钒财产高品德成长的瓶颈题目。
另外一种是俄罗斯石灰提钒工艺，因所得产物档次低，仅90%～94%，不能知足市场对高品德氧化钒的须要，今朝仅Evraz公司图拉钒厂操纵。进一步提纯制备高档次氧化钒产物，一样存在与钠盐提钒工艺近似的废水处置和本钱高的困难。
另外，国际外研讨了各类绿色提钒工艺，但因存在各类题目，多处于尝试室研发或规模考证中，还没有完成大规模财产化。
综上，亟需开辟新的钒渣提钒工艺，处置绿色建造、高档次钒产物与低本钱出产的全行业共有的困难。
研讨进程
2006年，鞍钢团体攀钢研讨院前后与重庆大学、武汉科技大学等联手，以国度“十一五”科技支持打算为依靠，针对传统钠盐提钒工艺和石灰提钒工艺存在的题目，基于泉源减排的顶层设想思绪，经由进程实际阐发和大批尝试室实验和年处置120吨规范钒渣全流程扩展实验，构建了“钒渣钙化焙烧—铵介质在线轮回”提钒新工艺；以6000吨钒渣/a洁净提钒树模线为平台，完成了财产规模的全流程实验考证和手艺经济评估，肯定了工艺手艺的可行性。在此根本上，设想新建了年处置16万吨钒渣的攀钢西昌钒成品公司，霸占了焙烧黏结和浸出设备研发等工程化手艺困难，胜利完成新工艺财产化转化；同时，从结尾办理和高值资本收受接管的角度，完成了烧毁物中锰、铁、钒资本有用操纵，终究构成了钒资本绿色高效操纵系列关头手艺。
图1 名目研发进程
首要立异性功效
1.初创提出基于泉源减排的攀西钒资本绿色高效提钒工艺
名目阐发发现，传统提钒工艺中钠盐等碱金属化合物易溶于水，在水体系“易进难出”，没法有用排挤是废水难处置和固废多的本源；进一步推行到碱金属盐类，也存在近似题目；其次，因为碱金属盐活性强，低温焙烧副反映多，致操纵量大，乃至终究固废品种多、量大且难处置。制取高品德钒产物须要操纵铵盐作为积淀剂，但同时也带来了高氨氮废水处置本钱极其昂扬和没法回用的困难。
（1）提出了以非碱金属化合物作为焙烧增加剂的新方式，揭露了钒渣钙化焙烧物相转化纪律，成立了合适大局部含钒物料的钙化焙烧手艺，焙烧增加剂石灰石（CaCO3）单耗较传统钠盐工艺纯碱（Na2CO3）用量大幅降落，完成泉源减量57.26%。
（2）说了然铵对钒浸出不变性的影响纪律，初创了铵盐沉钒-废水石灰中和-铵介质在线轮回手艺，制备了高品德钒产物、处置了含氨废水的低本钱处置和轮回操纵困难，冲破了传统石灰提钒工艺不能制备及格产物的限定。
（3）构建了“钒渣钙化焙烧—硫酸浸出—铵盐沉钒—铵介质轮回操纵”新工艺，冲破了传统提钒手艺没法统筹绿色、高品德和低本钱出产的手艺瓶颈，在国际上初次完成了废水低本钱零排放。
图2 “钒渣钙化焙烧-铵介质在线轮回”工艺
2.初创“缓释热控温-无黏结焙烧”通用手艺
钒渣焙烧进程中经常呈现物料黏结景象，常常致使钒转化率降落，严峻者设备没法一般运转。业界遍及以为，焙烧进程天生的低熔点钒酸盐是液相的首要来历。是以，传统方式是在入炉猜中配加提钒尾渣，经由进程降落熟猜中的钒酸盐总量来防止黏结。但在新工艺财产化进程中，因为工艺特色没法实行上述手艺，是以须从道理机制上立异，另辟门路处置上述困难。
（1）经由进程实际研讨和大批实验，说了然构成焙烧进程频仍粘窑结圈的首要缘由是含钒物料在特定温度规模敏捷氧化并与增加剂化合，短时候内集合开释庞大的反映热，因来不迭散热构成“料温升高—疾速反映—集合放热—料温升高”连锁反映，终究致使物料温度太高，呈现大批液相物资而发生物料烧结，并黏结在窑壁上构成结圈，禁止了氧气进入颗粒外部反映，钒转化率较着降落。
（2）开辟了配加惰性熟料-接收反映热-控温焙烧手艺，并进一步揭露了熟猜中低价钒在尖晶石氧化进程中的催化感化，处置了工程化进程的物料粘窑结圈困难，钒转化率由83%以下前进到88%以上，保障了焙烧功课不变受控，焙烧工序处置才能大幅度前进，反转展转窑操纵系数前进到0.33t/（m3·d），到达了行业抢先程度。
3.开辟出恒pH挑选性强化浸出钒手艺及设备
因攀西钒钛磁铁矿中磷含量高的天禀特色，钒渣焙烧所得熟料浸出进程中，局部磷跟着钒的浸出进入溶液，当磷含量较高时，会降落钒的积淀率，影响五氧化二钒及钒铁、钒氮合金产物品德，增加到钢材中将降落钢铁的塑性和打击韧性等，以是在酸性前提下挑选性浸出钒和按捺磷的浸出，是提钒的关头手艺难点之一。
（1）揭露了钙化焙烧熟猜中钒磷消融纪律，开辟出恒pH挑选性浸出手艺及主动加酸设备，冲破了挑选性浸钒抑磷的手艺困难，钒产物品德到达行业规范。
（2）成立了钙化焙烧熟料恒pH硫酸浸出动力学模子，开辟了前进早期搅拌强度、强化浸出动力学前提的手艺及关头设备，钒的浸出率前进到97%以上。
4.构建提钒烧毁物资本化高值化操纵手艺
基于顶层设想思绪，在固废总量大幅度削减的根本上，再连系提钒尾渣和废水的成份特色，对尾渣中的铁、锰、钒等无益元素停止资本化操纵研讨，对提钒废水中锰资本停止收受接管的研讨，开辟了提钒尾渣资本化操纵手艺、电解法处置沉钒废水收受接管金属锰手艺，完成了烧毁物全量化操纵。
（1）发了然提钒尾渣浮选分手石膏-富铁料建造炼钢造渣球手艺，完成了提钒尾渣的增值操纵。提钒尾渣经浮选分手后，所得富铁料铁含量富集到40.80wt%，硫含量降落到0.28%，知足建造炼钢造渣球对尾渣的成份请求。
（2）发了然低锰浓度提钒废水电解收受接管金属锰手艺，电解后的阳极液可间接前往浸出轮回操纵，处置了废水处置发生的固废石膏渣题目，收受接管金属锰的代价对消了电能的投入，完成了零本钱废水处置。
操纵情况与结果
1.产线操纵及结果
基于本名目而建的攀钢西昌钒产线（见图3），自2012年运转至今，出产不变受控，所得五氧化二钒产物档次>98%，钒收率前进到84.10%，产量超设想产能32%，废水完成低本钱零排放，固废完成资本化操纵，初次在环球钒行业完成了绿色建造。2018年-2021年6月新增产值67亿元。2021年，攀钢钒钛上市公司以46.11亿元100%收买西昌钒成品，完成了手艺立异到实际出产力的转化。
图3 攀钢西昌钒成品公司
2.手艺前进前辈性对照
名目共取得中国发现专利受权17项，合用新型专利受权2项，并在俄罗斯、南非、新西兰等首要产钒国取得发现专利受权16项；制定1项行业规范；颁发21篇论文；构成了具备自立常识产权的专利集群掩护体系，1项主专利获2013年纽伦堡国际发现博览会金奖，2项主专利取得中国专利优异奖
与传统工艺比拟，本工艺所得产物V2O5档次高，钒收率到达了抢先程度，辅材耗损量削减了51.40%，综合能耗降落了33.18%，碳减排了62.88%，废水处置副产固废减量了52.38%，提钒尾渣完成资本化操纵，加工本钱最低，很好地处置了绿色建造与经济效益的抵触。
手艺研发进程构成的功效取得3项四川省科技前进奖一等奖。2016年，名目功效参与了国度“十二五”科技立异成绩展并取得好评。
2020年12月12日，钢协构造对本名目功效停止了评估，由包含5位院士在内的11名行业专家构成的评估组，认定“手艺功效已在18800tV2O5/a洁净提钒出产线不变运转6年，经济、社会效益明显。名目功效焦点手艺到达国际抢先程度”。
2021年，攀钢西昌钒成品公司成为中国钒行业独一当选国务院国资委国有重点企业办理标杆成立步履办理标杆企业。
名目研讨功效合用于环球以钒渣为质料的钒出产企业，具备很好推行操纵远景，对其余含钒物料也有较大的顺应性。该手艺鞭策我国钒产物的绿色建造手艺从“跟跑、并跑”改变为“领跑”。
