低溫催化循環(huán)法生產(chǎn)五氧化二釩項目實施建議書

催化循環(huán)法生產(chǎn)五氧化二釩項目建議書喻中甫 喻思皓中甫試驗室2023年12月前 言1000〔催化循環(huán)法生產(chǎn)五氧化〕的初步可行性，主要用作宣傳或申報國家立項時書寫正規(guī)工程建議書〔或可〕的參考資料，由于編者的學(xué)問和閱歷有限，缺乏之處敬請批判和指正。一、工程建設(shè)的目的和意義〔一〕產(chǎn)品用途廣泛五氧化二釩是釩氧化物中應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品，在釩資源勘探、生產(chǎn)和國際貿(mào)易中，一般都以五氧化二釩作為計算單位。首先，它是生產(chǎn)金屬釩、釩鐵合金和其它釩基合金的中間產(chǎn)品，也是制造釩催化劑的原料，還可用作苯甲酸、鄰苯二甲酸等有機合成的催具有高熔點、易加工等特性，主要用于鋼鐵工業(yè)、國防工程材料制造、化學(xué)和輕紡工業(yè)等領(lǐng)域。其次，五氧化二釩在石油化工設(shè)備制造中被用作設(shè)備防腐的緩蝕劑，在合成氨工業(yè)中被用作脫碳、脫硫的催化劑，在油漆、不透紫外線玻璃、照相顯影劑等制造行業(yè)也有廣泛的用途。此外，在鋼材中參加少量的金屬釩可大大提高鋼材的抗壓強度，因此的高速進(jìn)展和國家啟動四萬億刺激經(jīng)濟打算，釩及釩化合物需求量將越來越大。但是釩礦資源稀有而分散，當(dāng)前主要來源是從含釩鐵礦的冶煉過程中提取，產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求?！捕斥C的前景釩應(yīng)用比較廣泛，將來比較有潛力的應(yīng)用開發(fā)方向有以下幾個方面：全釩蓄能電池。全釩電池是近年開發(fā)的承受VOS04型電池。這種電池具有充放電效率高〔90％、自放電流低〔100000kwV2057000t，這將進(jìn)一步拓寬釩的應(yīng)用。1000全、能耗高、經(jīng)濟差、儲氫量小等問題，廣泛應(yīng)用在燃料電池、電動車、鎳氫電池、儲氫和輸送氫等方面。世界上已經(jīng)應(yīng)用的儲氫合金主要有：稀土系A(chǔ)B51.3％；鈦鋯系A(chǔ)B22.0％。其他類型的儲氫合金由于本錢高或吸、放氫3.8％。很多國家對釩基固溶體BBC20233.3％，2.3％，放氫溫度100℃的較為抱負(fù)的釩基儲氫合金。4發(fā)生變化。這也是釩資源利用的一個重要方向。在釩的功能材料中，溶膠-凝膠技術(shù)制VO4等特別性質(zhì)可用于太陽能掌握材料、紅外輻射測溫計、熱敏電阻、熱致開關(guān)、可變反射熱致變色顯示材料、非線性或線性電阻材料、溫度傳感器、可調(diào)微波開關(guān)裝置、紅外光學(xué)調(diào)制材料、高靈敏度應(yīng)變傳感器、透亮導(dǎo)電材料、抗靜電涂層等方面。美國CCU1988種具有光學(xué)透過率突變性能的功能瓷材料二氧化釩薄膜。釩的發(fā)光材料。摻Eu3+離子的釩酸鹽LnVO:Eu3+〔Ln為La、Y〕通過調(diào)變陽離4子的成分和含量，可使釩酸鹽LnVO:Eu3+出不同波長的光。含釩的發(fā)光材料將有寬闊的4應(yīng)用前景。釩磷酸釔銪Y(V0)P0:Eu3+和釩酸釔銪YV0︰Eu3+都是高效的紅色發(fā)光材料，4 4 4作為調(diào)整色度的發(fā)光材料。釩顏料及變色材料。釩作為顏料在瓷工業(yè)中早有應(yīng)用，但很多傳統(tǒng)工藝目前的高溫釉用色料，已被瓷及相關(guān)工業(yè)使用并產(chǎn)生出巨大的商業(yè)價值。25義。要想使V0催化劑到達(dá)納米尺度，需要解決粉體制備、分散性的保持、催化活性和25的產(chǎn)品開發(fā)方向。釩酸釔(YV04加工鍍膜簡潔等特點，因此用于光學(xué)偏振器的材料。在光纖通訊中，每一個光源和光纖而每個光隔離器和環(huán)行器，分別需要兩片和三片釩酸釔晶體，因此對釩酸釔的需求量很大?！踩硞鹘y(tǒng)技術(shù)概述我國釩礦資源較多，總保有儲量五氧化二釩259631949%量釩礦產(chǎn)出?！?.2%～1.8%之間，這些礦石中的釩大多是以穩(wěn)定的三價釩為主，提取五氧化二釩的難度較大。幾未得到格外滿足的效果。〔一般為碳酸鈉、氯化鈉或芒硝〕混合，在肯定的溫度下焙燒，使釩轉(zhuǎn)為可溶性的鈉鹽，反響方程式如下：4FeO·V2O3+4Na2CO3+5O2→8NaVO3+2Fe2O3+4CO2↑4FeO·V2O3+8NaCl+7O2→8NaVO3+2Fe2O3+4Cl2↑焙砂再經(jīng)過浸出，從燒結(jié)塊中浸出NaVO,用酸中和至pH=5～6時參加硫酸銨，調(diào)整3pH=2～3，可析出六聚釩酸銨，使釩酸鹽進(jìn)入溶液，溶液經(jīng)過濾，濾出廢渣，再經(jīng)過沉淀、精巧等過程得到五氧化二釩。國外有的企業(yè)直接利用含釩高的釩鈦磁鐵礦生產(chǎn)五氧化二釩，首先將礦石制成精礦，然后與熔劑混合，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中焙燒，焙砂用水浸“二氯化鈣＋氫氧化鈣”焙燒等方法，這些方法只能局部降低焙燒煙氣中的氯氣和氯化氫的濃度，不能完全解決廢氣污染環(huán)境的問題。有的承受中間鹽法或酸浸萃取法，雖然抑制了廢氣污染環(huán)境問題，但酸浸過程會把砷、鎘、鉛、銅、鋅、鐵、錳等有害雜質(zhì)同時浸出，溶液凈化和廢水處理格外困難，而且生產(chǎn)設(shè)備必需有效防止酸性腐蝕，設(shè)備投資大，運行費用高，廢水和廢渣對環(huán)境的污染也難以完全消退。國局部廠家改用了鈣化焙燒法，解決了生產(chǎn)中污染廢氣產(chǎn)生的問題，但是用石灰石焙燒后以鈣鹽化合物的形式存在，也給環(huán)境帶來了肯定的污染。也有少數(shù)廠家承受離子交換樹法生產(chǎn)五氧化二釩，解決了鹽酸廢水的污染問題，但離子交換樹脂有自己的壽命周期，操作中也會流失局部別子交換樹脂，提高了生產(chǎn)本錢。VO25的專利技術(shù)，以及目前已投入工業(yè)化生產(chǎn)的VO25污染、本錢低、投資少的要求。〔四〕技術(shù)優(yōu)勢化氫、氯氣等有毒有害氣體，有效解決了傳統(tǒng)鈉鹽焙燒工藝有毒廢氣排放的問題。材料或返回農(nóng)田，清洗礦渣的水返回浸取液配制貯罐循環(huán)使用。蒸發(fā)后的浸取液母液蒸汽經(jīng)冷凝器冷凝后返回浸取液配制貯罐循環(huán)使用。晶漿分別承受全密封壓濾方式進(jìn)展。對五氧化二釩提純后會產(chǎn)生少量濾渣，中和后用作建筑材料或返回農(nóng)田。整個過程廢氣、廢液排放極少廢渣經(jīng)過簡潔環(huán)保處理就能到達(dá)國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)或用作建筑材料，能順當(dāng)?shù)耐ㄟ^環(huán)評這道難關(guān)，降低環(huán)評本錢。假設(shè)該工藝能全面推廣將能有效解決五氧化二釩生產(chǎn)中的環(huán)境保護問題。2、本錢優(yōu)勢。由于低溫焙燒過程中不加鹽或堿，每生產(chǎn)１噸VO可降低本錢1-225萬元。同時，在提取制造過程中很少消耗酸堿等化工原料，承受浸取液循環(huán)使用的技術(shù)VOVO2-3每生產(chǎn)１噸VO25 25 25可降低本錢3－5萬元，提高了五氧化二釩生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益和市場競爭力。3、工藝優(yōu)勢。用簡潔蒸發(fā)萃取工藝流程取代傳統(tǒng)簡單的工藝流程，改二次焙燒為一次焙燒，去掉了由釩酸銨制取VO25干工序、釩酸銨煅燒工序。4、產(chǎn)品優(yōu)勢。用五氧化二釩萃取液萃取〔分為一次萃取和二次萃取〕后，五氧化98-99.9％，而傳統(tǒng)的釩酸銨焙燒法一般25只能到達(dá)98％的純度。5、產(chǎn)出優(yōu)勢。催化劑大大提高了化學(xué)反響的轉(zhuǎn)化率，快速將低價釩轉(zhuǎn)化為高價釩，90％以上，而傳統(tǒng)方法釩的轉(zhuǎn)化率只能到達(dá)40-50％，也就是說用一樣的礦石原料，使用VO產(chǎn)品。25綜上所述，高效清潔催化循環(huán)法生產(chǎn)VO的工藝與國外現(xiàn)有工業(yè)化生產(chǎn)方法相比25消滅了六個第一：第一個在生產(chǎn)VO過程中僅有極少廢氣、廢水排放的工藝。25本錢。第一個承受低溫催化浸取法〔20-60℃〕浸取、轉(zhuǎn)化原礦，使五氧化二釩轉(zhuǎn)化率達(dá)90%以上。第一個能用低品位釩礦石〔含量在0.3-2.0%，質(zhì)量百分比〕作為生產(chǎn)原料到達(dá)高轉(zhuǎn)化率〔VO釩的轉(zhuǎn)化率到達(dá)90％以上〕的工藝。25第一個使用五氧化二釩萃取液來提純五氧化二釩的工藝。催化循環(huán)法生產(chǎn)V2O5技術(shù)假設(shè)能全面推廣，將帶來五氧化二釩工業(yè)制造的革命?？斓陌盐帐袌龅拿}搏。二、市場推測〔2023-2023》或其它專業(yè)調(diào)研機構(gòu)最的市場分析報告。三、工程方案和生產(chǎn)規(guī)模工程屬性：建工程技術(shù)：催化循環(huán)法生產(chǎn)五氧化二釩〔202390四、工藝技術(shù)初步方案〔N導(dǎo)技術(shù)?！惨弧持圃烊撕喗樵摴に囍饕圃烊擞髦懈ο等珖鴥?yōu)秀科技工作者、全國五一勞動獎?wù)芦@得者、省勞從事化工爭論30多年，完成的科研成果有20多項，屢次在全國高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報上發(fā)表論文。所爭論的“D、D－1型CO、CO2微量自動分析”儀獲1978年首屆全國科學(xué)大會〔列為世界10難題，并已申請國家專利；1996〔即候氏制堿法，建立并逐步完善了一套投資少、本錢低的低鹽重質(zhì)純堿生產(chǎn)工藝——一步法生產(chǎn)低鹽重質(zhì)純堿〔喻氏制堿法，獲第六屆全國專利科技博覽會金獎。2023CN2.0工藝，該工藝具有無污染、投資少、本錢低、流程簡潔等優(yōu)點?！捕彻に嚵鞒毯喪鲠槍ΜF(xiàn)有V2O5制造工藝存在的一些缺乏，技術(shù)制造人供給一種釩轉(zhuǎn)化率高，對環(huán)〔參見p8“催化循環(huán)法生產(chǎn)五氧化二釩工藝流程簡圖：a20目后與浸取液攪拌混合均勻，〔90%以上10-161#積的循環(huán)浸取液，攪拌洗滌30分鐘后，將濾液與1#母液混合。前2次用回收循環(huán)浸取液，后2次用清水清洗，直至將清洗的后水PH值洗至6左右。清洗后的濾渣可用于建筑材料或返回農(nóng)田。b、蒸發(fā)濃縮：將1#母液參加五氧化二釩蒸發(fā)濃縮器，當(dāng)液面到達(dá)設(shè)定刻度時，封閉五氧化二釩蒸發(fā)濃縮器。用將蒸汽通入蒸發(fā)濃縮器的換熱管，將五氧化二釩蒸發(fā)濃縮1#母液蒸氣經(jīng)冷凝器冷凝后返回浸取液配制貯罐循環(huán)2#母液送至五氧化二釩蒸發(fā)結(jié)晶器。c將2#2#母液溫度升至肯定2#2#母5-10或四效蒸發(fā)裝置可大大節(jié)約能源。d、萃取分別：通過壓濾方式將晶漿進(jìn)展固液分別，過濾后的3#母液送至五氧化二1-2于肯定濃度時，將萃取液輸送至五氧化二釩提純蒸發(fā)器，反之則連續(xù)攪拌萃取。反復(fù)以3將萃取器剩余晶體用清水清洗2-3次后，將晶渣返回農(nóng)田。e、提純蒸發(fā)：將e工段合格的萃取液用泵打入五氧化二釩提純蒸發(fā)器，當(dāng)液面到達(dá)80%時，停頓加熱，讓濃縮器溫度降至常溫。降至常溫10-16標(biāo)準(zhǔn)則需進(jìn)展二次提純蒸發(fā)。f、枯燥包裝：將五氧化二釩晶體輸送至枯燥器，將枯燥器的溫度升至肯定溫度，2-4催化循環(huán)法生產(chǎn)五氧化二釩工藝流程簡圖〔專利保護請勿復(fù)制或流轉(zhuǎn)〕粉碎機

中和液礦石一次渣萃取液配制貯罐

1#母液壓濾器

浸取液配制貯罐冷凝器2#母液多效蒸發(fā)器多功能過濾萃取器冷凝器3#母液二次渣

分解反響回收器萃取液配制貯罐枯燥器

離心機

冷凝器提純蒸發(fā)器m2；

五、建廠條件〔一需用廠房面積約18000m24000m212023〔二〕60m3/h，120m3/h，因此廠區(qū)應(yīng)靠近淡水河；〔三〕500KW；〔四〕88員工；〔五〕工廠應(yīng)建在交通便利、離原材料較近的地方，降低運輸本錢；六、投資估算和經(jīng)濟效益分析〔一〕建廠周期10〔二〕資金投入1000V2O5工廠進(jìn)展計算，需投2023年產(chǎn)1000噸五氧化二釩工廠投資估算表名稱工業(yè)蒸汽沸騰爐

〔容積〕10t/h

數(shù)量〔個〕1

預(yù)計 材質(zhì)資金220浸取反響器 200M浸取反響器 200M34180VO120M32320母液提純器120m3180VO60M3150VO120M3180貯罐300M38160產(chǎn)品烘箱6m3120推料式離心機20kw1600Cr18Ni9Ti不銹鋼，依據(jù)3.5萬元/噸計算2525用于儲存浸取液、萃取液、回收液不銹鋼泵不銹鋼管道不銹鋼閥門〔法蘭〕工程塑料管道工程塑料閥門

〔10-15kw〕〔Φ50-100mm〕〔Φ50-100mm〕〔Φ50-100mm〕〔Φ50-100mm〕

6 6400M 20100套 10500M 380 2電器設(shè)備攪拌機設(shè)備制作費分析設(shè)備儀器機電工具工程設(shè)計費土建廠房其它費用環(huán)境評估

變壓器等

606 10180358012010050200

含500KW變壓器邀請有資質(zhì)設(shè)計院進(jìn)展設(shè)計不行預(yù)見費用〔包括前期工程申報費用〕合計 2023萬元〔三〕本錢估算年產(chǎn)1000噸五氧化二釩企業(yè)本錢估算表〔單位噸本錢〕(元/噸)〔噸〕本(元〕礦石100(元/噸)〔噸〕本(元〕礦石10018018000貴州礦〔五氧化二釩含量0.8%〕催化劑60000.63600浸取劑260012600煤600127200煤的發(fā)熱量要求在5000Kcal/Kg以上電0.61500900單位：千瓦時水1.2300360單位：立方米其它化8000工原料工資2400依據(jù)80個工人計算