欢迎您的访问!
您现在的位置:主页 > 产品介绍 >

钒资源储量和矿产产量钒的用途及应用领域

发布时间:2021-11-29

  在自然界中,钒很难以单一体存在,主要与其他矿物形成共生矿或复合矿。目前发现的含钒矿物有70多种,但主要的矿物有以下3种:钒钛磁铁矿(世界上除美国从钾钒铀矿中提钒外,其他主要产钒国家中都从钒钛磁铁矿中提取钒);钾钒铀矿(美国等地是这种矿物的主要产地);石油伴生矿(这种矿寄生在原油中,中美洲国家拥有大量的石油伴生矿,这种资源已日益显示出其重要性)。现在已探明的钒资源储量的98%赋存于钒钛磁铁矿中,V2O5含量可达1.8%。

  中国钒资源很丰富,是全球钒资源储量大国。我国钒资源广泛分布于19个省市(区),但主要集中在四川攀枝花地区和河北承德地区,尤其是攀枝花地区的钒资源最为丰富。我国钒矿资源主要有两种形式,即钒钛磁铁矿和含钒石煤。最新勘查表明(国土资源部2013年数据),仅攀枝花市境内钒钛磁铁矿保有储量达237.43亿吨,其中钒资源储量达1862万吨,居国内第一、世界第三。湖南、广西、甘肃,湖北等省份也有钒资源的分布。近年来,四川省地勘基金助力地质找矿,全省地质找矿取得明显成效。截至2012年底,探获钒钛磁铁矿44亿吨、钛16360万吨、钒800万吨。

  另外中国还拥有丰富的石煤钒资源,属于低品位的含钒资源,石煤钒矿的含钒量与世界非石煤钒矿资源总储量相当,含钒石煤主要分布在我国湖南、广西、湖北等省。石煤总储量618.8亿吨,其中已探明工业储量39亿吨,五氧化二钒含量大于0.5%的储量为7707.5万吨。

  除我国外,世界上其他国家在工业上开采利用的尚不多见,因此石煤是我国的特色原料。在目前技术下, 五氧化二钒品位达到0.8%以上的石煤才具有工业开采价值,约占石煤总储量的20%-30%,其可开采储量大于钒钛磁铁矿,因此,以石煤为原料生产钒制品在我国具有良好的发展前景。

  以下数据由中国相关机构统计,与上文中美国地质调查局(USGS)提供的数据有差别,请注意区分。

  中国是世界上主要的产钒大国。从产量来看,我国钒制品产量大幅提高,而世界其他国家钒产品生产消费量基本保持稳定,使得我国钒制品产量占全球产量的比重由2005年的27%提高到2010年的45%。从2007年开始,我国已经成世界第一产钒大国。2011年,我国钒制品的年产量约占全球年总产量的48%。2012年我国钒产量接近7万吨,占全球产量的50%以上。攀钢在2012年钒制品产量16500吨。(攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司2012年度报告)

  钒是一种高熔点难熔稀有金属,其主要产品形式有:五氧化二钒、三氧化二钒、钒铁、氮化钒等。其中,五氧化二钒和三氧化二钒是实际生产中最主要的氧化钒,他们是制取诸如钒铁、氮化钒和碳化钒等后续钒制品的主要原料。

  钒的产品分为初级产品、二级产品和三级产品。初级产品包括含钒矿物,精矿、钒渣、报废的石油精炼的废催化剂,报废的触媒和其他残渣。二级产品包括五氧化二钒,也可以是一种可用的工业产品,即生产硫酸的触媒和石油精炼用的催化剂。三级产品包括钒铁、钒铝合金、钼钒铝合金、硅锰钒铁合金及钒化合物,其中钒铁是最重要的钒材料,它占钒消费量的85%。

  五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业,主要用于冶炼钒铁。用作合金添加剂,占五氧化二钒总消耗量的80%以上,五氧化二钒每年的消耗量大约在400吨左右,高纯度五氧化二钒每年需要量估计在100 吨左右。

  钒铁是钒和铁组成的铁合金,主要在炼钢中用作合金添加剂,高钒钒铁还用作有色合金的添加剂。常用的钒铁有含钒40%、60%和80%三种。钒铁是钢铁工业重要的合金添加剂。目前各种含钒钢的应用范围越来越广。

  钒钛等合金用于生产航空合金材料(棒材和板材)系列产品,每年消耗的钒在50吨左右。钒氮合金是一种新型合金添加剂,可以替代钒铁用于微合金化钢的生产。氮化钒添加于钢中能提高钢的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能,并使钢具有良好的可焊性。

  钒是一种重要的合金元素,主要用于钢铁工业。含钒钢具有强度高,韧性大,耐磨性好等优良特性,因而广泛应用于机械、汽车、造船、铁路、航空、桥梁、电子技术、国防工业等行业,其用量约占钒消耗量的85%,钢铁行业的用量在钒的用途中占最大比重。钢铁行业的需求直接影响到钒市场行情。大约有10%的钒用于生产航天工业所需的钛合金。钒在钛合金中可以作为稳定剂和强化剂,使钛合金具有很好的延展性和可塑性。此外,钒在化学工业中主要作为催化剂和着色剂。钒还被用于生产可充电氢蓄电池或钒氧化还原蓄电池。

  85%左右的金属钒是以钒铁和钒氮合金的形式被添加于钢铁生产中,以提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性。含钒的高强度合金钢广泛应用于输油/气管道、建筑、桥梁、钢轨等生产建设中。含钒高强度合金钢主要有:高强度低合金(HSLA)钢(综合);HSLA钢板;HSLA型钢;HSLA带钢;先进高强度带钢;建筑用螺纹钢筋;高碳钢线材;钢轨;工具和模具钢等。

  全钒液流电池(Vanadium redox battery,RVB)是一种新型清洁能源存储装置,其研究始于20世纪80年代的澳大利亚新南威尔士大学。在美国、日本、澳大利亚等国家有应用验证,与其它化学电源相比,钒电池具有功率大、容量大、效率高、 寿命长、响应速度快、可瞬间充电、安全性高和成本低等明显的优越性,被认为是太阳能、风能发电装置配套储能设备、电动汽车供电、应急电源系统、电站储能调峰、再生能源并网发电、城市电网储能、远程供电、UPS系统等领域的优先选择。

  全钒液流电池是一种新型储能和高效转化装置,将不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质,分别储存在各自的电解液储罐中,通过外接泵把电解液泵入电池堆体内,使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动,采用离子交换膜作为电池组的隔膜,电解质溶液平行流过电极表面并发生电化学反应,通过双电极板收集和传导电流,使存储在溶液中的化学能转化为电能。这个可逆的反应过程使钒电池可顺利完成充电、放电和再充电。钒电池工作原理: