钒(Vanadium)是一种具有重要用途的稀有金属元素,具有良好的物理和化学性质,在钢铁、钢合金、化工、新能源、航空航天等领域中都有广泛的应用。
钒的市场
其中在新能源行业中,钒电池和钒电解槽电池等钒电化学能量储存器已被广泛研究和应用于能源存储。随着清洁能源的逐步普及和应用,钒电池在储能领域中的应用前景越来越广阔。同时,钒在太阳能光伏、风能、水能等其他新能源的应用中也被广泛应用。未来,随着新能源行业的进一步发展和壮大,钒在新能源市场中的份额有望不断提升。据预测,未来几年全球钒电池市场规模将保持较高的增长率,市场规模将达到数十亿美元。
石煤钒矿,也称为火成石煤钒矿,是一种含有高浓度钒元素的矿物,通常与煤层岩和石墨页岩伴生。中国是全球最大的石煤钒矿生产国之一,主要分布于湘、赣、浙、豫、皖、鄂、陕、桂、黔等省区。在我国已探明的石煤钒矿中,总钒量高达1.18×t,超过世界其他国家及地区钒的总储量。然而,由于其性质复杂、品位低、提钒难度大,我国丰富的石煤钒矿资源尚未得到充分高效的开发利用。
石煤钒矿提钒的主要方法
酸浸是石煤钒矿最为常见的浸出方法,包括直接酸浸和焙烧后酸浸,因其适应性强、浸出率高,且具有环保低耗的优点,已是石煤钒矿提钒的主要发展方向
石煤钒矿酸浸液的进一步提钒主要包括化学沉淀法、离子交换法和溶剂萃取法。
由于酸浸液中多含有Cr、P、Fe等杂质,在进行化学沉淀时需要添加某些试剂进行除杂,但除杂时会造成钒的损失,且有时会引入新的杂质(如Si、Ca、Al等),因此化学沉淀法在石煤钒矿酸浸液提钒的应用局限性较大;
离子交换法主要依靠离子交换树脂对酸浸液中离子亲和力的不同,从而达到进一步提钒的目的,然而,由于石煤钒矿酸浸液提钒难以找到交换容量大的树脂类型,且溶液中的杂质会导致树脂“中毒”,因此,已开始逐步退出工业应用;
溶剂萃取法是利用目的组分在不同溶剂中溶解度的不同来分离混合物的方法,相较而言,溶剂萃取法可以针对不同酸浸液类型选择合适的萃取剂,具有选择性好、萃取率大、产品纯度高、处理能力大等优点,目前已经成为酸浸液提钒的热点。
提钒设备
通过萃取数据表明,离心萃取机进行钒萃取,萃取率高,产品纯度高,适合进行钒萃取操作。其中CWL-M系列新型离心萃取机,相较于传统的离心萃取设备,在结构上更加简单、稳定,避免渗漏风险,大大降低了维修成本,延长使用寿命;同时,新型离心萃取机节能环保,功耗低,混合、萃取效率高,可实现连续化和间歇式操作;离心萃取机材质可以定制,根据料液体系,可选择全氟材料,耐强酸腐蚀。