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钒是一种重要的合金元素，被誉为“现代工业的味精”。钒常以钒铁、钒氮合金等形式应用于冶金、化工、航空航天以及电池等领域。
据金属百科数据显示，约85%的钒应用于钢铁冶金行业，在钢铁冶炼过程中加入适量的钒，会提高钢的强度、韧性和耐磨性，钒现在已经成为了钢筋生产中最常用的微合金化元素，加钒钢筋拥有更高的强度、优良的弯曲性能、焊接性以及抗疲劳性能等良好的综合机械性能。钒在非钢铁领域的应用越来越广泛，约占钒消费15%左右，涵盖了航空航天、化学、电池、颜料、玻璃、光学、医药等众多领域。
全球五氧化二钒分布及产量
根据国家统计数据显示，钒产量方面目前全球钒矿市场主要贡献国为中国、俄罗斯和南非。三国产量占全球总产量90%。
钒钛磁铁精矿化学成分（试验用）（%）
钒钛磁铁矿冶炼
钒钛磁铁矿是一种以铁、钒、钛等多种有价元素的共生复合矿，也是重要的钒、钛资源，是世界范围内广泛分布的一种矿产资源，其中中国、南非、俄罗斯、加拿大、新西兰、印尼等国家为主要分布国家。钒钛磁铁矿也是世界公认的难冶炼矿种之一，其综合利用难度大。截止目前，冶炼钒钛磁铁矿的工艺主要有传统高炉工艺和非高炉工艺两种，而非高炉工艺主要以新西兰、南非的回转窑直接还原+电炉熔分工艺最为成熟。
近年来随着各种冶炼工艺的不断发展成熟，我国冶金工作者根据钒钛磁铁矿特性及综合利用钒钛磁铁矿资源，利用多种不同工艺路线及设备进行了探索和研究，以下针对不同钒钛磁铁矿的冶炼工艺及特点进行分析比较。
高炉冶炼工艺
目前，采用高炉冶炼工艺处理钒钛磁铁矿的主要有中国的攀钢和承钢、俄罗斯的丘索夫钢铁公司和下塔吉尔钢铁公司。
高炉冶炼工艺具有技术成熟可靠、生产效率高、且能够实现钒钛磁铁矿的规模化利用等诸多优点。由于高炉冶炼工艺需要合适的炉渣粘度以确保炉内透气性和炉渣流动性，入炉原料中通常要配入30%左右的普通铁矿，所形成的高炉渣中TiO2的含量通常不超过20~25%，这种高钛型高炉渣的提钛工艺技术难度较大，目前尚无有效的利用技术；因此，高炉冶炼工艺只利用了钒钛磁铁矿中的铁和钒资源，最终获得钒的综合收得率通常不高于60%，亦有相当数量的钒未被有效回收。
此外，高炉冶炼工艺的系统及装备配置复杂、工序能耗高、污染物排放量大，在践行绿色发展、推进生态文明建设的时代背景下，高炉冶炼工艺面临较大的环保和资源压力。
由此产生非高炉冶炼工艺。
非高炉冶炼工艺
目前，采用非高炉冶炼工艺处理钒钛磁铁矿的方法有很多种，技术也是成熟的，主要是回转窑直接还原-电炉熔分工艺。我国在非高炉冶炼工艺处理钒钛磁铁矿方面，近十多年来也进行了大量的研究和实践工作，并取得了一定的进展和突破。归纳起来分为预还原-电炉熔分工艺、直接还原-磨选工艺两种。
预还原——电炉熔分工艺原理就是通过设备进行预还原，在电炉内进行深还原，从而达到金属铁熔融分离。
a、转底炉煤基直接还原-电炉熔分冶炼工艺
b、回转窑直接还原一电炉熔分工艺
c、竖炉煤基直接还原-电炉熔分冶炼钒钛磁铁矿工艺
主要以回转窑直接还原-电炉熔分为代表工艺
目前，采用回转窑直接还原-电炉熔分工艺处理钒钛磁铁矿的主要有新西兰钢铁公司和南非海威尔德钢钒公司。回转窑直接还原-电炉熔分工艺具有技术成熟、污染物排放量少、系统及装备配置简单、可实现%钒钛磁铁矿入炉等优点；通过回转窑直接还原后在电炉中进行深度还原和熔分，获得含钒铁水和熔分钛渣；含钒铁水在铁水包中进行吹氧提钒，从而获得钒渣，最终获得的钒渣中钒的综合收得率通常为70~80%。由于经回转窑处理后的物料既含有直接还原铁，也含有过剩的还原剂，在电炉熔分过程中，还原剂中的灰分及脱硫剂进入渣相，从而稀释了熔分钛渣中TiO2的含量，熔分后渣相中TiO2含量在30~35%，目前也未得到有效利用。
此外，采用回转窑作为直接还原设备，回转窑炉内物料通过高温火焰和烟气进行加热，炉内氧化性气氛和还原性气氛无法有效隔离，炉内物料依靠窑体的转动而实现迁移；由于该工艺的先天不足，导致产品质量不稳定、能源消耗过高；另外，由于窑体内部易于发生结圈故障，设备作业率通常偏低。此外，由于回转窑排出物料中铁的金属化率通常不超过80%，导致电炉冶炼工序承担熔分功能的同时还承担较重的还原任务，因此电炉冶炼的电能消耗较高。
直接还原-磨选工艺是非高炉炼铁的主要方法之一,它在20世纪50年代曾与氧气转炉炼钢、连续铸钢,共称为冶金技术上的三项革命。用直接还原-磨选工艺是指钒钛磁铁矿石在低于熔化温度下还原成海绵铁（直接还原铁），处理钒钛磁铁矿研究起步于九十年代末期，钒、钛进入渣相，含钒钛渣进一步提钒，达到铁、钛、钒分离目的。其主要特征是还原铁粉含碳量比生铁低(2%),空隙率、金属化率和全铁含量高,以及硫、磷含量低、环境污染少等，因其含碳低,所以直接还原铁具有很高的反应活性和优良的物化性能,使其成为废钢代用品的首选，通过深加工还可生产钒钛微合金铁粉。为了达到固态下完全还原，采用隧道窑生产，产能受一定限制。试验表明：钒、钛、铁元素得到了充分回收，钒收得率高（75%~80%以上）。钛渣含钛量达到55%~75%，可做为生产钛白粉原料，得到完全回收利用，所以大大提高了钒钛磁铁矿附加值。
非高炉冶炼钒钛磁铁矿工艺对比表
非高炉冶炼钒钛磁铁矿工艺技术都是可行的，但不能将非高炉新工艺简单地与处理普通铁矿相对比，二者的技术成熟度不同，差别较大。根据不同地点钒钛磁铁矿理化性能不同，侧重点不同，工艺、技术参数、价值差异合理定位。
先提钒工艺流程
即直接用钒钛磁铁精矿配加钠盐进行氧化钠化焙烧，提取五氧化二钒；提钒后的尾矿进一步铁、钛分离，该工艺可回收钒钛磁铁精矿中80%左右的钒。不足之处是提钒时处理量大，大规模化生产困难。提钒后低钛物料内含有钠离子较高，给铁的回收照成很大难点；高钛物料回收铁时也很难处理，只能应用电炉（矿热炉）冶炼，成本会大大增加。主要生产厂家多为含钒（V2O5≥1.2）较高的钒钛磁铁矿（南非米德尔堡的瓦斯帕克洛夫厂、芬兰莫斯塔瓦拉厂）。
先提钒企业原料品位
国内现先提钒工艺企业三家，辽宁朝阳二家，陕西一家。
辽宁朝阳二家均采用南非钒钛磁铁矿与当地高钒、高钛低铁型钒钛磁铁矿。
我成长经历——钒钛磁铁矿
五氧化二钒生产实战技能（节选一）
五氧化二钒生产实战技能（节选二）
