钒冶金PDF电子书下载

1 概论 1

1.1 钒的发现 1

1.2 钒工业的兴起 1

1.3 钒工业的新进展 2

参考文献 3

2 钒资源 4

2.1 钒资源概况 4

2.2 钒的矿物 4

2.3 钒的地质化学 6

2.4 钒资源的地理分布 6

2.4.1 非洲 7

2.4.2 欧洲 7

2.4.3 亚洲 8

2.4.4 北美洲 11

2.4.5 中南美洲 11

2.4.6 大洋洲 11

2.5 钒资源的储量与储量基础 13

2.6 钒工业的生产概况 15

2.6.1 南非共和国 15

2.6.2 俄罗斯 17

2.6.3 中国 18

2.6.4 澳大利亚 19

2.6.5 美国 20

参考文献 21

3 钒及钒化合物的性质 22

3.1 钒的物理性质 22

3.2 钒的化学性质 23

3.3 钒氧化物、氢氧化物的性质 25

3.3.1 五氧化二钒 27

3.3.2 四价钒的氧化物 28

3.3.3 三价钒的氧化物 28

3.3.4 二价钒的氧化物 29

3.3.5 钒的过氧化物 29

3.3.6 钒的氢氧化物 29

3.3.7 不同价态的钒离子与化合物之间的关系 29

3.4 钒酸的性质 30

3.5 钒酸盐的性质 31

3.5.1 五价钒酸盐 31

3.5.2 四价钒的钠盐 34

3.5.3 三价钒的钠盐 34

3.5.4 二价钒盐 34

3.6 钒的卤化物及氧钒卤化物 34

3.6.1 五价卤化钒 35

3.6.2 四价的氟化钒 35

3.6.3 三价的氟化钒 35

3.6.4 二价的氟化钒 35

3.6.5 氧钒氟化物 36

3.6.6 四氯化钒 36

3.6.7 三氯化钒 37

3.6.8 二氯化钒 37

3.6.9 三氯氧钒 37

3.6.10 一氯二氧钒 37

3.6.11 二氯氧钒 38

3.6.12 一氯氧钒 38

3.6.13 四溴化钒 38

3.6.14 三溴化钒 39

3.6.15 二溴化钒 39

3.6.16 三溴氧钒 39

3.6.17 二溴氧钒 39

3.6.18 一溴氧钒 39

3.6.19 三碘化钒 40

3.6.20 二碘化钒 40

3.6.21 钒卤素配合物及钒氧卤素配合物 40

3.7 钒的硫化物 41

3.8 钒的晶隙间化合物 41

3.8.1 钒的氢化物 42

3.8.2 钒的氮化物 42

3.8.3 钒的碳化物 42

3.9 钒-氧类水溶液化学 43

参考文献 45

4 钒的应用 47

4.1 概述 47

4.2 钒在金属材料中的应用 47

4.2.1 钒在钢铁工业中的应用 48

4.2.2 钒在其他工业中的应用 50

参考文献 64

5 钒冶金过程基础 65

5.1 物理富集 66

5.1.1 钒钛磁铁矿的富集 68

5.1.2 钛精矿及硫化物精矿的分离 69

5.1.3 其他类型钒矿的富集分离 69

5.2 冶金工艺——铁钢冶炼、富集钒渣 70

5.2.1 铁精矿高炉冶炼前处理 70

5.2.2 钒钛磁铁矿的高炉冶炼 71

5.2.3 钒钛磁铁矿的高炉铁水——提钒炼钢 71

5.2.4 非高炉冶炼法 73

5.3 化学工艺——钠化焙烧 74

5.4 钒的湿法冶金工艺及设备 77

5.4.1 浸取 77

5.4.2 浸取设备 78

5.4.3 浸取液的净化 80

5.4.4 溶剂萃取法 83

5.4.5 离子交换法 86

5.4.6 水解沉钒 88

5.4.7 铵盐沉钒 90

5.4.8 钒酸钙、钒酸铁盐沉淀法 91

5.4.9 钒沉淀物的后处理：分解—煅烧—熔片 92

5.4.10 沉钒方法的比较 93

5.5 生产过程中的常见问题 93

5.5.1 常见的技术难题 93

5.5.2 钒生产厂成功的关键因素 94

参考文献 94

6 湿法冶金提取钒的工艺过程举例 96

6.1 钒钛磁铁矿（TFM）直接生产五氧化二钒 96

6.1.1 芬兰 96

6.1.2 南非 97

6.1.3 从冶金钒渣提取V2O5 101

6.2 自含钒铀矿提钒 104

6.2.1 钠盐焙烧工艺 104

6.2.2 直接酸浸 104

6.2.3 溶剂萃取分离铀、钒 105

6.2.4 美国铀、钒联合提取流程 107

6.3 石煤提钒 112

6.3.1 我国石煤提钒的现状 114

6.3.2 石煤提钒技术的进展 115

6.4 其他原料提钒 119

6.4.1 从氧化铝生产过程中回收钒 119

6.4.2 从石油燃灰中回收钒 119

6.4.3 从废催化剂中回收钒 123

参考文献 124

7 钒铁（铁合金）的冶炼 125

7.1 钒铁冶炼原理 125

7.2 电硅热法 126

7.2.1 原料及配料 126

7.2.2 冶炼操作 126

7.3 铝热法生产钒铁 128

7.4 氮化钒与碳化钒的生产 128

参考文献 130

8 金属钒的制取 131

8.1 钒化合物的还原反应热力学 131

8.2 钒氧化物的钙热还原法 133

8.2.1 反应热力学 133

8.2.2 反应步骤 134

8.3 钒氧化物的铝热还原法 136

8.3.1 物理化学 136

8.3.2 还原步骤 136

8.3.3 铝热还原法生产装置 138

8.4 钒氯化物的镁热还原法 139

8.4.1 物理化学 139

8.4.2 VCl4的镁热还原过程 140

8.4.3 VCl3的镁热还原过程 141

8.4.4 VCl2的镁热还原法 141

8.5 其他金属还原剂对氯化钒的还原法 142

8.6 氯化钒的碳热还原法 143

8.6.1 物理化学 143

8.6.2 碳热法多步还原过程 144

8.7 钒化合物的氢还原 145

参考文献 147

9 粗钒的精炼——制备高纯钒 149

9.1 热真空处理 149

9.1.1 蒸馏 149

9.1.2 脱氢 150

9.1.3 脱氮 150

9.1.4 脱氧 150

9.1.5 碳、硅的脱除 153

9.2 钒的高温真空精炼 153

9.2.1 真空烧结过程 153

9.2.2 钒的感应熔炼 155

9.2.3 电弧炉熔炼 155

9.2.4 电子束熔炼（Electron beam melting，EBM） 155

9.3 钒电解精炼 157

9.3.1 电解池 157

9.3.2 铝热还原钒的电解精炼 158

9.3.3 钙热还原钒的电解精炼 159

9.3.4 碳热还原钒的电解精炼 160

9.4 碘精炼法 162

9.5 固态电子传递 164

9.6 小结 165

参考文献 166

10 环境保护与展望 168

10.1 钒与自然界 168

10.1.1 地壳、土壤 168

10.1.2 大气 168

10.1.3 水体 171

10.1.4 动植物区系 172

10.2 钒工业中的环境治理问题 172

10.2.1 气体污染源 172

10.2.2 废水 172

10.2.3 固体废弃物 173

10.3 钒的毒性与环境安全指标 173

10.4 钒与人类健康 174

10.5 钒冶金的可持续发展 174

10.5.1 美国的钒资源 175

10.5.2 生产及过程流失 175

10.5.3 钒铁、非铁合金、化学品生产过程中钒的流失 177

10.5.4 非冶金来源排入大气的钒 178

参考文献 180

11 附录 181

11.1 世界各国钒生产厂、矿、企业概况 181

11.2 含钒铁基合金材料举例 183

11.3 钒制品产品标准 185

11.3.1 V2O5 185

11.3.2 含钒生铁 185

11.3.3 钒铁 186

11.3.4 钒渣 186

11.4 矿产储量分类、分级标准 187

11.4.1 矿产储量分类 187

11.4.2 矿产储量分级 188

11.4.3 各级储量条件 188

11.4.4 矿产资源与储量分类新标准 189

11.5 金属硬度及强度换算、腐蚀速度单位换算 192

11.5.1 黑色金属硬度及强度换算 192

11.5.2 材料腐蚀速度单位换算 193

11.6 单位换算 193

11.6.1 电磁量单位的换算（一） 193

11.6.2 电磁量单位的换算（二） 194

11.7 元素周期表和磁性 195

参考文献 195