Файл: Борисенко, Л. Ф. Перспективы расширения производства ванадия за счет повышения комплексности использования минерального сырья обзор.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.11.2024
Просмотров: 17
Скачиваний: 0
УДК 553.464.003.1
■Борисенко Л.Ф. Перспективы расширения производства ванадия за счет повышения комплексности использования минерального сырья. Обзор. С ер .I. Окон.мин.сырья и геол.развед.работ. М.,ВИЭМС, 1974, 32 с. с ил.
Список ли т .: 53 назв.
Рассмотрены неосвоенные или слабоосвоенные про мышленностью ванадийсодержащие руды наиболее перспек тивных в промышленном отношении типов: нефть; битуми нозные сланцы, песчаники и асфальтиты; углисто-крем нистые и другие сланцы; осадочные железные руды; железо-марганцевые конкреции; глинистые отложения; бокситы и алуниты; фосфориты; титаномагнетитовые руды в габбро-диабазах,габбро, перидотитах, оливинитах; россыпи ильменита и титаномагнетита; каменные и бурые угли. Среди них наибольшее внимание уделено ванадийсоде ркзщим рудам железа, титана, алюминия, фосфора, а также нефти. Кратко охарактеризованы разработанные технологические способы извлечения ванадия из полу продуктов и отходов производства. Совершенствование
и внедрение этих способов позволит : I) предотвратить безвозвратные потери ванадия в процессе переработки руд, а также при сжигании нефтяных продуктов и других горючих ископаемых; 2) повысить за счет низкованадистых типов минерального сырья общее количество выпус каемой ванадиевой продукции; 3) уменьшить степень загрязнения ванадием атмосферы и водных бассейнов.
М И Н И С Т Е Р С Т В О Г Е О Л О Г И И С С С Р |
|
|
|||
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ |
|
|
|||
ЭКОНОМИКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ И ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ (ВИЭМС) |
|
||||
Отраслевой центр научно-технической |
информации |
(ОЦНТИф Гас, публичная |
|||
|
|
|
научно*- т«хнич<г МП |
||
|
|
|
•.^.аэтак» |
CCOf |
|
|
j VJ |
г |
Е^ИбЛИ5Г"~"“ |
ГГ |
|
О Б З |
ЭКЗЕМ ПЛЯР |
||||
О Р |
|
ЧИ ТАЛЬНОГО ЗА/ |
|||
Серия ! — Экономика минерального сырья и гсологоразаедочныа^рабч |
11' |
|
|||
|
|
|
Л |
У _ |
л а- . |
Москва |
|
|
------------- |
|
|
|
|
1974 г. |
|
|
|
УДК 555.464.003.1 |
|
Л.Ф.Борисенко |
|
|
|
|
|
|
(ИМГРЭ) |
|
|
ПЕРСПЕКТИВЫ РАСШИРЕШЯ ПРОИЗВОДСТВА ВАНАДИЯ ЗА СПЕТ ПОВЫШЕНИЯ КОМПЛЕКСНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
В течение последних лет извлечение ванадия из различных видав сырья во всем мире неуклонно растет. Общий объем его про изводства в капиталистических и развивающихся странах в 1971 г. достиг 15,8 тыс.т, что в 2,4 раза больше, чем в 1965 г . (см. рисунок). Основными производителями ванадия, его сплавов и сое динений являются СССР, США, САР, Финляндия, Великобритания, Ни дерланды, Люксембург, ФРГ, а такие Канада, Чили, Франция и
Япония. Потребление ванадия за рубежом в 1973 г . достигло 17 ш с .т . Главным потребителем ванадиевой продукций' остается черная
металлургия, где |
используются сплавы: феррованадий (35-80%), |
||
солван (25-30%), |
корван (83-86% V). В СССР выпускается техниче |
||
ски и химически |
чистая пятиокись ванадия, 8 такие феррованадий, |
||
содержащий 35-40% ванэдия. В 1969 |
г. |
СССР экспортировал |
|
1,4 тыс.т феррованадия и 35 тыс.т |
ванадиевого шлака [ 7 J. Крупным |
экспортером ванадиевых шлаков, поступающих яа рынки США и Евро пы, является ЮАР (в 1970 г. продано 34 ты с.т). Проектная мощность предприятия в Витбанке (ЮАР) составляет 40 тыс.т шлаков в год.
[с) Всесоюзный научно-исследовательский институт экономики минерального сырья н геологоразведочных работ (ВИЭМС), 1974.
- I -
V , тыс.т
Объем производства ванадия за рубежом в I963-I97I гг.
- 2 -
Неуклонный рост мирового производства и потребления вана дия связан с тем, что этот металл обладает ценными легирующими свойствами, благотворно влияющими на качество стали и чугуна.
Его присутствие в стали даке в очень небольших количествах спо собствует удалению в шлак пузырьков содержащихся в ней газов и, кроме того, делает ее мелкозернистой. Поэтому ванадистая сталь делается упругой а прочной и сохраняет эти свойства даже при
повторяющихся ударах, |
трении и высоких температурах. В |
сталях “ |
|||
присадки |
ванадия |
обычно невелики |
и составляют 0 ,1- 1$ , |
редко |
|
до 5$, а |
в чугуне |
- не |
более 0,1 |
$ . Черная металлургия потребляет |
около 90$ ванадиевой продукции.
В настоящее время появилась новая область применения вана дия, которая сулит ему большое будущее. Созданы сплавы на основе титана, оодержащие до 1?$ ванадия, а иногда и более.Эти сплавы характеризуются большой прочностью как при очень высоких,так и при низких температурах. Они уже нашли применение в современных самолетах, ракетах и космических корвблях. В США, начиная с
1973 г ., в |
авиационной и космической технике применяется сплав |
||
нэ основе |
титана T i - 2 A t |
— IJV - |
Z S n - fI% Zr.0go6o отмечает |
ся хорошее сопротивление этого сплава усталости. Предложены |
|||
сплавы на |
основе ванадия: |
V ~ 2 0 M o —JO Ti—0 ,J C -0 ,S S i-0 ,5 % X 1 |
|
стойкий при высоких температурах; |
V - 5 T i —/S%C^% обладающий |
||
хорошими |
антикоррозийными |
свойствами. Получены также сплавы, |
содержащие ванадий, на основе тантала, ниобия, циркония, никеля, кобальта, меди, алюминия, магния и др.
Помимо металлургии, ванадий широко используется в химиче ской промышленности, где его соединения в качестве катализатора применяются при производстве серной и уксусной кислот, а также при крекинге нефти. Катализаторы на основе ванадия с успехом заменяют дорогостоящую платину. Добавки соединений ванадия уменьшают пористость резины и делают ее непроницаемой для масел.
Тенденция в постепенному увеличению мирового производства и потребления ванадия, вероятно, сохранится и в будущем. В поль зу широких возможностей использования этого металла не только
в качестве легирующей добавки, но и как конструкционного материа ла, свидетельствуют его свойстве: высокая температура плавления (1920°С), относительно небольшая плотность (6,11 г/см3) , стой кость против окисления. Есть все основания считать, что в даль-
- 3 -
нейшем вое большее значение будут иметь различные сплавы с учас тием ванадия £34,48j. Предполагается широкое использование вана диевых сплавов в атомной промышленности. Есть предпосылки для его применения в устройствах, где важную роль играет сверхпро
водимость. хорошие показатели сверхпроводимости у сплава |
. |
|||||||||
Характерно, что предполагаемый средний объем потребления |
||||||||||
ванадия в США f 2 7 j, |
намеченный на |
1980 г . |
(4,1 |
ты с.т), |
был прев |
|||||
зойден уже в 1965 г. - 4,4 тыс.т. |
Согласно |
|
другому |
прогнозу f4 8 j, |
||||||
потребление |
ванадия в США в |
1985 г. достигнет I I —16 |
ты с.т, |
т .е . |
||||||
примерно в |
2-3 раза превысит современную потребность в |
этом ме |
||||||||
талле. В 2000 г. в США потребуется |
27 тыс.т |
ванадия [5Z j. |
|
|||||||
Зарубежные данные свидетельствуют о продолжающемся росте |
||||||||||
потребления |
ванадиевой продукции в |
1973 г. |
|
Цены на ванадий не |
||||||
уклонно увеличивались в течение всего года: |
в США фирма |
"Херр- |
||||||||
Макджи" в июле повысила цену |
за I |
а .ф .1) |
|
|
до |
1,65 |
долл., |
|||
а фирма "Хайвэлд" (ЮАР) - до 1,72 |
долл. В Западной Европе цены |
|||||||||
на ванадий |
достигли |
1,78 долл, за |
I а.ф. |
|
|
(табл.1). |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
I |
|||
Изменение цен |
на V2 Oj |
Б Западной Европе |
в 1973 |
г. |
|
|||||
Месяц |
|
Число |
|
Цена |
за I |
а .ф ., долл. |
|
|||
Январь |
до |
9го |
|
|
|
1,45-1,55 |
|
|
||
|
после 9го |
|
|
|
1,50-1,60 |
|
|
|||
Март |
до 27го |
|
|
|
1,50-1,60 |
|
|
|||
|
после 27го |
|
|
|
1,60-1,70 |
|
|
|||
Июль |
до |
29го |
|
|
|
1,60-1,70 |
|
|
||
|
после 29го |
|
|
|
1,68-1,78 |
|
|
|||
В связи с неуклонным ростом |
объемов |
потребления ванадия, |
наряду с уже освоенными промышленностью ванадийсодержащими руда ми, выдвигаются руды других типов, из которых он может извлекать ся попутно в процессе производства главного полезного компонента.
I) а.ф. - фунт торговый английский = 453,6 г.
- 4 -
К числу главных ванадийсодержащих руд, освоенных промышленностью, относятся: I) ильменит-магнетитовые и титаномагнетитовые в пироксенитах, габбро, анортозитах и габбро-амфиболитах; 2) кзрнотитовые и роскоэлитовые в пестроцветах; 3) деклуазитовые, купродеклуазитовые и ванадинитовые в зоне окисления полиметаллических мес торождений; 4) фосфориты; 5) ванадиеносные глины зоны аргиллизации. Из первых четырех типов руд ванадий извлекается попутно с получением главных компонентов; железа, титана, урана, фосфора, свинца и меди. Только добыча и переработка глин производятся с целью получения одного ванадия. Кроме того, ванадий получают из нефтяной золы и бокситов.
В зарубежных странах основную ванадиевую продукцию в рудах и концентратах получают в ЮАР и США. На их долю приходится около
81,6% общей продукции |
капиталистических |
и развивающихся |
стран |
|
(табл.2) . |
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2 |
Ванадиевая продукция в |
руде и концентратах за рубежоыГ51] |
|||
Страны |
Количество ванадия, тыс.кг |
|
||
1968 |
1969 |
1970 |
|
|
|
|
|||
Финляндия■ |
1200 |
В40 |
В 20 |
|
Норвегия^ |
850 |
915 |
980 |
|
Франция*) |
90 |
90 |
90 |
|
ЮАР*) |
3500 |
5550 |
7350 |
|
Намибия*) |
570 |
4-50 |
360 |
|
США |
5870 |
5070 |
4830 |
|
I) Примерные данные.
Соотношение производства ванадия из разных типов руд за ру бежом характеризуется следующими цифрами (в %): титанонагнетитовые
и ильменит-магнетитовые 65-70;руды зоны окисления полиметалличес ких месторождений 3-5;уран-ванадиевые 10-15;глинистые руды 15-20; фосфориты 3 -5; нефть 1-2; бокситы 0 ,5 -1 ,0 .
Ванадийсодержзщие магнетитовые концентраты (и шлаки) из руд эндогенных месторождений получают в ЮАР, Финляндии и Норвегии.
- 5 -
К этим странам в 1975 г . присоединится Австралия, где на место рождении Коутс-Сидингс будут получать магнетитовый концентрат, содержащий Z% ПеРспектавно получение ванадийсодержащих магнетитавых концентратов на месторождениях Индии, Чили, Канады, США. Запасы ванвдия в освоенных промышленностью рудах эндоген ных месторождений в СССР и за рубежом значительные.
Извлечение ванадия из фосфоритов и нефти производится пока в относительно небольших количествах в США и Канаде; в дальней шем эти виды минерального сырья рассматриваются нами как веро ятный объект для получения значительных количеств этого элемента.
Среди неосвоенных или слзбоосвоенных промышленностью вана дийсодержащих руд наиболее перспективны: I) нефть; 2) 'битуминоз ные сланцы, песчаники и асфальтиты; 3) угласто-кремнистые и дру гие сланцы; k) осадочные железные руды; 5) железо-марганцевые конкреции; 6) глинистые отложения; 7) бокситы и алуниты; 8) фос фориты; 9) титаномагнетитовые руды в габбро-диабазах,.габбро, перидотитах, оливинитах (обычно.высокотитзнистые); 10) россыпи, ильменита и титаномагнетита; II) каменные и бурые угли (таб л .З ).'
В качестве примеров в таблице приведены главным образом месторождения СССР и только для битуминозных сланцев и глинистых отложений сделано исключение, что связано с открытием за рубежом крупных ванадийсодержащих месторождений, приуроченных к этим породам.
Из указанных перспективных руд можно извлекать и некоторые другие элементы, в честности дорогостоящий скандий. Получение этого элемента недавно налажено из отходов Усть-Каменогорского
титано-магниевого |
завода |
f37] . |
Практический |
интерес может |
|
представить |
рений, |
содержащийся в |
нефтях и битуминозных сланцах, |
||
и некоторые |
другие |
элементы. |
|
|
|
Запасы ванадия в перспективных рудах при |
обычно низких его |
содержаниях огромны. Например, в осадочных железных рудах Ка нады (о.Ньюфаундленд), Франции (Лотарингский бассейн), ФРГ (Ба ден-Вюртемберг) ориентировочно заключено около 12,3 млн.т пятиокиси ванадия. Запасы ванадия в перспективных рудах вполне сопо ставимы с его запасами в промышленных ванадийсодержащих рудах эндогенных и экзогенных месторождений [ ь ] . Если наладить попут
ное |
извлечение |
ванадия |
из целого ряда |
перспективных |
руд, то мож |
но |
существенно |
повысить |
общий уровень |
производства, |
и кроме того, |
улучшить комплексность |
их использования. |
|
- 6 -