ICP_AES法测定钒钛磁铁矿中钒_钛元素的研究_闫学会
ＴＩＡＮＪＩＮＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
２００６年第４期
总第１３５期
天津冶金
———!理化检测"——
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ＩＣＰ－ＡＥＳ法测定钒钛磁铁矿中钒、钛元素的研究
闫学会
张前林（天津钢铁有限公司技术中心，３００３０１）
［摘要］
通过实验研究了电感耦合等离子体原子发射光谱法（ＩＣＰ－ＡＥＳ法）测定钒钛磁铁矿中元素钒、钛的分析测试条
件。采用密闭式高压消解罐溶解试样，选用元素最佳分析谱线和仪器合适的工作条件进行测定，共存元素之间的干扰很小，测定值相对标准偏差小于２％，加标回收率在９５％～１０５％之间，分析方法快速、
简便，分析结果准确。关键词
光谱仪钒钛磁铁矿元素试验样品分析研究
１前言
铁矿石是钢铁企业炼铁生产的主要原料。铁矿石
中高钛样品（如钒钛磁铁矿）中钛元素的测定，日本标准ＪＩＳＭ８２１９－１９９５铁矿石—钛定量方法，采用锌汞还原硫酸铁铵滴定法测定１．０％￣１５％Ｔｉ量。我国的国家标准ＧＢ／Ｔ６７３０．２３—１９８６采用的是在保护气氛下铝箔还原，硫酸铁铵滴定法测定。这些分析方法操作繁琐、分析速度慢，且在分析过程中均使用了对人体和环境危害较大的汞盐，对元素钒的测定通常采用萃取、分液、比色的方法进行测定，实验周期长，操作繁琐。针对上述原因，我们研究了钒钛磁铁矿中元素钒、
钛的ＩＣＰ－ＡＥＳ分析方法。
２实验部分２．１
仪器与试剂
实验仪器采用法国ＪＹ公司ＪＹ－ＵＬＴＩＭＡ２型电感
耦合等离子体原子发射光谱仪。
试剂采用：氩气（体积分数９９．９９％以上）；硝酸（密度ρ≈１．８４ｇ／ｍｌ）；盐酸（密度ρ≈１．１９ｇ／ｍｌ）；高氯酸（密度ρ约≈１．６７ｇ／ｍｌ）；氢氟酸（密度ρ≈１．１５ｇ／ｍｌ）；二氧化钛标准溶液（５ｍｇ／ｍｌ）；五氧化二钒标准溶液（２
ｍｇ／ｍｌ）；五氧化二钒标准溶液（０．２ｍｇ／ｍｌ，用２ｍｇ／ｍｌ标准溶液稀释）；二氧化硅标准溶液（１０ｍｇ／ｍｌ）；铁标准溶液（１０ｍｇ／ｍｌ）；三氧化二铝标准溶液（５ｍｇ／ｍｌ）；氧化钙标准溶液（５ｍｇ／ｍｌ）；氧化镁标准溶液（２ｍｇ／ｍｌ）。
２．２样品处理
钒钛磁铁矿在常压条件下是一种非常难溶的样
品，为此我们采取密闭式高压消解的方法进行样品处理并对溶样的条件进行了实验筛选。实验表明：用盐酸和硝酸溶样，反应剧烈，样品易损失；选用硝酸和高氯酸溶样，无论采用何种样品粒度和溶样温度，样品均不能完全溶解；选用硝酸、高氯酸和氢氟酸溶样，样
品粒度在１２０目，溶样温度在１７０℃以下时，样品不能完全溶解，只有在粒度达到２００目、溶样温度在１８０℃以上时，样品才能完全溶解。
２．３元素分析谱线的选择
按照分析谱线选择的基本原则：灵敏度高，基体
元素对所选择谱线无干扰或干扰很小等，对不同谱线进行了实验筛选，最后选择谱线为：Ｖ（３０９．３１１ｎｍ）、
Ｔｉ（３３４．９４１ｎｍ）。２．４
基体元素的干扰
在钒钛磁铁矿中，主要考虑的是基体元素硅、钙、镁、铝、铁等高含量元素对待测元素的干扰。采用固定待测元素的含量，分别改变样品中各基体元素的含量，并对待测元素含量进行分析，研究不同基体元素对待测元素分析的影响。
２．４．１基体元素Ｆｅ对元素钒和钛的干扰
在钒钛磁铁矿中，铁元素的含量变化范围非常宽
（１３．００％￣５３．００％），且铁元素的原子或离子发射线比较复杂。因此，我们进行了基体元素Ｆｅ对元素钒和钛的干扰实验。实验方法为：分别在一系列钒和钛的标准溶液中加入不同量的元素Ｆｅ并进行测量，结果见表
１和表２。
表１
基体元素Ｆｅ对元素Ｖ的干扰
Ｆｅ加入体积／ｍｌ０１．０２．０３．０４．０５．０Ｆｅ加入量／ｍｇ０
１０．０
２０．０
３０．０
４０．０
５０．０
Ｖ２Ｏ５测定值／０．４０％
０．３９５０．３９９０．３９４０．３９９０．３９９０．３９７表２
基体元素Ｆｅ对元素Ｔｉ的干扰
Ｆｅ加入体积／ｍｌ０１．０２．０３．０４．０５．０Ｆｅ加入量／ｍｇ０
１０．０
２０．０
３０．０
４０．０
５０．０
ＴｉＯ２测定值／１５．００％
１４．９７１４．９３１４．９８１５．０９１５．０５１４．９１
２．４．２基体元素Ｓｉ对元素钒和钛的干扰
分别对一系列钒和钛的标准溶液中加入不同Ｓｉ
４６
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100000
2000003000004000005000006000000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
%
?￠
量的标准溶液进行测量，结果见表３和表４。
表３
基体元素Ｓｉ对元素Ｖ的干扰
ＳｉＯ２加入体积／ｍｌ０１．０２．０３．０４．０５．０ＳｉＯ２加入量／ｍｇ
０
１０．０
２０．０３０．０４０．０５０．０Ｖ２Ｏ５测定值／０．４０％０．３９９０．３９３
０．３９４
０．３８６
０．３８１
０．３７９
表４
基体元素Ｓｉ对元素Ｔｉ的干扰
ＳｉＯ２加入体积／ｍｌ０１．０２．０３．０４．０５．０ＳｉＯ２加入量／ｍｇ
０
１０．０２０．０
３０．０
４０．０５０．０ＴｉＯ２测定值／１０．００％１０．００１０．００
１０．１１１０．１２
９．８２
９．７７
２．４．３基体元素Ａｌ对元素钒和钛的干扰
分别对一系列钒和钛的标准溶液中加入不同Ａｌ
量的标准溶液进行测量，结果见表５和表６。
表５基体元素Ａｌ对元素Ｖ的干扰
Ａｌ２Ｏ３加入体积／ｍｌ０１．０２．０３．０４．０５．０Ａｌ２Ｏ３加入量／ｍｇ
０
５．０
１０．０１５．０２０．０２５．０Ｖ２Ｏ５测定值／０．４０％０．３８４０．３８５
０．３８９
０．３８５
０．３８０
０．３８５
表６基体元素Ａｌ对元素Ｔｉ的干扰
Ａｌ２Ｏ３加入体积／ｍｌ０１．０２．０３．０４．０５．０Ａｌ２Ｏ３加入量／ｍｇ
０
５．０１０．０１５．０２０．０２５．０ＴｉＯ２测定值／１０．００％１０．００
１０．０７
９．９７
９．９９
９．９３
９．８９
２．４．４基体元素Ｃａ对元素钒和钛的干扰
分别对一系列钒和钛的标准溶液中加入不同Ｃａ
量的标准溶液进行测量，结果见表７和表８。
表７
基体元素Ｃａ对元素Ｖ的干扰
ＣａＯ加入体积／ｍｌ０１．０２．０３．０４．０５．０ＣａＯ加入量／ｍｇ
０
５．０１０．０１５．０２０．０２５．０Ｖ２Ｏ５测定值／０．４０％０．４０２
０．４０６
０．３９５
０．３９５
０．３９５
０．３９４
表８基体元素Ｃａ对元素Ｔｉ的干扰
ＣａＯ加入体积／ｍｌ０１．０２．０３．０４．０５．０ＣａＯ加入量／ｍｇ
０
５．０
１０．０
１５．０２０．０２５．０ＴｉＯ２测定值／１０．００％１０．０９１０．０９１０．０１
１０．０１
９．８０
９．８６
２．４．５基体元素Ｍｇ对元素钒和钛的干扰
分别对一系列钒和钛的标准溶液中加入不同Ｍｇ
量的标准溶液进行测量，结果见表９和表１０。
表９
基体元素Ｍｇ对元素Ｖ的干扰
ＭｇＯ加入体积／ｍｌ０１．０２．０３．０４．０５．０ＭｇＯ加入量／ｍｇ
０
２．０
４．０６．０８．０１０．０Ｖ２Ｏ５测定值／０．４０％０．３９７０．４０４
０．４０９
０．４１４
０．４１４
０．４１５
表１０基体元素Ｍｇ对元素Ｔｉ的干扰
ＭｇＯ加入体积／ｍｌ０１．０２．０３．０４．０５．０ＭｇＯ加入量／ｍｇ０２．０４．０６．０８．０１０．０ＴｉＯ２测定值／１０．００％
９．９６
１０．１０
９．９５
９．９４
９．９８
１０．０３
２．５测量元素之间的相互干扰
根据目前钒钛磁铁矿中ＴｉＯ２的含量范围，大约为
１０．００％～２０．００％，Ｖ２Ｏ５的含量范围，大约为０．１０％～
０．８０％。因此钒对钛的影响可以忽略，只考虑钛对钒的影响。分别对一系列钒的标准溶液中加入不同Ｔｉ量的标准溶液进行测量，结果见表１１。
表１１
元素Ｔｉ对元素Ｖ的干扰
ＴｉＯ２加入体积／ｍｌ０１．０２．０３．０４．０５．０ＴｉＯ２加入量／ｍｇ
０
５．０
１０．０１５．０２０．０２５．０Ｖ２Ｏ５测定值／０．４０％０．３９３０．３９６
０．４０３
０．４０３
０．３９９
０．３９９
３实验结果与讨论３．１
溶样条件的选择
根据样品处理的实验结果，我们在实验中采用硝
酸、高氯酸和氢氟酸在密闭式高压消解罐溶样，样品
粒度２００目，烘箱温度在１８０℃。具体处理方法为：准确称量０．１０００ｇ样品于特氟隆高压消解罐中，加入３
ｍｌＨＮＯ３、１ｍｌＨＣＬＯ４和１ｍｌＨＦ，将罐体密闭，放入烘箱中，在１８０℃恒温加热４ｈ，自然冷却。再将样品消解液转移到１００ｍｌ钢铁容量瓶中，加入１０ｍｌＨＣＬ，低温加热溶解盐类，冷却至室温，以水稀释至刻度，混匀。采用这种方法进行样品处理，样品溶解完全且不会造成样品损失。
３．２基体元素的干扰及待测元素之间的相互干扰由表１至表１１的数据可以看出，钒钛磁铁矿中各
种基体元素在实验选定的分析条件下均不干扰元素
钒、钛的测定，同时元素钒、钛之间也不会相互干扰。这样，我们在对样品分析中可以不再考虑各元素对分析元素的干扰问题，可以直接移取ＴｉＯ２和Ｖ２Ｏ５标准溶液进行工作曲线绘制和样品的分析工作。
４样品分析４．１
工作曲线的绘制
分别移取１．００，２．００，３．００，４．００，５．００ｍｌＴｉＯ２标准
溶液５ｍｇ／ｍｌ和Ｖ２Ｏ５标准溶液０．２ｍｇ／ｍｌ于一组１００
ｍｌ容量瓶中，加２０ｍｌ盐酸（１＋１），以水稀释至刻度，混匀，用ＩＣＰ光谱仪分别测定其发射光谱强度并根据折合含量和光谱强度，绘制工作曲线，如图１、２所示。
在日常工作中，也可采用不同含量的系列铁矿石标准样品绘制工作曲线。
图１元素钒的工作曲线
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ＩＣＰ－ＡＥＳ法测定钒钛磁铁矿中钒、
钛元素的研究４７
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5000000
1000000015000000
20000000250000000
5
10
15
20
25
30
%
?
￠图２
元素钛的工作曲线
４．２准确度试验及精密度试验
选用了３种国家铁矿石标准物质，按试验确定的
方法进行溶样和分析，根据上述工作曲线计算元素含量，每个样品共进行了１０次测定，分析结果见表１２。
表１２
准确度试验及精密度试验标样号
元素
标准值
测得数据
平均值
ＲＳＤ％ＧＢＷ０７２２４ＴｉＯ２１０．６３１０．４１１０．４０１０．５２１０．４８１０．３２１０．４５，１０．３２，１０．３７，１０．４８，１０．５０１０．４２０．５３Ｖ２Ｏ５０．３１３０．３０５，０．３０６，０．３０８，０．３１０，０．３１１，０．３１１，０．３０９，０．３０７，０．３０６，０．３０９０．３０８０．６８ＧＢＷ０７２２５ＴｉＯ２９．７２９．５１，９．４６，９．４８，９．５５，９．５１，９．４３，９．５０，９．４２，９．５１，９．４２
９．４８０．４８Ｖ２Ｏ５０．２５８０．２４６，０．２４９，０．２４９，０．２４５０．２４３，０．２４３，０．２４８，０．２４９，０．２５３，０．２４７０．２４８１．０７ＧＢＷ０７２２６
ＴｉＯ２１２．３４１２．２８，１２．１７，１２．０６，１２．２１１２．２４，１２．３０，１２．２０，１２．２４
１２．２００．７２Ｖ２Ｏ５
０．５５８
１２．０５，１２．２７０．５４６，０．５４８，０．５５５，０．５５２０．５５１，０．５４７，０．５５０，０．５４６，０．５５０，０．５４９
０．５４９
０．７１
从表１２可以看出，采用本方法来测定钒钛磁铁矿中元素钒、钛，其相对标准偏差均小于２％，标准样品的测定值与标准值基本一致，表明该方法的精密度好，准确度符合国家标准规定的允许差要求。
４．３检出限的确定
应用所建立的工作曲线，以低含量样品１０次测定
结果的３倍标准偏差作为检出限，得出该方法ＴｉＯ２的检出限为０．１４％；Ｖ２Ｏ５的检出限为０．００６％。
４．４
加标回收率试验
选择钒钛磁铁矿的标准样品，分别加入钛和钒的
标准溶液，进行测量，结果如表１３所示。其回收率在
９５％￣１０５％之间。
表１３加标回收率试验结果
标样号
元素
测量值
加标量
测得总量
回收率／％
ＧＢＷ０７２２４ＴｉＯ２１０．３０５１５．０６９５．２Ｖ２Ｏ５
０．３０８
０．２０
０．５０１
９６．５
５结论
采用硝酸、高氯酸和氢氟酸在密闭式高压消解罐
中溶样，用ＩＣＰ－ＡＥＳ法测定钒钛磁铁矿中元素钒、钛，方法快速、简便，检出限低，测量结果准确度、精密度均满足实验要求。
（收稿
２００６－７－２０责编苗龙军）
参考文献
［１］冶金工业信息标准研究院标准化研究所．矿产品原料及其试验方法汇编［Ｍ］．北京：中国标准出版社，２００２．５０８．
［２］李玉芬．论冶金分析中ＩＣＰ－ＡＥＳ法非光谱干扰的排除［Ｊ］．钢铁研究，１９９９，（４）：２８－２９．
［３］吴政宇．微波消化技术在铁矿石分析中的应用［Ｊ］．冶金分析，
２００５，２５（５）：６９－７１．
作者简介
闫学会，女，助理工程师，现天津钢铁有限公司技术中心中心实验室从事理化检验工作。
———"理化检测#——
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八荣八耻
以热爱祖国为荣以危害祖国为耻以服务人民为荣以背离人民为耻
以崇尚科学为荣以愚昧无知为耻以辛勤劳动为荣以好逸恶劳为耻
以团结互助为荣以损人利己为耻以诚实守信为荣以见利忘义为耻
以遵纪守法为荣以违法乱纪为耻以艰苦奋斗为荣以骄奢淫逸为耻
４８
２００６年第４期总第１３５期
ＬｉＺｈｉｈｕｉ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｒｉｖｅｍｏｔｏｒｏｆａｉｒｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｉｎ２×２８０００Ｎｍ３／ｈｏｘｙｇｅｎｅｒａｔｏｒｉｎＴｉａｎｇａｎｇＧｒｏｕｐｉｓｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅＡＣｍｏｔｏｒｗｉｔｈｔｈｒｅｅｓｔａｒｔｉｎｇｍｏｄｅｓ．Ｂｙｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｚｉｎｇ，ｔｈｅｓｔａｒｔｉｎｇｍｏｄｅｏｆ１３５００ｋＷｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒａｄｏｐｔｓｅｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃｒｈｅｏｓｔａｔａｎｄｒｅｓｕｌｔｓｉｎ９０．６ｐｅｒｃｅｎｔｏｆｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｄｒｏｐｏｆ１０ｋＶｂｕｓ，ｔｈａｔｍｅｅｔｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆａｉｒｓｅｐｅｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｓｕｃｈａｓｎｏｈａｒｍｏｎｉｃｗａｖｅａｎｄｅａｓｙｒｅａｄｊｕｓｔｉｎｇａｎｄｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ．
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ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｈｏｒｔ－ＣｉｒｃｕｉｔＡｃｃｉｄｅｎｔｏｆＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｆｏｒ１０ｋＶＢＦＣｏｎｖｅｒｔｉｎｇＳｔａｔｉｏｎ
ＣｈｕＡｉｑｉｕ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔａｃｃｉｄｅｎｔｒｅｓｕｌｔｅｄｆｒｏｍｍｏｕｓｅｅｎｔｅｒｉｎｇｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｒｏｏｍ，ｓｅｖｅｒａｌｒｅａ－ｓｏｎｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔｃｕｒｒｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈｅｒａｔｅｄｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｕｒｒｅｎｔｏｆｆｏｒｍｅｒｃｕｒｒｅｎｔｍｕｔｕａｌｉｎ－ｄｕｃｔｏｒｉｓｔｏｏｓｍａｌｌ．Ｕｓｉｎｇｔｈｅｎｅｗｔｙｐｅｃｕｒｒｅｎｔｍｕｔｕａｌｉｎｄｕｃｔｏｒａｎｄｅｎｈａｎｃｉｎｇｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｅｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｂｕｓｒｅｍｏｖｅｓｔｈｅｔｒｏｕｂｌｅｈｉｄｄｅｎａｎｄｅｎｓｕｒｅｓｔｈｅｐｏｗｅｒｒｕｎｎｉｎｇｓａｆｅｔｙ．
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇａｓ；ｃｌｅａｎｉｎｇ；ａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｏｆｔ－ｗａｒｅ；ｆｕｎｃｔｉｏｎ
ＳｔｕｄｙｏｎＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＶａｎａｄｉｕｍａｎｄＴｉｔａｎｉｕｍＥｌｅ－ｍｅｎｔｉｎＶａｎａｄｉｕｍＴｉｔａｎｏ－ｍａｇｎｅｔｉｔｅｗｉｔｈＩＣＰ－ＭＥＳＭｅｔｈｏｄ
ＹａｎＸｕｅｈｕｉＺｈａｎｇＱｉａｎｌｉｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｖａｎａｄｉｕｍａｎｄｔｉｔａｎｉｕｍｅｌｅ－ｍｅｎｔｉｎｖａｎａｄｉｕｍｔｉｔａｎｏ－ｍａｇｎｅｔｉｔｅｗｉｔｈＩＣＰ－ＭＥＳｍｅｔｈｏｄｉｓｓｔｕｄｉｅｄｄｕｒｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅｓａｍｐｌｅｉｓｄｉｓｓｏｌｖｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｅａｌｅｄｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｅｌｅｍｅｎｔｓｄｅｔｅｒ－ｍｉｎｅｄｂｙｓｅｌｅｃｔｉｎｇｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍａｎａｌｙｓｉｓｓｐｅｃｔｒｕｍｌｉｎｅａｎｄｓｕｉｔａｂｌｅａｐｐａｒａｔｕｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｖｅｒｙｓｍａｌｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａ－ｍｏｎｇｔｈｅｃｏ－ｅｘｉｓｔｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｓａｎｄｅｒｒｏｒｌｅｓｓｔｈａｎ２％ｔｏｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄａｎｄ９５％～１０５％ｍａｒｋｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓｒａｐｉｄａｎｄｓｉｍｐｌｅｗｉｔｈａｃｃｕｒａｔｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈ；ｖａｎａｄｉｕｍｔｉｔａｎｏ－ｍａｇｎｅｔｉｔｅ；ｅｌｅ－ｍｅｎｔ；ｔｅｓｔ；ｓａｍｐｌｅ；ａｎａｌｙｓｉｓ；ｓｔｕｄｙ
ＰｒｏｂｌｅｍｓｔｏＢｅＰａｉｄＡｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｕｓｐｅｎ－ｓｉｏｎｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＷａｓｔｅＷａｔｅｒ
ＢｉａｎＬｉｈｕａｉＺｈａｉＲｕｌｉｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｉｔｙｏｆｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅ，ｃｏｎｓｔａｎｔｗｅｉｇｈｔｏｆｆｉｌｔｅｒｐａｐｅｒａｎｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｓａｌｔｉｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｏｆｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒａｒｅｄｉｓ－ｃｕｓｓｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ；ｗａｔｅｒｓａｍ－ｐｌｅ；ｆｉｌｔｅｒｐａｐｅｒ；ａｎａｌｙｓｉｓ；ａｔｔｅｎｔｉｏｎ
ＲｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅＣｏｓｔｏｆＩｒｏｎ－ｏｒｅＦｉｎｅｓｗｉｔｈＯｒｅＣｏｍｐｕｔｅｒ－ｉｚｅｄＯｐｔｉｍｉｚｉｎｇＢｕｒｄｅｎｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＺｈａｎｇＹａｎｚｈｅｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｏｒｅｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｂｕｒ－ｄｅｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｂｙｆｉｎｄｉｎｇｏｕｔａｎｄｕｓｉｎｇｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｏｒｅ，ｔｈｅｅｃｏｎｏｍｙｏｆｓｔｏｒｅｄｉｒｏｎ－ｏｒｅｆｉｎｅｉｓｏｂｊｅｃｔｉｖｅｌｙｅｖａｌｕａｔｅｄａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｐｕｒ－ｃｈａｓｅｓｐｅｅｄｉｓｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅｐｕｒｃｈａｓｅｐｒｉｃｅｏｆｉｒｏｎ－ｏｒｅｆｉｎｅｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｐｕｒｃｈａｓｅｐｒｉｃｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｕｔｅｒ；ｍａｔｅｒｉａｌ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｓｔｏｒｅ；ｐｕｒｃｈａｓｅｃｏｓｔ
ＭａｔｅｒｉａｌＦｌｏｗＳｃｈｅｍｅｏｆＨｉｇｈｗａｙｉｎｔｈｅＦａｃｔｏｒｙａｆｔｅｒｔｈｅＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆＴｉａｎｇａｎｇＰｒｏｊｅｃｔ
ＤｉａｏＣｈｅｎｇｆｕ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｇｅｎｅｒａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｍａｔｅｒｉａｌｆｌｏｗｏｆＴｉａｎｊｉｎＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｍａｔｅｒｉａｌｆｌｏｗｆｏｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｍｏｒｏｖｅｒ，ｔｈｅｓｃｈｅｍｅｏｆｍａｔｅｒｉａｌｆｌｏｗｉｎＴｉａｎｊｉｎＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｓｃｈｅｍｅｉｓｐｒｏｖｅｄｂｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｗａｙ；ｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇ；ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ；ｔｒａｆ－ｆｉｃ；ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｗｅｉｇｈｔ；ｍａｔｅｒｉａｌｆｌｏｗｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
６３
第三章钒钛磁铁矿直接还原基本原理
3.1 钒钛磁铁矿矿物特征及其还原特点 3.1.1 钒钛磁铁矿的矿物特征 钒钛磁铁矿还原过程表现的种种特点都是由它的矿物组成及结构特征和精矿处理过程（如钠化-氧化）所导致的变化而引起的。 钒钛磁铁矿的主要金属矿物为钛磁铁矿和钛铁矿，其次为磁铁矿、褐铁矿、针铁矿、次生黄铁矿；硫化物以磁黄铁矿为主，另有钴镍黄铁矿、硫钴矿、硫镍钻矿、紫硫铁镍矿、黄铜矿、黄铁矿和墨铜矿等。脉石矿物以钛普通辉石和斜长石为主，另有钛闪石、橄榄石、绿泥石、蛇纹石、伊丁石、透闪石、榍石、绢云母、绿帘石、葡萄石、黑云母、拓榴子石、方解石和磷灰石等。某单位对太和铁精矿的矿相组成鉴定结果为：钛磁铁矿占92%，钛铁矿占3%，硫化物占1.5%，脉石占3.5%。 化学光谱分析表明，攀西地区钒钛磁铁矿中含有各类化学元素30多种，有益元素10多种，若按矿物含量进行排序，依次为Fe、Ti、S、V、Mn、Cu、Co、Ni、Cr、Sc、Ga、Nb、Ta、Pt；若以矿物经济价值排列，则排序为Ti、Sc、Fe、V、Co、Ni。 钛磁铁矿是由磁铁矿（Fe3O4）、钛铁晶石（2FeO·TiO2）、铝镁尖晶石（MgO·Al2O3）、钛铁矿（FeO·TiO2）所组成的复合体。钛铁晶石是磁铁矿固溶体分解的连晶，交织成网格状，片宽仅0.0002～0.0006毫米。镁铝尖晶石呈粒状及片晶状与磁铁矿晶体密切共生，其粒度一般为0.002～0.030毫米，片晶宽度一般为0.002～0.008毫米。钛铁矿多为片状、板格状，粒晶多为0.01毫米，片晶一般宽0.030～0.0015毫米。 由于精矿磨矿粒度要求-200目（相当于0.074毫米）占80%，故上述与磁铁矿共生的各种矿物无法机械分离，在铁富集时，钛也富集了，这就是钒钛磁铁矿不能通过选矿将铁与钛分离的根本原因。 3.1.2 钒钛磁铁矿的还原特点 （1）含Ti的铁氧化较难还原 钛磁铁矿矿物中的铁处于还原难易程度不同的状态中，与磁铁矿相比，钛铁晶石、钛铁矿等含Ti的铁氧化物较难还原的。根据Ti与Fe的结合的形式不同，含Ti的铁氧化物还原的难易程度又有很大差异，这部分铁占全铁的比率对球团还原的金属化率影响较大。 攀枝花红格矿区钒钛铁精矿的化学成分组成如表3-1所示。 表3-1钒钛铁精矿化学分析结果（%） Fe 下：
XXX万吨钒钛磁铁矿开采及加工项目投资框架协议概要
合同编号:2014- 号 攀枝花市人民政府 攀枝花矿业有限公司 XXX万吨钒钛磁铁矿开采及加工项目 投资框架协议 二〇一四年七月 XXX万吨钒钛磁铁矿开采及加工项目 投资框架协议 甲方:攀枝花市人民政府(以下简称甲方 法定代表人: 乙方:攀枝花矿业有限公司(以下简称乙方 法定代表人: 双方根据《中华人民共和国合同法》、《中华人民共和国民法通则》以及我国的相关法律和政策,本着诚实守信、平等自愿、互利共赢原则,就乙方投资建设钒钛磁铁矿开采及加工项目有关事宜达成如下框架协议。 第一条、项目概况 1、项目名称:XXX万吨钒钛磁铁矿开采及加工项目 2、项目选址:采矿厂位于铁矿核准矿区北西两侧。选矿厂初步设定选矿厂,采取对原选矿厂整体收购或参股扩能技改方式完成建厂。 3、项目投资、规模
预计投资亿元人民币,资金全部自筹(指已标明核准的一号矿区。 项目设计规模为万吨/年钒钛磁铁矿开采和万吨/ 年铁精矿、万吨/年钛精矿的洗选能力。 第二条、项目建设周期 项目获得核准后,计划用两年时间完成整体工程建设并投入试运行。 第三条、项目用地 项目核准矿区面积平方公里,由于该项目不涉及另建选矿区,项目用地位于矿区范围内,可按临时用地进行管理,用地面积亩。 第四条、甲方权利及义务 1、甲方有权监督乙方安全生产,依法经营,照章纳税。 2、甲方负责做好项目建设与运营过程中相关部门及周边环境的协调工作,协助乙方处理地企矛盾纠纷,协助办理项目的相关手续。 3、甲方相关部门协助乙方做好项目立项申报工作,并提供所需的技术帮助。 第五条、乙方权利及义务 1、乙方必须在甲方所在地工商行政机关注册公司,取得法人营业执照和税务登记等相关证照。 2、乙方依法自主建设、自主经营、自负盈亏,必须自觉规范经营行为、服从主管部门的管理,按时上报企业财务报表及相关资料。 3、乙方有权拒绝甲方任何部门乱摊派、乱罚款、乱收 费。
河北承德大庙钒钛磁铁矿矿床
河北承德大庙钒钛磁铁矿矿床 位于河北省承德市北30Km，是我国北方最大的含钒钛铁矿-磁铁矿矿床。 矿区地质概况 地层和构造: 矿区位于内蒙地轴东端，处在受东西向宣化—承德—北票深断裂控制的基性—超基性岩带内。区内广泛分布前震旦纪变质岩系，主要有角闪斜长片麻岩、角闪片麻岩、黑云母斜长片麻岩、混合花岗岩等，其上局部被侏罗—白垩纪沉积岩和火山岩及第四纪沉积物覆盖(图2,1)。 图2-1 河北大庙区域基性超基性岩体分布图 1(粗面岩;2(砾岩;3(火山岩;4(煤系;5(花岗闪长岩;6(老花岗岩;7(苏长岩—辉长岩;8(斜长岩;9(超 基性岩; 10(变质岩;11(矿床或矿点;12(岩层产状;13(断层;14(深大断层 15(地质界线岩浆岩: 区内以辉长岩和斜长岩分布最广，亦有大面积中生代花岗岩出露(图2-2)。
辉长岩、斜长岩与成矿关系密切，侵入于前震旦纪地层中。斜长岩出露在矿区西南部，包括绿泥石化斜长岩，矿染绿泥石化斜长岩，呈NNE向产出。岩石呈白色到灰白色，主要矿物成分为斜长石(80%)，副矿物有磷灰石、磁铁矿、钛铁矿等。中至粗粒结构，块状构造。辉长岩出露在矿区东部，近SN向分布。岩石主要由辉石和斜长石组成，还有星点状分布的磁铁矿及绿泥石化现象。 矿床特征: 矿体主要产在斜长岩和矿染辉长岩中以及两类岩石的接触带上，受NNE向构造裂隙控制，共有40余个。主要矿体长达数百米，最大宽度>100m，最大延深可到750m。在地表，单个矿体不相连，在深部往往几个矿体连成一个较大的矿体，与围岩界线清楚，呈脉状，倾角陡，向下延深几百米逐渐尖灭。此类矿体有较大工业意义。产于辉长岩中的矿体主要由浸染状矿石组成，与围岩界线不清，产状与岩体原生条带构造一致。有用矿物浸染密度在矿体内有变化，由底部向上为稠密浸染状矿石—稀疏浸染矿石—矿染围岩。此类矿体为贫矿，工业意义次要(图2-3)。
钒钛磁铁矿选矿方法浅析
钒钛磁铁矿选矿方法浅析 1引言 钒钛磁铁矿在中国分布广泛，储量丰富,储量和开采量居 全国铁矿的第三位。地质勘测表明，仅攀枝花-西昌地区的钒钛磁铁矿储量就达100亿t ,占全国铁矿探明储量的20%;钒资源
储量为1 578.8万「占全国钒资源储量的62%，占世界钒储量的11.6%;钛资源储量为8.7亿t ,占全国钛资源储量的90.5%，占世界钛储量的35.2%。此外还伴生有90万t钻、70 万t镍、25万t 钪、18万t镓以及大量的铜、硫等资源。 钒钛磁铁矿的开发利用经历了以高炉冶炼钒钛磁铁矿、雾化提钒和钛精矿选矿为代表的三个重要阶段，逐步实现了铁、钒和钛元素的规模化利用。随着提取冶金技术进步以及开发利用技术的不断完善，综合利用矿石中的钻、镍、铜、钪、镓和硫等有价元素也正在成为可能。 2钒钛磁铁矿的性质 钒钛磁铁矿矿床主要产在基性、超基性侵入岩中，矿石以 富含铁、钛为特征。矿床生成方式分为晚期岩浆分异型矿床及晚期岩浆贯入型矿床；含矿岩石组合类型有辉长岩型-辉石岩-橄榄岩型等。矿石中主要金属矿物组分为钛磁铁矿、钛铁矿、硫化矿物三种，而主要工业矿物中均富含多种有用组分：钛磁铁矿主要有Fe、Ti、Vi、Cr、Co、Ni、G a，钛铁矿主要有Ti、Fe、Sc ，硫化矿物主要有S、C o、Vi、Cu及铂族等。矿石中有用组分的分布特征如下。 (1)铁。主要含在钛磁铁矿中，其分配值及分配率随矿石品级增高而增加，一般为高品位矿93%左右，中品位矿78%?88%,低品位矿67%?75%, Fe表外矿51%?63%。此外，钛铁矿及脉石矿物也含有较多的铁，钛铁矿中分配率随矿石品级
钒钛磁铁矿可研原始资料
第一章总论 1.1概述 1.1.1项目名称、建设单位 项目名称：年处理60万吨钒钛磁铁矿工程项目 建设单位：朝阳金工钒钛科技有限公司 法人代表：孙志国 建设地址：喀左县公营子镇冶金铸造工业园区 企业介绍：该公司是按照现代企业制度，由朝阳金河创业投资有限公司、喀左鑫晟矿业有限公司、上唐矿业投资有限公司、喀左县晟奥钒钛科技有限公司和自然人丛培军合资组建，公司注册资金3000万元，注册地址位于喀左县公营子冶金铸造工业园区。 朝阳金工钒钛科技有限公司成立于2012年11月，公司致力于中国冶金行业发展，先后于中国冶金研究院、北京钢院、东北大学、承钢、攀钢、北京神雾集团建立了产学研合作关系；围绕共伴生难选复合矿综合利用技术，深度开采技术，合理利用低品位矿，钒钛资源综合利用和尾矿资源合理回收利用，发展新一代电炉熔分提钛和转炉提钒等可循环流程工艺技术开发与应用开展研发工作，目前，开发项目己进入中试阶段，研发产品经专家评定和各项实验结果证明，采用快速立式还原炉加电炉熔分新型创新还原生产工艺，可使喀左区域资源量富集，可进入规模化生产阶段。 1.1.2项目建设的必要性 钒是一种重要钢铁合金元素，可显著提高钢的硬度、强度、耐磨性、延展性、改善钢的切削性能，在钢中添加万分之几就对钢的强度有明显的提高，因此在国民经济中得到广泛应用。钒常用于低碳钢或高碳钢、HSLA 钢、高合金钢、工具钢和铸铁生产中，这些合金被用于喷气机和火箭等的超耐热材料，溅射靶，真空管蒸镀，V3Ga合金系超导材料，原子能工业的
快中子反应堆的包套材料，空压机，起落架，汽车等。 钒的氧化物也是化学工业中不可缺少的催化剂，用于生产硫酸及石油产品的裂化过程的催化剂。在硫酸生产过程中，钒可防止二氧化硫的排放，去除天然气中的硫化物和石油燃烧所生成的氮氧化物。 钛作为一种重要钢铁合金元素，也在国民经济中得到广泛应用。钛及其合金具有重量轻、强度大、耐热性强、耐腐蚀等许多优特性，钛及其合金不仅在航空、宇宙航行工业中有着十分重要的应用，而且已经开始在化工、石油、轻工、冶金、发电等许多工业部门中广泛应用。 辽宁朝阳地区具有大量的低品位钒钛磁铁矿，矿中含铁、钛、钒为主并伴生有少量其他可综合利用组分的矿物。如何将朝阳地区的贫矿资源就地转化，进而达到提升当地超低品位矿产资源附加值最大化的终极目标，是目前急需解决的问题。 辽西超贫钒钛磁铁矿资源，具有原矿品位低、矿物结构复杂、难以简单选别富集等诸多先天性的不足。但通过深入研究发现，该矿也具有自身的鲜明特点，采取一定的选冶手段，可以使Ti、V、Fe加和品位达到一定的富集度，再通过针对性强的工艺开发，能找到适合的清洁生产的工艺手段，达到较短流程、相互分离、低度排放、环境友好、高附加值产出的工艺路线效果，从而有望形成围绕辽西超贫钒钛磁铁矿的资源供应、产业拓展(Ti、V、Fe)、合理延伸这样的产业格局，并且这样的产业与东北及华北地区现有大宗产业能很好地兼容互补，能够产生很好的经济及社会效益。为此，朝阳金工钒钛科技有限公司决定建设年处理60万吨钒钛磁铁矿工程项目。 本项目的建设及运行将为唤醒辽西沉睡的超贫钒钛磁铁矿做出突破性贡献，将该类资源的开发及综合利用引向可持续的资源化、高效化道路。针对辽西钒钛磁铁矿的特点，开发了具有鲜明特点的清洁新工艺，走循环经济及生态经济道路，切入Ti、V、Fe综合利用产业经济，除攀西及承德
钒钛磁铁矿基本情况
钒钛磁铁矿基本情况 我国钒钛磁铁矿床分布广泛，储量丰富，储量和开采量居全国铁矿的第三位，已探明储量98.3亿吨，远景储量达300亿吨以上，主要分布在四川攀枝花地区、河北承德地区、陕西汉中地区、湖北郧阳、襄阳地区、广东兴宁及山西代县等地区。其中，攀枝花地区是我国钒钛磁铁矿的主要成矿带，也是世界上同类矿床的重要产区之一，南北长约300km，已探明大型、特大型矿床7处，中型矿床6处。钒矿资源较多，总保有储量V2O5 2596万吨，居世界第3位。 钒矿主要产于岩浆岩型钒钛磁铁矿床之中，作为伴生矿产出。钒矿作为独立矿床主要为寒武纪的黑色页岩型钒矿。钒矿分布较广，在19个省(区)有探明储量，四川钒储量居全国之首，占总储量的49%；湖南、安徽、广西、湖北、甘肃等省(区)次之。钒钛磁铁矿主要分布于四川攀枝花-西昌地区及河北承德地区，黑色页岩型钒矿主要分布于湘、鄂、皖、赣一带。钒矿成矿时代主要为古生代，其他地质时代也有少量钒矿产出。 钛矿主要为钒钛磁铁矿中的钛矿、金红石矿和钛铁矿砂矿等。钒钛磁铁矿中的钛主要产于四川攀枝花地区。金红石矿主要产于湖北、河南、山西等省。钛铁矿砂矿主要产于海南、云南、广东、广西等省(区)。钛铁矿的TiO2保有储量为3.57亿吨，居世界首位。钛矿矿床类型主要为岩浆型钒钛磁铁矿，其次为砂矿。从成
矿时代来看，原生钛矿主要形成于古生代，砂钛矿则于新生代形成。 含钒钛磁铁矿岩体分为基性岩（辉长岩）型和基性-超基性岩（辉长岩－辉石岩－辉岩）型两大类，前者有攀枝花、白马、太和等矿床，后者有红格、新街等矿床。总的来说，两种类型的地质特征基本相同，前者相当于后者的基性岩相带部分的特征，后者除铁、钛、钒外，伴生的铬、钴、镍和铂族组分含量较高，因而综合利用价值更大。钒钛磁铁矿不仅是铁的重要来源，而且伴生的钒、钛、铬、钴、镍、铂族和钪等多种组份，具有很高的综合利用价值。 钒钛磁铁矿一般技术路线为磁选-重选-浮选、浮选-磁选-重选、磁选-浮选-重选-浮选、浮选-弱磁-强磁-重选等相结合的选矿工艺。 例如：磁选-重选-浮选工艺，首先采用弱磁选，获得钒铁精矿，磁选尾矿经重选或者重选和强磁结合得钛精矿，重选尾矿再浮选除硫磷分别获得钴硫精矿和磷精矿。 浮选-磁选-重选工艺，首先优先浮选除S，获得钴硫精矿，再浮选除P，获得磷精矿，使钴、硫、磷最大限度富集在相应的精矿产品中，除杂效果也比较彻底，使浮选尾矿经磁选富集的钒钛磁铁精矿、磁选尾矿经重选富集的钛精矿的硫磷将至最低。 钒钛磁铁矿工业品位一般为：TFe≥20%，V2O5≥0.1—0.5%;TiO2≥12%,
浅谈超贫钒钛磁铁矿资源的开发现状及未来发展
浅谈超贫钒钛磁铁矿资源的开发现状及未来发展 摘要：钒钛磁铁矿资源的开发利用为相应产业提供了不可替代的物质基础，选矿及综合开发利用技术进步较快为该资源开发利用提供了成熟的工艺和技术。进一步研究开发目标是实施节能新工艺和全面综合开发利用建立现代矿业生态工业园示范区。本文主要根据成矿类型、分布特点、资源条件、采选技术条件、开采方式、选矿一般工艺流程和矿产品的销售成本，分析了开发利用超贫磁铁矿活动中存在的主要问题，提出了相应的对策措施和建议。 关键词：超贫钒钛磁铁矿资源；开发现状；综合利用；发展趋势 1钒钛磁铁矿理论概述分析 含钒钛磁铁矿岩体分为基性岩（辉长岩）型和基性-超基性岩（辉长岩－辉石岩－辉岩）型两大类，前者有攀枝花、白马、太和HYPERLINK”http：//https://www.360docs.net/doc/757968888.html,/view/36919.htm”等矿床，后者有红格、新街HYPERLINK”http：//https://www.360docs.net/doc/757968888.html,/view/1106895.htm”等矿床。总的来说，两种类型的地质特征基本相同，前者相当于后者的基性岩相带部分的特征，后者除铁、钛、钒外，伴生的铬、钴、镍和铂族组分含量较高，因而综合利用价值更大。钒钛磁铁矿不仅是铁的重要来源，而且伴生的钒、钛、铬、钴、镍、铂族和钪等多种组份，具有很高的综合利用价值。在这样的背景下，我国铁矿资源的开发利用出现了一种新的类型——超贫钒钛磁铁矿，主要分布在我国河北承德、赤峰宁城、辽宁北票等地区，超贫钒钛磁铁矿规模巨大，为含磁铁矿的基性、超基性岩浆岩侵入体，承德地区共出露大小超贫钒钛磁铁矿成矿岩体、岩株磁性异常区近180个，为岩体型矿化，矿体厚大。 2钛矿的生产及市场情况分析 我国的钛矿采选非常分散，据不完全统计，有80多家经营钛矿的采选厂，每年只生产约7×105t～8×105t钛精矿。现在造成钛矿分散经营的原因，一是体制问题，另一个原因是没有发现大型钛砂矿床，不便于集中开采。这种钛矿分散经营状况，对钛和钛白生产的大型化是不利的。 目前国内市场对钛矿的需求量约5×105t（以矿中TiO2计），因为国内天然金红石生产量很少，全部用钛铁矿约需1×106t。国内年产钛铁矿精矿约为8×105t，在钛白生产大幅度增产的情况下，已发生过供不应求的局面，从澳大利亚进口天然金红石和钛铁矿，也从越南和朝鲜进口钛铁矿。 3钒钛磁铁矿综合回收现状分析 3.1现行流程只实现了铁、钒和钛的回收，其它有益元素如：镓、钪和锌等未实现回收，造成了资源的浪费。经分析高炉烟筒灰中含有锌，含量已达到回收利用的价值，有些企业未对该废资源进行回收，采用外卖方式消耗掉；经检
承德超贫钒钛磁铁矿的剖析及铁精粉价格的预测
关于承德地区超贫钒钛磁铁矿的剖析及铁矿石价格的预测 一、超贫磁铁矿的定义 超贫磁铁矿尚无严格的定义，一般是指全铁品位低于现行规范需选铁矿石边界品位要求，矿石量规模较大，在当前技术经济条件下可以开发利用的含铁岩石的统称。河北省颁布的《超贫磁铁矿勘查技术规程(暂行》，将边界品位低于2O%的铁矿石统称为超贫磁铁矿，而内蒙古自治区建议的超贫磁铁矿工业指标，含铁矿石边界品位(mFe)为6% 。 二、超贫磁铁矿的界定 依据中国现行铁矿规范, 需选铁矿石分为两个亚类: 一类是矿石品位TFe > 50% , 因矿石含多种有用组分和有害杂质, 需要分离以后方可用于工业的一般富矿; 另一类是矿石品位TFe 50%～20% ,需通过选矿工艺使其人为富集成为富矿后才能利用的贫矿。超贫磁铁矿则属于矿石品位TFe < 20% ,需通过选矿工艺使其人为富集成为富矿后才能利用的贫矿, 属于需选矿石亚类中的一种。 三、河北省超贫磁铁矿资源状况 1.矿床成因类型 河北省目前已发现和正在开发利用的超贫磁铁矿, 有3种主要成
因类型。 （1）超基性岩型超贫磁铁矿。主要分布在承德市、张家口市、秦皇岛市, 其矿体产于深成的基性- 超基性杂岩体中, 受河北省北部尚义- 赤城-平泉; 丰宁- 隆化; 上黄旗- 乌龙沟; 密云- 喜蜂口; 滦县- 青龙深大断裂或次级断裂构造的控制。基性- 超基性杂岩体一般分布在深大断裂构造的两侧或其次级断裂构造带中。该类基性- 超基性杂岩体中的超基性岩相, 当其所含的铁元素TFe接近20% , 并含有一定量的m Fe物质, 在当前经济技术条件下可以为工业利用的即为超基性岩型超贫磁铁矿。该类型超贫磁铁矿是河北省超贫磁铁矿的主要成因类型, 其矿石自然类型主要为辉石岩型、角闪岩型、辉石角闪岩型、角闪辉石岩型、透辉岩型, 矿物成分主要为辉石、角闪石、橄榄石(少量) 等暗色矿物, 其次为斜长石、磁铁矿、磷灰石等。其化学成分: SiO2 30%～42%、CaO 10%～23%、MgO 8% ～12%、V2O5 0112% ～0114%、TiO2 019%～213%、S 01017%～1115%、P 0104%～1115%、TFe 12% ～18%、m Fe 5% ～10%。该类型矿床成矿母岩规模一般较大, 矿床规模亦较大。其所含的V, Ti, P等元素可综合利用。 (2) 基性岩型超贫磁铁矿。主要分布在承德市承德县、滦平县一带的基性杂岩体中, 在石家庄市元氏- 赞皇一带亦有零星分布,其成矿母岩为辉长岩和苏长岩, 主要矿物为基性斜长石, 次要矿物为普通辉石、紫苏辉石、角闪石, 副矿物为磁铁矿、钛铁矿、金红石和刚玉等。在该类岩石中, 岩浆分异作用较好的成为传统的钒钛磁铁矿矿床, 典型的有承德市大庙钒钛磁铁矿矿床、承德县黑山钒钛磁铁矿矿床和
铁矿石基础知识
铁矿石 铁是世界上发现最早，利用最广，用量也是最多的一种金属，其消耗量约占金属总消耗量的95%左右。铁矿石主要用于钢铁工业，冶炼含碳量不同的生铁（含碳量一般在2%以上）和钢（含碳量一般在2%以下）。生铁通常按用途不同分为炼钢生铁、铸造生铁、合金生铁。钢按组成元素不同分为碳素钢、合金钢。合金钢是在碳素钢的基础上，为改善或获得某些性能而有意加入适量的一种或多种元素的钢，加入钢中的元素种类很多，主要有铬、锰、钒、钛、镍、钼、硅。此外，铁矿石还用于作合成氨的催化剂（纯磁铁矿），天然矿物颜料（赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿)、饲料添加剂（磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿）和名贵药石（磁石）等，但用量很少。钢铁制品广泛用于国民经济各部门和人民生活各个方面，是社会生产和公众生活所必需的基本材料。 铁矿石分类： 1.磁铁矿 磁铁矿（Magnetite）是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe3O4，是Fe2O3和FeO 的复合物。FeO 31.03%，Fe2O3 68.97%或含Fe 72.2%，O 27.6%，等轴晶系。单晶体常呈八面体，较少呈菱形十二面体。在菱形十二面体面上，长对角线方向常现条纹。集合体多呈致密块状和粒状。颜色为铁黑色、条痕为黑色，半金属光泽，不透明。硬度5.5～6.5,比重4.9～5.2, 无解理，脉石主要是石英及硅酸盐。具有强磁性。还原性差，一般含有害杂质硫和磷较高。在选矿（Beneficiation）时可利用磁选法，处理非常方便；但是由于其结构细密，故被还原性较差。经过长期风化作用后即变成赤铁矿。磁铁矿中常有相当数量的Ti4+以类质同象代替Fe3+，还伴随有Mg2+和V3+等相应地代替Fe2+和Fe3+，因而形成一些矿物亚种，即： (1)钛磁铁矿 Fe2+(2+x)Fe3+(2-2x)TixO4(0＜x＜1＝，含TiO212%～16%。常温下，钛从其中分离 成板状和柱状的钛铁矿及布纹状的钛铁晶石。 (2)钒磁铁矿 FeV2O4或Fe2+(Fe3+V)O4，含V2O5有时高达68.41%～72.04%。 (3)钒钛磁铁矿为成分更为复杂的上述两种矿物的固溶体产物。 (4)铬磁铁矿含Cr2O3可达百分之几。 (5)镁磁铁矿含MgO可达6.01%。 磁铁矿是岩浆成因铁矿床、接触交代-热液铁矿床、沉积变质铁矿床，以及一系列与火山作用有关的铁矿床中铁矿石的主要矿物。此外，也常见于砂矿床中。在自然纯磁铁矿矿石很少遇到，常常由于地表氧化作用使部分磁铁矿氧化转变为半假象赤铁矿和假象赤铁矿。所谓假象赤铁矿就是磁铁矿（Fe3O4）氧化成赤铁矿（Fe2O3），但仍能保持其原来的晶形，所以叫做假象赤铁矿。 2.赤铁矿 赤铁矿（Hematite）赤铁矿为无水氧化铁矿石，其化学式为Fe2O3，理论含铁量为70%。这种矿石在自然界中经常形成巨大的矿床，从埋藏和开采量来说，它都是工业生产的主要矿石。由其本身结构状况的不同又可分成很多类别，如赤色赤铁矿（Red hematite）、镜铁矿（Specularhematite）、云母铁矿（Micaceous hematite）、粘土质赤铁（Red Ocher）等。赤铁矿含铁量一般为50%～60%，含有害杂质硫和磷比较少，还原较磁铁矿好，因此，赤铁矿是一种比较优良的炼铁原料。赤铁矿有原生的，也有野生的，再生的赤铁矿的磁铁矿经过氧化以后失去磁性，但仍保存着磁铁矿的结晶形状的假象赤铁矿，在假象赤铁矿中经常含有一些残余的磁铁矿。有时赤铁矿中也含有一些赤铁矿的风化产物，如褐铁矿（2Fe2O3·3H2O）。赤铁矿具有半金属光泽，结晶者硬度为 5.5～6，土状赤铁矿硬度很低，无解理，相对密度4.9～5.3，仅有弱磁性，脉石为硅酸盐。自然界中Fe2O3的同质多象变种已知有两种，即α-Fe2O3和γ-Fe2O3。前者在自然条件下稳定，称为赤铁矿；后者在自然条件下不如α-Fe2O3稳定，处于亚稳定状态，称之为磁赤铁矿。赤铁矿：Fe 69.94%，O 30.06%，常含类质同象混入物Ti、Al、Mn、Fe2+、Ca、Mg及少量Ga和Co。三方晶系，完好晶体少见。结晶赤铁矿为钢灰色，隐晶质；土状赤铁矿呈红色。条痕为樱桃红色或鲜猪肝色。金属至半金属光泽。有时光泽暗
铁矿石基础知识
铁矿石基础知识 v 1 铁矿石的分类及特性 v 2 配料计算 v 3 铁矿石经济性评价 v 1.1 矿石和脉石 v 地壳中的铁贮量比较丰富，按元素总量计占4.2%，仅次于氧、硅及铝居第四位。但在自然界中铁不能纯金属状态存在，绝大多数形成氧化物、硫化物或碳酸盐等化合物。不同的岩石含铁品位可以差别很大。凡在当前技术条件下，从中经济地提取出金属铁的岩石称为铁矿石。这样，铁矿石中除了含Fe的有用矿物外，还含有其他化合物，统称为脉石。常见的脉石有SiO2、Al2O3、CaO及MgO等。v 1.2 天然铁矿石的分类及特征 v 天然铁矿石按其主要矿物分为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿等几种，主要矿物组成及特征见表1-1。 v 赤铁矿又称红矿，其主要含铁矿物为Fe2O3，其中铁占70%，氧占30%，常温下无磁性。但Fe2O3有两种晶形，一为α- Fe2O3 ，一为γ- Fe2O3 ，在一定温度下，当α- Fe2O3转变为γ- Fe2O3时，便具有了磁性。 v 色泽为赤褐色到暗红色， v 由于其硫、磷含量低，还原性较磁铁矿好，是优良原料。 v 赤铁矿的熔融温度为：1580~ 1640℃。 磁铁矿主要含铁矿物为Fe3O4，具有磁性。其化学组成可视为Fe2O3·FeO，其中FeO=30%，Fe2O3·=69%；TFe=72.4%，O=27.6%。磁铁矿颜色为灰色或黑色，由于其结晶结构致密，所以还原性比其它铁矿差。磁铁矿的熔融温度为：1500~1580℃。这种矿物与TiO2和V2O5共生，叫钒钛磁铁矿；只与TiO2共生的叫钛磁铁矿，其它常见混入元素还有Ni、Cr、Co等。在自然界中纯磁铁矿很少见，常常由于地表氧化作用使部分磁铁矿氧化转变为半假象赤铁矿和假象赤铁矿。所谓假象就是Fe3O4虽然氧化成Fe2O3·，但它仍保留原来磁铁矿的外形。v 在自然界中纯磁铁矿很少见，常常由于地表氧化作用使部分磁铁矿氧化转变为半假象赤铁矿和假象赤铁矿。所谓假象就是Fe3O4虽然氧化成Fe2O3·，但它仍保留原来磁铁矿的外形。它们一般可用TFe/FeO的比值来区分： v TFe/FeO=2.33 为纯磁铁矿石 v TFe/FeO<3.5 为磁铁矿石 v TFe/FeO=3.5~7.0 为半假象赤铁矿石 v TFe/FeO>7.0 为假象赤铁矿石 v 式中，TFe－矿石中的总含铁量（%），又称全铁；FeO－矿石中的FeO含量（%）。 v 褐铁矿通常指含水氧化铁的总称。 v 如3Fe2O3·4H2O称为水针铁矿；2Fe2O3·3H2O才称褐铁矿。这类矿石一般含铁较低，但经过焙烧去除结晶水后，含铁量显著上升。颜色为浅褐色、深褐色或黑色，硫、磷、砷等有害杂质一般多。
河北省承德地区超贫钒钛磁铁矿地质特征
河北省承德地区超贫钒钛磁铁矿地质特征 和民营铁矿矿业经济发展概况 教授李万亨、教授级高工李佩基、工程师潘才 一、超贫钒钛磁铁矿的含义及其意义 在现行《铁矿地质勘探规范》中，规定了铁矿的质量指标，边界品位为TFe≥20%（指单个样品），工业品位为TFe≥25%（指单个工程）。这里把TFe低于20%，易采易选、符合市场需求，而且能产生经济效益的磁铁矿，特称为超贫磁铁矿，或超低品位磁铁矿，以便与一般所谓的贫铁矿相区别。由于在这种类型的超贫磁铁矿中往往伴生钒钛等有用组分，故全称为超贫钒钛磁铁矿。 我国目前正处于全国经济发展时期，对钢铁的需求量持续增长，因而铁矿石的需求缺口也更为突出。虽然从国外进口了大量铁矿石，但仍不能满足国内的需求，以致近年来国内市场上铁精粉价格直线上扬。 随着科学技术的发展和进步，人类对铁矿资源开发利用水平也在不断提高。自进入本世纪以来，河北省承德市掀起了开发利用超贫磁铁矿的高潮，积累了丰富的经验，缓解了我国铁矿资源不足的紧张形势。 二、超贫钒钛磁铁矿地质特征 该地区在大地构造上处于华北地台北缘，内蒙地轴和燕山台褶带的交接部位。 1 区内基底地层主要发育有中太古代迁西岩群，分布在兴隆八卦岭-孤山子一带，新太古代早期遵化岩群，分布在宽城县东南部。新太古代晚期的红旗营子岩群，主要分布在滦平县北部和丰宁县南部的广大地区是贮存超贫钒钛磁铁矿的主要岩群。所有地层均遭受强烈混
合岩化作用。 2 区内构造以东西向平行的深断裂为主。由北向南依次有丰宁-隆化、红石砬-大庙、大庙-娘娘庙、尚义-平泉等深断裂。深断裂带有几百米至数公里宽，走向近东西。从新太古代开始断裂活动，在中元古代进一步增强，在丰宁-隆化和红石砬-大庙两条深断裂之间，生成了大庙和头沟斜长岩体并伴随有苏长岩体。进入海西期大庙-娘娘庙深断裂活动加剧，沿断裂两侧生成众多规模不同的超基性-基性岩体，它们对该地区超贫钒钛磁铁矿的成矿起着重要控制作用。 3 区内岩浆岩发育。与超贫钒钛磁铁生成关系密切的超基性岩沿深断裂展布，如大庙-娘娘庙断裂带，由东向西有娘娘庙、上台子、头沟、高寺台、马剑子沟、铁马、团榆树等处，分布大小不等的超基性岩体总计百余个，岩体大的多有超贫钒钛磁铁矿产出，且规模也大。基性岩体产出较少，如沿红石砬-大庙-娘娘庙深断裂带展布的大庙斜长岩体，如罗锅子沟、大鸟苏沟、黑山等，基性岩体大多也产有超贫磁铁矿。 4 超贫钒钛磁铁矿矿床地质特征 （1）产在超基性岩体中的超贫钒钛磁铁矿占绝大多数。区内超基性岩体约百余个，大多以岩瘤状产出，少数呈岩株状，形态多为长椭球体，多赋存在新太古代变质岩群中。岩体规模不等，相差悬殊，最大的铁马岩体出露面积约15km2；其次为团榆树、孤山子、高寺台、娘娘庙等15个岩体的面积大于0 3km2，其它均为小型岩体。岩体产状受深断裂控制，长轴大多走向东西，倾向南或北，倾角大于50度。岩体可区分为橄榄石岩相、辉石岩相、角内石岩相，多数岩体只有一种岩相。角内石岩相主要与Fe、P和V、Ti矿化关系密切，TFe 10-25%（平均15-19%），MFe5-18%（平均7-12%）；橄榄石岩相和辉石岩相与Cr、Pt矿化有关。 （2）在基性岩体中的超贫磁铁矿较少。可分为斜长岩体和辉长岩体两类：斜长岩体多呈
矿业基础知识
矿业基础知识 第一部分地质 一、矿产资源的分类 1、矿产资源的定义 是指赋存于地下或地表的，由地质作用形成的呈固态、液态或气态的具有现实或潜在经济价值的天然富集物。其特点是再生速度很慢或不能再生，因而应珍惜和保护矿产资源。 2、矿产资源的分类 能源矿产、金属矿产、非金属矿产和水气矿产四类。 3、金属矿产的分类 按金属元素的性质和主要用途分为：根据我国矿产储量统计分类，将金属矿产分为：黑色金属矿产、有色金属矿产、贵重金属矿产、稀有金属矿产、稀土金属矿产，以及分散元素金属矿产。 ⑴黑色金属：铁、锰、铬、钒、钛； ⑵有色金属：铜、铅、锌、铝、镍、钨、镁、钴、锡、铋、钼、汞、锑； ⑶贵重金属：金、银和铂族金属(铂、钯、铱、铑、钌、锇)； ⑷稀有金属：铌、钽、铍、锂、锆、锶、铷、铯； ⑸稀土金属：钪、轻稀土矿(镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕)、重稀土矿(钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇)； ⑹分散元素金属：锗、镓、铟、铊、铪、铼、镉、硒矿和碲矿； ⑺放射性金属：包括铀、钍等放射性元素。 4、铁矿的分类 具有工业利用价值的铁矿种类主要包括磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿、菱铁矿、硫铁矿等种类。 ⑴磁铁矿Magnetite：主要成份为Fe3O4，是Fe2O3和FeO的复合物，含Fe 72.4%，黑色，有磁性，氧化后变成赤铁矿。Fe被部分取代后又形成钛磁铁矿、钒磁铁矿、钒钛磁铁矿、铬磁铁矿、镁磁铁矿等矿物亚种； ⑵赤铁矿Hematite：主要成份为Fe2O3，暗红色，含Fe70%，因结构状况的不同又分成镜铁矿(金属光泽的玫瑰花状或片状)、云母赤铁矿(金属光泽的晶质细鳞状)、鲕状或肾状赤铁矿(湖北规模较大)； ⑶褐铁矿Limonite：是含有氢氧根级不定量结晶水的铁矿石，最高含Fe62.9%，主要包含针铁矿(FMG主要是该类)和纤铁矿两类；
我国钒钛磁铁矿直接还原分析
我国钒钛磁铁矿直接还原分析 摘要 本文概括地介绍了我国钒钛磁铁矿资源分布情况。钒钛磁铁矿是重要的资源，世界各国的研究及生产实践表明，使用高炉冶炼法钒钛磁铁矿是难以冶炼的铁矿石。因此钒钛磁铁矿冶炼大量使用非高炉冶炼法，即采用直接还原法。本文详细地阐述了直接还原法中隧道窑、回转窑、转底炉、竖炉这四种常见炉的结构、反应原理、国内工艺现状及反应特点，并指出了我国钒钛磁铁矿直接还原工艺的发展方向。 关键词钒钛磁铁矿直接还原隧道窑回转窑转底炉竖炉 前言 目前国外钒钛磁铁矿主要分布在南非、前苏联、新西兰、加拿大、印度等地。我国钒钛磁铁矿矿床分布广泛，储量吩咐，储量和开采量居全国铁矿的第3位。已探明储量98.3亿吨，远景储量达300亿吨以上，主要分布在四川攀枝花地区、河北承德地区、陕西洋县、甘肃什斯镇、广东兴宁几山西代县等地区。 钒钛磁铁矿冶炼的利用问题，远在上19世纪上半叶，瑞典、挪威、美国、英国都进行过试验，均未取得结果。20世纪30年代开始日本、前苏联开始在不同容积的高炉上研究冶炼钒钛磁铁矿的工艺，结论是：炉渣中TiO2 限制在16%以下，实际生产中采用配10%—15%的普通矿冶炼含钒生铁，渣中TiO2为9%—10%，TiO2含量越高冶炼难度越大。世界各国的研究及生产实践表明，钒钛磁铁矿是难以冶炼的铁矿石。 通过多年的努力，钒钛磁铁矿已解决高炉冶炼等多项技术难题，逐渐形成了以高炉-转炉流程为主的综合回收其中铁、钒和钛的技术路线，实现了铁、钒和钛元素的大规模化利用，形成了铁钒钛系列产品的大规模工业生产能力。然而高炉-转炉流程最大的缺点是：为了利用钒钛磁铁矿中的铁和钒浪费了大量的高钛型炉渣，造成钛资源的严重浪费，又造成很大的污染，从而形成了巨大的环境压力，所以开发适宜钒钛磁铁矿综合回收利用的工艺流程势在必行。本文对钒钛磁铁矿煤基直接还原工艺的炉体结构、原理、特点、现状、投资价格进行简单探讨，指出煤制气-竖炉直接还原工艺为还原钒钛磁铁矿的发展提供新的途径。 直接还原指在低于矿石熔化温度下，通过固态还原把铁矿石炼制成铁的工艺过程。直接还原铁的特点是碳、硅含量低，成分类似钢，实际上也代替废钢用于炼钢。作为传统工艺的补充，钒钛磁铁矿直接还原工艺以其环保、原料广泛的特点受到了市场的青睐。按还原剂的不同，直接还原工艺分为煤基直接还原和气基直接还原。气基直接还原方式生产直接还原铁在国外一直占有较大的市场份额。我国煤基直接还原钒钛磁铁矿已经得到了广泛的应用。 隧道窑、回转窑、转底炉和竖炉的结构与还原原理 隧道窑结构与还原原理
承德市钒钛新材料产业发展专项实施方案(2018-2020年)
承德市钒钛新材料产业发展专项实施方案 （2018-2020年） 一、前景与基础 钒、钛是国家重要战略资源。承德是我国重要的钒钛资源基地，是国家发改委、科技部认定的国家钒钛资源综合利用产业基地和国家钒钛新材料高新技术产业化基地。随着全球钒钛资源的紧缺以及国家航天、军工产业发展的战略需求，钒钛产业迎来难得发展机遇。加快承德钒钛新材料及国家钒钛产业基地建设，对于推动我市钒钛产业高质量发展具有重要战略意义，对实现转型升级、绿色发展更具有决定性作用。 承德钒钛资源综合开发利用优势明显。国内钒钛资源主要分布于攀枝花和承德，我市已探明钒钛磁铁矿资源总量83.72亿吨，占全国已探明储量的40%以上，远景储量可达234亿吨。域内有河钢承钢、建龙特钢、天大钒业等14家钒钛骨干企业，产品包括五氧化二钒、氮化钒、高纯氧化钒、全钒液流储能电池、航空航天级高端中间合金、含钒特钢等，可广泛应用于航空航天、军工、超导等领域。与中科院合作共建“院士工作站”和“钒钛资源高效清洁利用与产品工程实验室”，与清华大学、北京科技大学、东北大学等院校建立了广泛的“产学研”合作关系，亚熔盐法绿色清洁提钒生产全球领先。承德的钒产能占国内34%、占世界16%；龙头企业钒产品国内市场占有率达到19%以上，国际市场占有率达到11%以上，产品畅销亚、欧、美、非等二十多个国家和地区。
二、行动目标 按照“绿色发展、清洁生产、科学布局”的原则，围绕钒钛新材料产业高质量发展的要求，重点打造“四个平台”，加快“四个园区”建设，实施一批重大新材料项目建设，实现“四个转变”，推进承德钒钛新材料产业加快发展。到2020年，钒钛新材料形成五大产品系列，钒钛产业主营业务收入达到1000亿元，钒产品产能占国内和国际比重分别提高到46%、25%，高端钒产品比重分别提高到51%和40%，钒的全球市场占有率达到30%以上。 三、重点任务 （一）加快推进绿色生产方式应用。 坚持生态环保、绿色生产，推广亚熔盐法绿色清洁提钒生产技术。推进产业链延伸和“吃钢产业”发展，实现含钒特钢产品自产自销，提高产品附加值。大力实施环保技术改造，积极推行高炉余热发电、水处理及循环利用、二次能源利用技术，核心企业承钢余压余热利用发电占自身用电总量达到80%以上，水的重复利用率达97.7%，排放指标达到国家清洁生产一级标准，冶炼固体废弃物的利用和处置率达100%。 （二）加快钒钛产业实现四个转变。 依托钒钛资源优势，推进钒钛产业向绿色化、高端化延伸，实现由普钢向特钢、由初级材料向高端材料、由高端材料向高端产品、由高端产品向航空航天国防工业等高端装备应用领域发展，着力打造高附加值系列钒钛产品体系，推动承德钒钛产业加快向高质量发展。
含钒石煤提钒工艺研究
含钒石煤提钒工艺研究 2008级材料冶金2班郭宇行学号200811103018 一导言 我国有丰富的钒资源，除钒钛磁铁矿外，还有一低品位单一钒矿资源，即作为钒的单独矿床开采的含钒碳质页岩，俗称石煤。石煤既是一种含碳氢少，发热量低，灰分高的劣质煤，也是一种低品位多金属矿石，其中最具有商业意义的金属元素是钒。钒在石煤中价态分析结果表明【1】，绝大部分地区石煤中的钒都是以酸碱不溶的V( Ⅲ)和V( 1 V)为主，这就是在石煤提钒过程中需要采用氧化焙烧使低价钒变为V( V) 的原因。我国石煤中钒的总储量为钒钛磁铁矿中钒总量的6—7倍，超过世界上各国钒储量的总和【2】。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。 二钒的性质、用途及赋存状态 钒的原子序数23、原子50.94，是一种过渡元素。熔点1890±1 0℃，沸点为3380℃,密度为4.6 g／c m。金属钒呈银白色，质软，可塑性好，在室温下不氧化，在高温下空气中可燃烧，抗腐蚀能力较强【3】。目前，钒主要应用于生产合金钢和化工催化剂等，在其它领域的应用也在不断扩展。我国各地石煤中钒品位差异较大，在目前技术条件下，只有品位达到0．8％以上才有开采价值【4】。含钒石煤的物质组成较复杂，钒的赋存状态和赋存价态因地各异，但大部分是以类质同象形式赋存于云母类及高岭石等黏土矿物中，部分取代硅氧四面体复网层和铝氧八面体单网层中的 A l(Ⅲ)；其次是以有机物形式和离子吸附形式赋存的；极少以钒石榴石、砷硫钒铜矿等钒矿物形式存在【5】。 三提钒工艺 3．1 传统工艺 钠盐焙烧一水浸工艺提取钒矿中的钒，这种沿用近百年的传统工艺的基本原理是以氯化钠为添加剂，通过焙烧将多价态的钒转化为水溶性五价钒的钠盐，再对钠化焙烧产物直接水浸，可得含有钒及少量杂质的浸取液，然后加入铵盐沉得粗钒，再将粗钒经碱溶、除杂并用铵盐二次沉钒得偏钒酸铵，热分解可得纯度大于98％的五氧化二钒，工艺流程如图1所示。 某些提钒工艺采用复合添加剂焙烧，以减少N a C 1 的添加量【6,7】，本文将这类工艺也归为传统工艺。钠化焙烧工艺的优点在于【8】：传统石煤提钒工艺的优点在于：工艺流程较简单，工艺条件不苛刻，设备不复杂，投资较少，基建时间较短等。但是，其明显缺点是：1金属回收率低，不到4 5 %；2环境污
钒钛磁铁矿的基本知识
钒钛磁铁矿 简述 我国钒钛磁铁矿床分布广泛，储量丰富，储量和开采量居全国铁矿的第三位，已探明储量98.3亿吨，远景储量达300亿吨以上，主要分布在四川攀枝花地区、河北承德地区、陕西汉中地区、湖北郧阳、襄阳地区、广东兴宁及山西代县等地区。其中，攀枝花地区是我国钒钛磁铁矿的主要成矿带，也是世界上同类矿床的重要产区之一，南北长约300km，已探明大型、特大型矿床7处，中型矿床6处。钒矿资源较多，总保有储量V2O5 2596万吨，居世界第3位。钒矿主要产于岩浆岩型钒钛磁铁矿床之中，作为伴生矿产出。钒矿作为独立矿床主要为寒武纪的黑色页岩型钒矿。钒矿分布较广，在19个省(区)有探明储量，四川钒储量居全国之首，占总储量的49%；湖南、安徽、广西、湖北、甘肃等省(区)次之。钒钛磁铁矿主要分布于四川攀枝花-西昌地区及河北承德地
区，黑色页岩型钒矿主要分布于湘、鄂、皖、赣一带。钒矿成矿时代主要为古生代，其他地质时代也有少量钒矿产出。 钛矿主要为钒钛磁铁矿中的钛矿、金红石矿和钛铁矿砂矿等。钒钛磁铁矿中的钛主要产于四川攀枝花地区。金红石矿主要产于湖北、河南、山西等省。钛铁矿砂矿主要产于海南、云南、广东、广西等省(区)。钛铁矿的TiO2保有储量为3.57亿吨，居世界首位。钛矿矿床类型主要为岩浆型钒钛磁铁矿，其次为砂矿。从成矿时代来看，原生钛矿主要形成于古生代，砂钛矿则于新生代形成。 铬矿资源比较贫乏，按可满足需求的程度看，属短缺资源。总保有储量矿石1078万吨，其中富矿占53.6%。铬矿产地有56处，分布于西藏、新疆、内蒙古、甘肃等13个省(区)，以西藏为最主要，保有储量约占全国的一半。中国铬矿床是典型的与超基性岩有关的岩浆型矿床，绝大多数属蛇绿岩型，矿床赋存于蛇绿岩带中。西藏罗布莎铬矿和新疆萨尔托海铬矿等皆属此类。从成矿时代来看，中国铬矿形成时代以中、新生代为主。 锰矿资源较多，分布广泛，在全国21个省(区)均有产出；有探明储量的矿区213处，总保有储量矿石5.66亿吨，居世界第3位。中国富锰矿较少，在保有储量中仅占6.4%。从地区分布看，以广西、湖南为最丰富，占全国总储量的55%；贵州、云南、辽宁、四川等地次之。从矿床成因类型来看，以沉积型锰矿为主，如广西下雷锰矿、贵州遵义锰矿、湖南湘潭锰矿、辽宁瓦房子锰
四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床
四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床 位于四川省渡口市东北12Km处。储量近百亿吨，是我国最大的岩浆型钒钛磁铁矿矿床。渡口市是我国西南地区最大的钢铁冶金联合企业所在地（图1－1）。 一区域地质概况 区内最古老的地层为上震旦系。分两层，下部是蛇纹石化大理岩；上部是透辉岩和透辉石大理岩互层。上三叠纪地层在本区最发育，分布在矿区北部和西北部，其底部是紫红色砂砾岩；上部为灰绿色砂岩与黑色砂页岩互层，含煤。老第三系紫红色砂砾岩呈水平或近水平，不整合覆于老地层之上(图1-2)。 含矿岩体位于康滇地轴中段西缘的安宁河深大断裂带中，受安宁河深大断裂次一级NE向断裂控制。岩体呈NE30°方向延展，长35km，宽2km，与震旦纪地层整合接触。向北西倾斜，呈单斜状(实为务本一攀枝花岩盆状岩体的东南部分)。岩体内部层状构造明显，不同成分矿物构成的浅色岩与暗色岩相互更叠交
替；层之间为过渡关系。原生层状构造与围岩产状一致，硅酸盐矿物均作线状平行排列。 岩体自上而下分为五个相带： 顶部浅色层状辉长岩带：厚500—1000m。浅色矿物含量一般>50%。含稀疏的暗色矿物条带，偶尔为铁、钛氧化物矿条。该岩带顶部与三叠系或正长岩呈断层接触。 上部含矿带：厚10—120m。以含铁辉长岩为主，夹有稀疏浸染状矿石。含磷灰石丰富，达5%—20%，并有较多的辉石集中，可作标志层。在底部有时可见厚约3m的斜长岩层。 下部暗色层状辉长岩带。暗色矿物含量一般>50%，构成密集条带，并夹有含铁辉长岩薄层及钒钛磁铁矿条。总厚度166—800m。与底部含矿层呈过渡关系。 底部含矿层：厚60—500m，为主要含矿层。由各种类型钒钛磁铁矿矿石组成，夹有层状暗色辉长岩。 边缘带：以暗色细粒辉长岩为主。厚度变化大，10—300m。顶部往往有数米厚的橄榄岩及橄辉岩层。底部与大理岩接触带常变质为角闪片岩。（图1-3）岩体内各岩相带、矿带、铁矿层产状均与原生层状构造产状一致，大体走向N60°E，倾向NW，倾角较陡。