本研究报告涉及到五氧化二钒产品的工艺参数,此行业的国内外发展概况,重点企业的企业分析,目标市场的核心竞争力,市场在建及拟建项目的市场渗透,上下游产品的市场前景,目标市场的供需分析,项目销售规划,潜在客户分析,行业发展前景及投资建议。
本研究报告数据主要采用国家统计数据,海关总署,问卷调查数据,商务部采集数据等数据库。其中宏观经济数据主要来自国家统计局,部分行业统计数据主要来自国家统计局,市场的数据主要来源于硕询研究中心的调研数据,及市场调研数据,企业数据主要来自于国统计局规模企业统计数据库及证券交易所等,价格数据主要来自于各类市场监测数据库,对产品的数据指标连续性对比,反映出行业发展趋势,再通过专家咨询,桌面研究方法对核心数据进行反复论证。
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钒在地壳中的含量占第22位, 是元素周期表中的第23号元素, 比锌、铜、铅的含量要大些, 在自然界中的存在很分散, 主要伴生于绿硫钒矿VS2 (或V2S5) ; 铅钒矿(或称褐铅矿) Pb5 [VO4] 3 Cl;钒云石KV2[ALSi2O10] (OH)2; 钒酸钾铀矿K2 [UO2] 2[VO4]2.3H2O等矿物中。
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图2:钒在各个领域应用分布图
钢铁领域作为钒应用的主要领域, 在我国85%左右的钒用于钢铁工业, 钒在钢铁行业中的应用主要是通过添加钒来提高强度和韧性。例如在结构钢中加入0. 1%的钒, 可提高强度10% ~ 20%, 减轻结构重量15% ~ 25%, 降低成本8% ~ 10%。此外, 由于钒钢具有强度大, 韧性强、耐磨性及耐蚀性好的特点, 从而广泛应用于输油(气) 管道、建筑、桥梁、钢轨和压力容器等工程建设中。
由于钒在高温下的优异性能, 被应用到合金行业中, 例如在钛- 铝合金中钒可以作为稳定剂和强化剂, 使合金具有较好的延展性和可塑性, 可用来生产航天工业所需的钛- 铝合金。目前, 锰、钼、铌等元素可部分代替生产高强低合金钢, 但是在钛- 铝合金的生产中, 钒至今还不可替代。
钒在电池中是以钒的氧化物形式作正极。钒电池的优点是可在常温下安全使用, 电解液和电池使用寿命长, 制造成本低, 无污染。目前日本电池用五氧化二钒的消费量约为5kt /a。
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高效大规模储能电池是新能源产业革命的核心。钒电池(VRB)是当今世界上规模最大、技术最先进、最接近产业化的高效充电燃料电池具有功率大能量大、效率高、成本低、寿命长、绿色环保等一系列独特优点,在光伏发电、风力发电、电网调峰、分布电站、通讯基站、UPS或EPS、电动公交、军用蓄电等广阔领域有着极其良好的应用前景,在美国、加拿大、欧洲、日本、澳大利亚已开始商业化应用。随着钒电池技术的迅猛发展,钒电池必将为人类带来一场前所未有、意义重大深远的新能源产业革命!
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表:世界部分钒电池项目
时间 |
单位 |
项目名称 |
1996 |
SEI |
450kW2h钒电池,日本电网调峰 |
1997 |
Kashima |
kita 200kW4h钒电池,日本电网调峰 |
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2012 |
北京普能世纪 |
3MWh钒电池,美国吉尔斯洋葱公司电网调峰 |
表:世界钒电池技术比较
研发单位 |
电池 模块化 |
全氟 离子膜 |
电解液 浓度 |
功率密度 mW/cm2 |
额定能量效率 @100mA/cm2 |
钒电解液 工作温度 |
生产成本 万元/kW |
GEC |
全系统 |
GEC11N |
2 M |
125 |
> 80% |
-5~50℃ |
0.5 |
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中南工业大学 |
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钒在化学工业中应用制成的产品主要有V2O5、NH4VO3 (偏钒酸铵)、NaVO3 及KVO3 等, 它们分别应用于催化剂、陶瓷着色剂、显影剂、干燥剂及生产高纯氧化钒或钒铁的原料。钒作催化剂具有特殊的活性, 其他元素难以代替。
钒还可以用于生产陶瓷色料及无毒颜料等新产品; 另外钒薄膜和超细粉体由于其自身独特的相变特性, 还广泛应用于电学和光学开关装置、太阳能控制材料、光盘介质材料、涂层、热敏电阻等领域。
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由于钒矿种类繁多, 因此五氧化二钒的生产原理和方法也有所不同, 目前, 五氧化二钒主要生产工艺流程有如下几种: 碱法工艺; 酸法工艺;钠化焙烧法;无盐焙烧法; 钙化焙烧法。
碱法是将钒糟矿与纯碱混合后焙烧生成偏钒酸钠, 再与硫酸作用制得五氧化二钒。该工艺技术适用于钒以五价存在矿物中钒的提取, 例如从钢渣中提取钒, 对于矿石中钒主要以三价存在的情况该工艺不适用。该方法产生的废气为CO2, 危害性和治理难度不大, 从环境、经济的角度考虑, 这是一条较好的路线。
将矿石破碎磨细后用硫酸浸出, 清液pH 值调至1~ 1. 2后送萃取提铀。有机相由1#柴油、叔胺和异癸醇组成, 含铀的有机相送去回收氧化铀。使铁全部还原, 然后加氨将溶液pH值调至2. 0送萃取提钒。用15% 硫酸作反萃剂, 将含钒反萃液送沉淀槽, 通蒸汽加热, 加氯化钠和氨使钒沉淀, 经干燥、熔化铸成五氧化二钒薄片。该工艺消除了传统钠化焙烧的废气污染问题, 但浸出过程酸用量大, 生产过程处于强酸腐蚀环境, 投资大, 经济性差。
钠化焙烧法是用食盐和钒矿在空气中焙烧, 得偏钒酸钠, 再与硫酸作用制得五氧化二钒。该生产工艺比较成熟, 投资省, 但缺点是在焙烧过程中需添加氯化钠, 过程中产生大量的含HCl、Cl2 等有毒有害气体, 其中氯气( Cl2 ) 为工业剧毒气体, 严重污染环境, 操作条件差, 属污染性生产工艺
钙化焙烧法在工艺上与钠化焙烧法大致相同,主要是用钙粉替代氯化钠, 焙烧后利用硫酸浸出, 然后进行离子交换和煅烧, 得到五氧化二钒产品。该工艺是近几年出现的一种新技术, 完全消除了钠化焙烧过程的烟气污染问题, 技术先进、流程简单、操作稳定, 具有较好的经济效益, 各项污染物可达标排放。
空白焙烧法是在原矿石焙烧过程中不添加任何添加剂, 后续工艺与钙化焙烧工艺基本一致。该工艺优点在于避免了有毒有害气体的产生, 金属回收率得到提高, 流程简单。但是该工艺对原矿石的要求比较苛刻, 目前只有少数地区的矿石能够适用本工艺。
目前全球钒的总产量已突破~~~kt/a, 产钒国家高度集中在中国、南非、俄罗斯和美国, 产量接近世界钒产能的94%, 其产钒量占世界总产量份额分别为38%、28%、19%、9%。
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Table 1 Main enterprises and production capacity of vanadium goods in the world
序号 |
公司 |
国家 |
产品及产能 |
1 |
Stein Ferroaleciones |
阿根延 |
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2 |
特雷巴哈化学股份有限公司 |
奥地利 |
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3 |
阿格纽克拉夫有限公司 |
澳大利亚 |
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66 |
峨眉铁合金(集团) 股份有限公司 |
中国 |
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67 |
攀钢集团公司 |
中国 |
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