Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Борисенко, Л. Ф. Перспективы расширения производства ванадия за счет повышения комплексности использования минерального сырья обзор

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
2.49 Mб
Скачать

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 -

Т а б л и ц а

3

Перспективное минеральное сырье для получения ванадия и некоторых других редких элементов

 

Тип руды

Содержание

 

ванадия, %

 

 

 

I

г

 

Нефть (высокосернистые

10 (в золе)

 

сорта)

 

1

Битуминозные сланцы и

0,02-0,15

песчаники

-0

Углисто-кремнистые

0,11-2,5

 

 

сланцы

 

 

Каменные и бурые угли

0,0063-0,0126

 

 

(в золе)

 

Осадочные железные руды

0,04-0,06

 

Железо-марганцевые

0,05

 

конкреции

 

Другие полезные компоненты в руде

3

M i, R e

R e

S r , Mo, R e , / Is

G e , S c

F e , P , M n

Mn, F ?, A/i, Со, Си, Mo

Примеры месторождений

4

Волго-Уральская область

Джулиа-Крик (Австралия), Ата­ баска (Канада)

Баласаускэндык, Курумсак (Ка­ захстан)

Подмосковный,Печорский бассейны

Лисаковское. Аятское (Казахстан) Бакчарское (Зап.Сибирь), Кер­ ченское (Крым)

Мировые океаны

I

Титаномагнетитовые, ильменит-титаномагнети- товые в габбро-диаба­ зах, габбро, пироксенитах, оливинитах

Глинистые отложения

Бокситы и алуниты

Фосфориты

Россыпи ильменита и титаномагнетита

2

3

0,1 -0,55 (в

титано- Fe, Т с,Sc, Си, Со

магнетите),

0 ,0V—-

0,16 (в ильмените)

0,6

0 ,002- 0,11

AE,Fe,Sc,G a,Ti

Продолжение табл.З

4

Пудожгорское (Карелия), Копай­ ское (Урэл)

Уилсон-Спринге (Арканзас,США)

Североуральский p-он, Звгликское (Кавказ), Баконь-Вертеш (Венгрия)

0,002-0,038

Р, S c , T R

Каратау (Казахстан), Централь­

 

 

ные районы РСФСР

0,03-0,16 (в иль­

F e , T i , S c

Украина, Курильские острова

мените), 0,2 -0,34

 

 

(в титаномагнети­

 

 

те)

 

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ