低温催化循环法生产五氧化二钒项目建议

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1、中甫实验室——循环经济的践行者催化循环法生产五氧化二钒项目建议书喻中甫喻思皓中甫实验室2010年12月9中甫实验室——循环经济的践行者前言该文主要从技术层面阐述了年产1000吨五氧化二钒装置（催化循环法生产五氧化二钒技术）的初步可行性，主要用作宣传或申报国家立项时书写正规项目建议书（或可行性研究报告）的参考资料，由于编者的知识和经验有限，不足之处敬请批评和指正。一、项目建设的目的和意义（一）产品用途广泛五氧化二钒是钒氧化物中应用最广泛的产品，在钒资源勘探、生产和国际贸易中，一般都以五氧化二钒作为计算单位。首先，它是生产金属钒、钒铁合金和其它钒基合金的中间产品，也是制造钒催

2、化剂的原料，还可用作苯甲酸、邻苯二甲酸等有机合成的催化剂，也能用于制造彩色玻璃和陶瓷。金属钒的用途也较为广泛，是一种重要的战略物资，具有高熔点、易加工等特性，主要用于钢铁工业、国防工程材料制造、化学和轻纺工业等领域。其次，五氧化二钒在石油化工设备制造中被用作设备防腐的缓蚀剂，在合成氨工业中被用作脱碳、脱硫的催化剂，在油漆、不透紫外线玻璃、照相显影剂等制造行业也有广泛的用途。此外，在钢材中加入少量的金属钒可大大提高钢材的抗压强度，因此含钒钢材被广泛用于坦克和装甲车等军事装备和高速铁轨的制造。随着我国现代化建设的高速发展和国家启动四万亿刺激经济计划，钒及钒化合物需求量将越来越

3、大。但是钒矿资源稀少而分散，当前主要来源是从含钒铁矿的冶炼过程中提取，产量远远不能满足需求。（二）钒的前景钒应用比较广泛，未来比较有潜力的应用开发方向有以下几个方面：（1）全钒蓄能电池。全钒电池是近年开发的采用VOS04作为电解液、碳为电极的新型电池。这种电池具有充放电效率高（可达90％）、自放电流低（年自放电低于10％）等优点，是一种很有前途的新产品。大容量钒电池，可以作为大公司、孤岛和偏僻地区的电力来源。钒电池的另一个潜在市场是作为电动汽车的动力。目前发展无污染的电动汽车的核心问题就是动力来源。如果钒电池能在这一领域取得突破，无疑将大大提高对钒的需求量。据日本介绍，目

4、前日本已经在钒电池方面形成产业化规模，计划达到年产100000kw电池的能力，每年需求V205近7000t，这将进一步拓宽钒的应用。9中甫实验室——循环经济的践行者（2）钒基固溶体储氢合金。储氢合金可在适当的温度压力下可逆地吸收和释放氢，可以储存比自身体积大1000倍以上的氢气，以解决传统用氢气瓶及液态储氢存在的不安全、能耗高、经济差、储氢量小等问题，广泛应用在燃料电池、电动车、镍氢电池、储氢和输送氢等方面。世界上已经应用的储氢合金主要有：稀土系AB5型，储氢量小于1.3％；钛锆系AB2型，储氢量小于2.0％。其他类型的储氢合金由于成本高或吸、放氢条件苛刻而难以应用。钒是

5、唯一在常温下吸氢、放氢的金属，吸氢量理论上可达到3.8％。许多国家对钒基固溶体BBC型储氢合金研制了很多品种，由于是用金属钒作为合金元素，金属钒价格昂贵，制作成本太高限制了其应用。2003年，攀枝花钢铁研究院与四川大学合作开发钒基固溶体储氢合金，目前已经开发出吸氢量大于3.3％，放氢量大于2.3％，放氢温度小于100℃的较为理想的钒基储氢合金。（3）光学转换涂层。研究已经发现，在环境温度变化时，VO4涂层光学透过性能会发生变化。这也是钒资源利用的一个重要方向。在钒的功能材料中，溶胶-凝胶技术制备的VO4涂层是很有发展前途的一种材料，其应用前景广阔，利用其相变后光学、电学等

6、特殊性质可用于太阳能控制材料、红外辐射测温计、热敏电阻、热致开关、可变反射镜、红外脉冲激光保护膜、光盘介质材料、全息存储材料、点致变色显示材料、滤色镜、热致变色显示材料、非线性或线性电阻材料、温度传感器、可调微波开关装置、红外光学调制材料、高灵敏度应变传感器、透明导电材料、抗静电涂层等方面。美国CCU公司在1988年就已经着手研究一种快速阻挡脉冲激光辐射的复合膜系，关键在于采用了一种具有光学透过率突变性能的功能陶瓷材料二氧化钒薄膜。（4）钒的发光材料。掺Eu3+离子的钒酸盐LnVO4:Eu3+（Ln为La、Y）通过调变阳离子的成分和含量，可使钒酸盐LnVO4:Eu3+出不

7、同波长的光。含钒的发光材料将有广阔的应用前景。钒磷酸钇铕Y(V04)P04:Eu3+和钒酸钇铕YV04︰Eu3+都是高效的红色发光材料，曾被作为彩色电视荧光粉的红色组分，现在仍然广泛地用在高压汞蒸气放电荧光灯中，作为调整色度的发光材料。9中甫实验室——循环经济的践行者（5）钒颜料及变色材料。钒作为颜料在陶瓷工业中早有应用，但许多传统工艺目前已不能适应市场越来越高的要求。目前利用最新的溶胶－凝胶技术，在微孔玻璃凝胶中掺人钒氧化物得到的干凝胶玻璃在与不同气体接触时就会产生不同的颜色变化。这种智能材料的发展也可能为钒的应用带来新的机