低溫催化循環(huán)法生產(chǎn)五氧化二釩項(xiàng)目建議書(已修改)
2024-09-08 09:10 本頁面
【正文】 催化循環(huán)法生產(chǎn)五氧化 二 釩 項(xiàng) 目 建 議 書 喻中甫 喻思皓 中甫實(shí)驗(yàn)室 2020年 12 月 中甫 實(shí)驗(yàn)室 —— 循環(huán)經(jīng)濟(jì)的踐行者 2 前 言 該文 主要從技術(shù)層面 闡述了年產(chǎn) 1000 噸五氧化二釩 裝置 （催化循環(huán)法生產(chǎn)五氧化二釩技術(shù)）的初步可行性，主要 用作 宣傳或 申報國家立項(xiàng)時書寫正規(guī)項(xiàng)目建議 書（或可行性研究報告） 的參考資料，由于編者的知識和經(jīng)驗(yàn)有限，不足之處敬請批評和指正。 一、項(xiàng)目建設(shè)的目的和意義 （一） 產(chǎn)品 用途 廣泛 五氧化二釩是釩氧化物中應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品，在釩資源勘探、生產(chǎn)和國際貿(mào)易中，一般都以五氧化二釩作為計(jì)算單位。首先，它是生產(chǎn)金屬釩、釩鐵合金和其它釩基合金的中間產(chǎn)品，也是制造釩催化劑的原料，還可用作苯甲酸、鄰苯二甲酸等有機(jī)合 成的催化劑，也能用于制造彩色玻璃和陶瓷。金屬釩的用途也較為廣泛，是一種重要的戰(zhàn)略物資，具有高熔點(diǎn)、易加工等特性，主要用于鋼鐵工業(yè)、國防工程材料制造、化學(xué)和輕紡工業(yè)等領(lǐng)域。其次，五氧化二釩在石油化工設(shè)備制造中被用作設(shè)備防腐的緩蝕劑，在合成氨工業(yè)中被用作脫碳、脫硫的催化劑，在油漆、不透紫外線玻璃、照相顯影劑等制造行業(yè)也有廣泛的用途。此外，在鋼材中加入少量的金屬釩可大大提高鋼材的抗壓強(qiáng)度，因此含釩鋼材被廣泛用于坦克和裝甲車等軍事裝備和高速鐵軌的制造。隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的高速發(fā)展和國家啟動四萬億刺激經(jīng)濟(jì)計(jì)劃，釩及釩 化合物需求量將越來越大。但是釩礦資源稀少而分散，當(dāng)前主要來源是從含釩鐵礦的冶煉過程中提取，產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。 （二）釩的前景 釩應(yīng)用比較廣泛，未來比較有潛力的應(yīng)用開發(fā)方向有以下幾個方面： （ 1）全釩蓄能電池。全釩電池是近年開發(fā)的采用 VOS04作為電解液、碳為電極的新型電池。這種電池具有充放電效率高（可達(dá) 90％）、自放電流低（年自放電低于 10％）等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有前途的新產(chǎn)品。大容量釩電池，可以作為大公司、孤島和偏僻地區(qū)的電力來源。釩電池的另一個潛在市場是作為電動汽車的動力。目前發(fā)展無污染的電動汽車的核心問題就是動力來源。如果釩電池能在這一領(lǐng)域取得突破，無疑將大大提高對釩的需求量。據(jù)日本介紹，目前日本已經(jīng)在釩電池方面形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，計(jì)劃達(dá)到年產(chǎn)100000kw 電池的能力，每年需求 V205近 7000t，這將進(jìn)一步拓寬釩的應(yīng)用。 中甫 實(shí)驗(yàn)室 —— 循環(huán)經(jīng)濟(jì)的踐行者 3 （ 2）釩基固溶體儲氫合金。儲氫合金可在適當(dāng)?shù)臏囟葔毫ο驴赡娴匚蘸歪尫艢?，可以儲存比自身體積大 1000 倍以上的氫氣，以解決傳統(tǒng)用氫氣瓶及液態(tài)儲氫存在的不安全、能耗高、經(jīng)濟(jì)差、儲氫量小等問題，廣泛應(yīng)用在燃料電池、電動車、鎳氫電池、儲氫和輸送氫等方面。世界上已經(jīng)應(yīng)用的儲氫 合金主要有：稀土系 AB5 型，儲氫量小于％；鈦鋯系 AB2 型，儲氫量小于 ％。其他類型的儲氫合金由于成本高或吸、放氫條件苛刻而難以應(yīng)用。釩是唯一在常溫下吸氫、放氫的金屬，吸氫量理論上可達(dá)到 ％。許多國家對釩基固溶體 BBC型儲氫合金研制了很多品種，由于是用金屬釩作為合金元素，金屬釩價格昂貴，制作成本太高限制了其應(yīng)用。 2020 年，攀枝花鋼鐵研究院與四川大學(xué)合作開發(fā)釩基固溶體儲氫合金，目前已經(jīng)開發(fā)出吸氫量大于 ％，放氫量大于 ％，放氫溫度小于 100℃的較為理想的釩基儲氫合金。 （ 3）光學(xué) 轉(zhuǎn)換涂層。研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境溫度變化時， VO4涂層光學(xué)透過性能會發(fā)生變化。這也是釩資源利用的一個重要方向。在釩的功能材料中，溶膠 凝膠技術(shù)制備的 VO4涂層是很有發(fā)展前途的一種材料，其應(yīng)用前景廣闊，利用其相變后光學(xué)、電學(xué)等特殊性質(zhì)可用于太陽能控制材料、紅外輻射測溫計(jì)、熱敏電阻、熱致開關(guān)、可變反射鏡、紅外脈沖激光保護(hù)膜、光盤介質(zhì)材料、全息存儲材料、點(diǎn)致變色顯示材料、濾色鏡、熱致變色顯示材料、非線性或線性電阻材料、溫度傳感器、可調(diào)微波開關(guān)裝置、紅外光學(xué)調(diào)制材料、高靈敏度應(yīng)變傳感器、透明導(dǎo)電材料、抗靜電涂層等方面 。美國 CCU 公司在 1988 年就已經(jīng)著手研究一種快速阻擋脈沖激光輻射的復(fù)合膜系，關(guān)鍵在于采用了一種具有光學(xué)透過率突變性能的功能陶瓷材料二氧化釩薄膜。 （ 4）釩的發(fā)光材料。摻 Eu3+離子的釩酸鹽 LnVO4:Eu3+ （ Ln為 La、 Y）通過調(diào)變陽離子的成分和含量，可使釩酸鹽 LnVO4:Eu3+出不同波長的光。含釩的發(fā)光材料將有廣闊的應(yīng)用前景。釩磷酸釔銪 Y(V04)P04:Eu3+和釩酸釔銪 YV04︰ Eu3+都是高效的紅色發(fā)光材料，曾被作為彩色電視熒光粉的紅色組分，現(xiàn)在仍然廣泛地用在
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