2021, 42(5): 1-9.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.001
摘要:
从2020年全球钒资源概况，五氧化二钒、偏钒酸铵、钒铁和钒氮合金等品种的产能、产量、需求、进出口贸易和市场价格等方面阐述和分析了钒工业的整体情况，并介绍了2020年全球钒电池领域发生的主要大事件。依据目前国内外钒行业运行态势对后市进行了展望，认为全球钒扩能态势短期内不会大改，钒产品供过于求的状态将促使价格呈现盘整回归态势。“双碳”背景下的中国市场依旧是全球钒需求的主场，钒氮合金亦将成为钒产品近中期的发展趋势，钒企间的协同创新将促进钒产业逐步呈现良性“竞合”局面。
从2020年全球钒资源概况，五氧化二钒、偏钒酸铵、钒铁和钒氮合金等品种的产能、产量、需求、进出口贸易和市场价格等方面阐述和分析了钒工业的整体情况，并介绍了2020年全球钒电池领域发生的主要大事件。依据目前国内外钒行业运行态势对后市进行了展望，认为全球钒扩能态势短期内不会大改，钒产品供过于求的状态将促使价格呈现盘整回归态势。“双碳”背景下的中国市场依旧是全球钒需求的主场，钒氮合金亦将成为钒产品近中期的发展趋势，钒企间的协同创新将促进钒产业逐步呈现良性“竞合”局面。
2021, 42(5): 10-17.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.002
摘要:
以印尼某钒钛磁铁海砂矿为研究对象，通过XRD分析探明其主要成分和物相组成，并在热力学分析基础上探讨了该矿的还原特性和有价元素变化规律。利用微波加热同时以生物质炭作为直接还原的还原剂对海砂矿进行还原-磨选试验，微波加热有利于强化海砂矿的还原过程。结果表明，在C/Fe为0.6，还原焙烧温度1200 ℃下还原150 min，可获得金属化率为98.28%的还原产物；在矿浆浓度50%，磨矿时间为40 min，磁场强度为0.08 T的条件下，可获得铁品位为85.1%、铁回收率94.01%的精矿粉，以及TiO2品位为28.95%，回收率为71.98%，V2O5品位为2.14%，回收率为56.82%的尾矿粉，有效实现了铁和钒钛的分离富集。
以印尼某钒钛磁铁海砂矿为研究对象，通过XRD分析探明其主要成分和物相组成，并在热力学分析基础上探讨了该矿的还原特性和有价元素变化规律。利用微波加热同时以生物质炭作为直接还原的还原剂对海砂矿进行还原-磨选试验，微波加热有利于强化海砂矿的还原过程。结果表明，在C/Fe为0.6，还原焙烧温度1200 ℃下还原150 min，可获得金属化率为98.28%的还原产物；在矿浆浓度50%，磨矿时间为40 min，磁场强度为0.08 T的条件下，可获得铁品位为85.1%、铁回收率94.01%的精矿粉，以及TiO2品位为28.95%，回收率为71.98%，V2O5品位为2.14%，回收率为56.82%的尾矿粉，有效实现了铁和钒钛的分离富集。
2021, 42(5): 47-53.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.008
摘要:
采用粉末冶金法制备 Ti4AlN3三元层状金属陶瓷，研究不同的原料粉末、烧结温度和保温时间对其纯度的影响。利用X射线衍射仪(XRD)对烧结试样进行定性分析，并基于Rietveld法完成TOPAS定量分析，扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别表征Ti4AlN3的微观形貌和微区成分。结果表明，以Ti、Al和TiN 粉末为原料可以制备高纯Ti4AlN3块体。当保温时间为2 h、烧结温度1400 ℃时可制备出纯度较高(wTi4AlN3=98.03%)的Ti4AlN3陶瓷；与其他MAX相相比，Ti4AlN3的硬度较低，试验中随着载荷的增大，硬度值趋近于2.8 GPa。
采用粉末冶金法制备 Ti4AlN3三元层状金属陶瓷，研究不同的原料粉末、烧结温度和保温时间对其纯度的影响。利用X射线衍射仪(XRD)对烧结试样进行定性分析，并基于Rietveld法完成TOPAS定量分析，扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别表征Ti4AlN3的微观形貌和微区成分。结果表明，以Ti、Al和TiN 粉末为原料可以制备高纯Ti4AlN3块体。当保温时间为2 h、烧结温度1400 ℃时可制备出纯度较高(wTi4AlN3=98.03%)的Ti4AlN3陶瓷；与其他MAX相相比，Ti4AlN3的硬度较低，试验中随着载荷的增大，硬度值趋近于2.8 GPa。
2021, 42(5): 84-91.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.014
摘要:
氯化法生产钛白是现今国际上钛白工业的主流生产技术，而氧化反应器的结构设计是氯化法生产钛白的一项关键技术。TiCl4和O2的混合情况对于钛白粉的颗粒粒径及分布、颗粒晶型等产品性能有决定性作用，进而影响到产品的质量。因此，掌握不同工况条件下两种物料气流混合效果，对于氧化反应器的设计以及实际操作参数的优化具有重要意义。然而，现有的研究工作表明，传统的测量技术难以适应复杂流场的高速、非稳定等特性，迫切需要高精度的现代诊断技术。该研究从试验方法上进行了创新，采用无扰动非接触的激光诱导荧光技术(LIF)测量了不同工况下模拟反应器内不同位置处的气体浓度分布，研究了两股气体在不同结构氧化炉及不同物料比下的混合效果及其变化规律，找出了影响混合效果的关键因素。该研究为氧化炉的结构设计和操作工艺条件的控制提供必要的参考，为相关理论模型和数值仿真提供重要的试验参数，对于促进我国钛白生产工艺的发展具有重要的科学意义和实际意义。
氯化法生产钛白是现今国际上钛白工业的主流生产技术，而氧化反应器的结构设计是氯化法生产钛白的一项关键技术。TiCl4和O2的混合情况对于钛白粉的颗粒粒径及分布、颗粒晶型等产品性能有决定性作用，进而影响到产品的质量。因此，掌握不同工况条件下两种物料气流混合效果，对于氧化反应器的设计以及实际操作参数的优化具有重要意义。然而，现有的研究工作表明，传统的测量技术难以适应复杂流场的高速、非稳定等特性，迫切需要高精度的现代诊断技术。该研究从试验方法上进行了创新，采用无扰动非接触的激光诱导荧光技术(LIF)测量了不同工况下模拟反应器内不同位置处的气体浓度分布，研究了两股气体在不同结构氧化炉及不同物料比下的混合效果及其变化规律，找出了影响混合效果的关键因素。该研究为氧化炉的结构设计和操作工艺条件的控制提供必要的参考，为相关理论模型和数值仿真提供重要的试验参数，对于促进我国钛白生产工艺的发展具有重要的科学意义和实际意义。
2021, 42(5): 99-108.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.016
摘要:
钛白废酸中含有可观的资源，废酸的再加工与增值正逐渐成为钛颜料工业的焦点。针对硫酸法钛白副产废酸的回收与利用现状展开综述，主要介绍了废酸在提取金属元素、浸出金属元素、回收硫酸以及工业生产方面的应用，并在此基础上，对今后钛白废酸资源化利用的发展做了相关展望，以期为相关行业的从业者带来废酸利用方面的参考。
钛白废酸中含有可观的资源，废酸的再加工与增值正逐渐成为钛颜料工业的焦点。针对硫酸法钛白副产废酸的回收与利用现状展开综述，主要介绍了废酸在提取金属元素、浸出金属元素、回收硫酸以及工业生产方面的应用，并在此基础上，对今后钛白废酸资源化利用的发展做了相关展望，以期为相关行业的从业者带来废酸利用方面的参考。
2021, 42(5): 126-131.
doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.05.020
摘要:
以攀西钒钛磁铁矿为研究对象，通过有限元模拟，从理论上进行了微波对其选择性解离的可行性分析，开展了微波功率和处理时间对其解离的影响试验。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、BET比表面积检测、粒度分析等方法探究了微波处理对钒钛磁铁矿解离特性的影响规律。结果表明，在微波功率3 kW，处理时间40 s的条件下，矿石可快速升温至600 ℃；经微波处理后，矿石内部出现许多明显裂纹，矿石比表面积和孔隙体积分别提高46.04%和83.45%；磨矿产品中−0.160 mm和−0.074 mm粒级的产率可分别提高21.47%和16.68%，邦德磨矿功指数下降8.13%。磁选试验表明，微波处理可使精矿铁品位提高2.34%，铁回收率提高1.13%。由此说明微波处理有助于钒钛磁铁矿的选择性解离，提高选别效果。
以攀西钒钛磁铁矿为研究对象，通过有限元模拟，从理论上进行了微波对其选择性解离的可行性分析，开展了微波功率和处理时间对其解离的影响试验。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、BET比表面积检测、粒度分析等方法探究了微波处理对钒钛磁铁矿解离特性的影响规律。结果表明，在微波功率3 kW，处理时间40 s的条件下，矿石可快速升温至600 ℃；经微波处理后，矿石内部出现许多明显裂纹，矿石比表面积和孔隙体积分别提高46.04%和83.45%；磨矿产品中−0.160 mm和−0.074 mm粒级的产率可分别提高21.47%和16.68%，邦德磨矿功指数下降8.13%。磁选试验表明，微波处理可使精矿铁品位提高2.34%，铁回收率提高1.13%。由此说明微波处理有助于钒钛磁铁矿的选择性解离，提高选别效果。
摘要：
随着全钒液流电池等产业的快速发展，作为关键原料的高纯五氧化二钒，其需求日益增加。在高纯五氧化二钒的众多制备工艺中，氯化法因具有高效清洁、选择性高、产品纯度高等显著优势受到越来越多的关注。针对氯化法制备高纯五氧化二钒的三个关键技术环节：钒原料氯化过程的热力学、动力学和氯化工艺、粗三氯氧钒精制以及三氯氧钒转化制备五氧化二钒的研究进展结合相关文献进行系统评述，其中二次钒资源的高效利用，粗三氯氧钒选择性水解四氯化钛以及三氯氧钒催化氧化制备高纯五氧化二钒是各环节未来的发展方向，此外，开展氯化法制备高纯五氧化二钒的中间试验及关键装备技术的开发是未来实现产业化生产的重点及难点。
随着全钒液流电池等产业的快速发展，作为关键原料的高纯五氧化二钒，其需求日益增加。在高纯五氧化二钒的众多制备工艺中，氯化法因具有高效清洁、选择性高、产品纯度高等显著优势受到越来越多的关注。针对氯化法制备高纯五氧化二钒的三个关键技术环节：钒原料氯化过程的热力学、动力学和氯化工艺、粗三氯氧钒精制以及三氯氧钒转化制备五氧化二钒的研究进展结合相关文献进行系统评述，其中二次钒资源的高效利用，粗三氯氧钒选择性水解四氯化钛以及三氯氧钒催化氧化制备高纯五氧化二钒是各环节未来的发展方向，此外，开展氯化法制备高纯五氧化二钒的中间试验及关键装备技术的开发是未来实现产业化生产的重点及难点。
摘要：
针对低品位钒渣生产高纯五氧化二钒工艺的生产流程，从提高钒回收率、降低生产资源及能源消耗、提高多钒酸铵品位、提高五氧化二钒品位、降低产品杂质等多方面进行了系统性研究，使钒渣转换率达到86%以上，多钒酸铵品位达到89.5%以上，五氧化二钒品位达到99%以上，各项杂质含量和高密度金属夹杂物控制等达到高端客户美国大型跨国集团肯纳、雷丁钛合金企业的要求。
针对低品位钒渣生产高纯五氧化二钒工艺的生产流程，从提高钒回收率、降低生产资源及能源消耗、提高多钒酸铵品位、提高五氧化二钒品位、降低产品杂质等多方面进行了系统性研究，使钒渣转换率达到86%以上，多钒酸铵品位达到89.5%以上，五氧化二钒品位达到99%以上，各项杂质含量和高密度金属夹杂物控制等达到高端客户美国大型跨国集团肯纳、雷丁钛合金企业的要求。
摘要：
在查明攀西地区某钒钛磁铁矿多元素分析和目的矿物成分的基础上，针对该矿石的选铁尾矿进行了磁选、重选、电选、浮选工艺研究，揭示了各工艺对不同脉石矿物的去除规律。在此基础上，确定了两种工艺流程，采用粗粒电选-细粒浮选流程，可获得精矿钛品位47.11%、回收率22.17%的指标；采用强磁精全浮流程，可获得精矿钛品位47.05%、回收率22.08%的指标。
在查明攀西地区某钒钛磁铁矿多元素分析和目的矿物成分的基础上，针对该矿石的选铁尾矿进行了磁选、重选、电选、浮选工艺研究，揭示了各工艺对不同脉石矿物的去除规律。在此基础上，确定了两种工艺流程，采用粗粒电选-细粒浮选流程，可获得精矿钛品位47.11%、回收率22.17%的指标；采用强磁精全浮流程，可获得精矿钛品位47.05%、回收率22.08%的指标。
摘要：
以煤质活性炭为原料，制备了碳酸钾（K2CO3）改性活性炭，模拟烧结烟气条件，考察了其在有SO2、CO2和O2条件下的NOx吸附效果。试验表明：0.65 mol/L K2CO3改性活性炭的NOx吸附量最高，120 ℃时NOx吸附量可达15.17 mg/g，较原样提高了20倍以上；随着吸附温度的升高，NOx饱和吸附量有所下降，稳定在13.70～13.97 mg/g；由于SO2吸附后生成稳定硫酸盐难以脱除，影响了活性炭的加热再生效果。该吸附剂适用于移动床吸附处理烧结烟气。
以煤质活性炭为原料，制备了碳酸钾（K2CO3）改性活性炭，模拟烧结烟气条件，考察了其在有SO2、CO2和O2条件下的NOx吸附效果。试验表明：0.65 mol/L K2CO3改性活性炭的NOx吸附量最高，120 ℃时NOx吸附量可达15.17 mg/g，较原样提高了20倍以上；随着吸附温度的升高，NOx饱和吸附量有所下降，稳定在13.70～13.97 mg/g；由于SO2吸附后生成稳定硫酸盐难以脱除，影响了活性炭的加热再生效果。该吸附剂适用于移动床吸附处理烧结烟气。
摘要：
分别采用NaOH、HCl浸出废SCR催化剂，碳酸钠焙烧-水浸废SCR催化剂选择性分离钛。试验表明：碳酸钠焙烧-水浸废催化剂可实现钛与钒、钨高效分离。较优工艺条件：焙烧温度850 ℃，焙烧时间3 h，碳酸钠与废催化剂质量比为1.3，浸出温度95 ℃，浸出时间1 h，搅拌速度500 r/min。V、As、W的浸出率分别为52.26%，98.24%和99.9%。采用硫酸浸出废SCR催化剂钠化焙烧渣实现高效提取钛。工艺条件：上述较优条件焙烧渣，40%硫酸，液固比4∶1，浸出温度90 ℃，浸出时间3 h，搅拌速度500 r/min。钛的浸出率为93.4%。采用自生晶种水解法制备偏钛酸，钛水解率为94.05%，偏钛酸纯度为94.07%。
分别采用NaOH、HCl浸出废SCR催化剂，碳酸钠焙烧-水浸废SCR催化剂选择性分离钛。试验表明：碳酸钠焙烧-水浸废催化剂可实现钛与钒、钨高效分离。较优工艺条件：焙烧温度850 ℃，焙烧时间3 h，碳酸钠与废催化剂质量比为1.3，浸出温度95 ℃，浸出时间1 h，搅拌速度500 r/min。V、As、W的浸出率分别为52.26%，98.24%和99.9%。采用硫酸浸出废SCR催化剂钠化焙烧渣实现高效提取钛。工艺条件：上述较优条件焙烧渣，40%硫酸，液固比4∶1，浸出温度90 ℃，浸出时间3 h，搅拌速度500 r/min。钛的浸出率为93.4%。采用自生晶种水解法制备偏钛酸，钛水解率为94.05%，偏钛酸纯度为94.07%。
摘要：
攀西地区某钒钛磁铁矿选铁尾矿含TiO2 8.25%，矿石中可回收矿物为钛铁矿，主要脉石矿物为辉石和角闪石，脉石磁性较强。矿石粒度和钛铁矿嵌布粒度较细，−38 μm粒级含量达到45.46%，TiO2分布率49.79%。为有效利用钛资源，对其进行选钛试验。结果表明，该矿经弱磁除铁—分级脱泥后，沉砂采用螺旋溜槽一粗一扫选别，细泥采用ZQS高梯度磁选机磁选，获得产率36.45%，TiO2品位15.88%，回收率70.11%的综合钛粗精矿。综合粗精矿经浮选脱硫后，以硫酸和水玻璃为调整剂，YTB-1为捕收剂进行钛浮选，经过一粗四精一扫，中矿顺序返回，最终可获得产率9.57%，TiO2品位47.23%，回收率54.79%的钛精矿，实现了钛资源的高效回收。
攀西地区某钒钛磁铁矿选铁尾矿含TiO2 8.25%，矿石中可回收矿物为钛铁矿，主要脉石矿物为辉石和角闪石，脉石磁性较强。矿石粒度和钛铁矿嵌布粒度较细，−38 μm粒级含量达到45.46%，TiO2分布率49.79%。为有效利用钛资源，对其进行选钛试验。结果表明，该矿经弱磁除铁—分级脱泥后，沉砂采用螺旋溜槽一粗一扫选别，细泥采用ZQS高梯度磁选机磁选，获得产率36.45%，TiO2品位15.88%，回收率70.11%的综合钛粗精矿。综合粗精矿经浮选脱硫后，以硫酸和水玻璃为调整剂，YTB-1为捕收剂进行钛浮选，经过一粗四精一扫，中矿顺序返回，最终可获得产率9.57%，TiO2品位47.23%，回收率54.79%的钛精矿，实现了钛资源的高效回收。
摘要：
为提高海砂钒钛磁铁矿的综合利用效率，降低处理能耗，提出了基于转底炉直接还原-电炉熔分流程的活化还原处理方法，并采用化学分析方法考察了铁、钒、钛的提取规律，优化了工艺参数，提出了改善电炉熔炼效率的措施。活化还原-电炉熔分方法可有效提高海砂钒钛磁铁矿的还原和熔分效率，并促进铁水的脱硫过程，活化还原温度控制在1150～1200 ℃、电炉熔分温度控制在1450 ℃时效果最佳。活化还原为电炉熔分与吹氧提钒相结合创造了条件，可显著降低熔分电耗、提高钒的提取效率，并简化炼钢流程。新的处理流程下熔分钛渣的活性较高，在体积浓度高于15%的稀硫酸中钛的浸出率可达95%，避免了传统硫酸法提钛过程的废酸排放。
为提高海砂钒钛磁铁矿的综合利用效率，降低处理能耗，提出了基于转底炉直接还原-电炉熔分流程的活化还原处理方法，并采用化学分析方法考察了铁、钒、钛的提取规律，优化了工艺参数，提出了改善电炉熔炼效率的措施。活化还原-电炉熔分方法可有效提高海砂钒钛磁铁矿的还原和熔分效率，并促进铁水的脱硫过程，活化还原温度控制在1150～1200 ℃、电炉熔分温度控制在1450 ℃时效果最佳。活化还原为电炉熔分与吹氧提钒相结合创造了条件，可显著降低熔分电耗、提高钒的提取效率，并简化炼钢流程。新的处理流程下熔分钛渣的活性较高，在体积浓度高于15%的稀硫酸中钛的浸出率可达95%，避免了传统硫酸法提钛过程的废酸排放。
摘要：
利用散式直管流化床进行了钙法钒渣熟料流态化浸出工艺研究，测定了熟料颗粒的粒度分布并分成7个粒级开展试验，首先计算出不同粒级下的临界速率及带出速率，考察了钒渣粒度对表观流化速率、停留时间分布以及钒浸出率的影响。结果表明，不同粒级的临界流化速率和停留时间差异较大，且存在显著的短路或者沟流现象，需分级处理，其中−39 μm颗粒的浸出效果最好，尾渣残钒为0.54%，钒浸出率可达94%。
利用散式直管流化床进行了钙法钒渣熟料流态化浸出工艺研究，测定了熟料颗粒的粒度分布并分成7个粒级开展试验，首先计算出不同粒级下的临界速率及带出速率，考察了钒渣粒度对表观流化速率、停留时间分布以及钒浸出率的影响。结果表明，不同粒级的临界流化速率和停留时间差异较大，且存在显著的短路或者沟流现象，需分级处理，其中−39 μm颗粒的浸出效果最好，尾渣残钒为0.54%，钒浸出率可达94%。
摘要：
从2020年我国钛工业钛精矿、海绵钛、钛锭、钛材等品种的产能、产量、应用和进出口等数据分析了我国钛工业的整体情况，并对目前行业存在的问题提出了建议。
从2020年我国钛工业钛精矿、海绵钛、钛锭、钛材等品种的产能、产量、应用和进出口等数据分析了我国钛工业的整体情况，并对目前行业存在的问题提出了建议。
