含钒废渣综合循环利用项目可研报告

四川攀西钒业科技有限公司含钒废渣综合循环利用项目可行性研究报告信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司二一三年十二月 四川攀西钒业科技有限公司含钒废渣综合循环利用项目可行性研究报告院 长： 赵 振 元总工程师： 王 明 荣项目负责人： 邹 杨信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司主要编制人员十一设计院项目负责人: 邹 杨 技术负责人：许晓玲 刘元帅 经济负责人：龚 丽 参编人员： 刘 江 张继君戴 沛 张亚东韩 梅 潘再顺邓 尧 张长江程柏熹 黄 舟 目 录第一章 总 论11.1 项目概况11.2 内容提要11.3 项目背景11.4 可行性研究报告编制依据21.5 研究结果21.5.1主要数据和经济指标21.5.2主要结论3第二章 项目建设的必要性和有利条件52.1项目建设的必要性52.1.1 国家产业发展的需要52.1.2 区域经济发展的必然需求52.1.3 巨大的市场需求62.1.4 技术发展的必然选择62.1.5 企业发展需要72.2项目建设的有利条件72.2.1 钒产品在现代工业中的应用愈见重要72.2.2 国家对节约资源和环境保护的重视，是项目建设的政策支撑82.2.3 企业的技术积累和产业基础，是本项目可行的必要保证82.2.4 产品销售成本、价格及销售网络优势92.2.5交通、基础条件优越9第三章 承办企业基本情况103.1 企业沿革103.2 企业科研、生产技术水平与现状10第四章 市场预测112.1国外市场需求预测112.1.1产品性状和产品的用途112.1.2 国内、外市场供应状况192.1.3 产品国内、外需求预测和发展趋势21第五章 产品方案与生产大纲255.1 产品方案255.2 生产大纲确定的依据255.3 产品规格25第六章 技术与装备276.1 产品简介276.1.1 五氧化二钒276.2 工艺技术方案比选276.2.1 国内外五氧化二钒生产工艺概况276.2.2 本项目工艺路线选择306.3 工艺流程与工艺区划306.3.1 工艺流程306.3.2 工艺区划326.4 技术方案来源336.4.1 技术来源336.4.2 新产品、新材料的研发336.5 主要设备和仪器336.5.1 主要设备选择336.5.2 主要设备工艺操作参数34第七章 物料供应和公用设施367.1 物料供应367.2 动力要求、动力用量及公用设施367.2.1动力要求及动力用量367.3 仓库及运输377.3.1仓库377.3.2运输37第八章 厂址情况388.1 区域位置388.2 厂址条件398.2.1 行政区划398.2.2 地形地貌398.2.3 地震烈度398.2.4 气候条件398.2.5 交通运输条件408.2.6 基础设施条件408.2.7 社会经济条件41第九章 项目建设方案429.1 项目建设规模429.2 项目的构成和范围429.3 土建工程429.3.1总图429.3.2土建479.4 通风509.4.1 局部通风509.4 2 全室通风509.5 给水排水509.5.1 研究依据及工程范围509.5.2 给水519.5.3 排水539.6 热工动力559.6.1 供热方式559.6.2 蒸汽系统559.6.3 燃料供应559.7 电气569.7.1 工程范围569.7.2 采用的设计标准及规范569.7.3 供电电源579.7.4 用电负荷等级及供电要求579.7.5 用电负荷579.7.6 供配电方案579.7.7 电力、照明619.7.8 通信、信息669.7.9 自动控制系统68第十章 组织机构、劳动定员和人员培训7510.1 组织机构7510.2 劳动定员7510.3 生产制度7710.3 人员培训77第十一章 项目实施进度7911.1 项目建设工期7911.2 进度计划安排79第十二章 投资概算与资金筹措8112.1 建设投资估算8112.1.1投资估算范围8112.1.2投资估算依据8112.1.3投资估算办法及说明8112.1.4建设投资估算结果8112.2 流动资金估算8212.2.1 估算方法8212.2.2 估算结果8212.3 项目总投资8212.3.1项目总投资为7380万元。8212.4 资金筹措8212.4.1总投资筹措82第十三章 经济分析8313.1 基本数据8313.1.1生产规模8313.1.2项目计算期8313.1.3成本中的有关问题说明8313.1.4销售价格（不含税价）8413.1.5税金附加8413.1.6所得税8413.1.7盈余公积金8413.2 财务评价8413.2.1财务盈利能力分析8413.2.2不确定性分析8513.3 经济分析主要结果8513.4 综合评价86第十四章 风险分析与对策8714.1 风险分析8714.1.1 外部风险8714.1.2 内部风险8814.2 主要风险对策8914.2.1 政策风险对策8914.2.3财务、金融风险对策8914.3 风险分析结论90第十五章 环境保护、职业卫生安全、消防9115.1 环境保护9115.1.1 编制依据9115.1.2 环境现状及环境污染9115.1.3 污染物及其治理措施9215.1.4 绿化9515.1.5 环境保护管理与监测9515.2职业安全卫生9515.2.1 编制依据9515.2.2 物质危险性辨识9615.2.3 生产过程中主要危险因素9615.2.4 生产场所风险评估9715.2.5 生产过程中特种设备危险分析9715.2.6 检修过程的危险、有害因素分析9715.2.7 生产环境职业卫生因素9715.3 消防9815.3.1编制依据9815.3.2 总图布置9915.3.3 建筑物防火9915.3.4 消防系统9915.3.5 电气防火10015.3.6 火灾报警10015.4 项目生产安全、消防措施101第十六章 节约能源10316.1编制依据10316.2主要能源和含能工质的品种及用量10316.2.1 主要耗能设备10316.2.2 主要能源及含能工质品种、用量10316.3 节约能源的主要措施10416.3.1 生产工艺节能10416.3.2 生产设备节能10516.3.3 节电措施10516.3.4 热回收节能措施10616.3.5 节水措施10616.3.6 照明节能10716.3.7 能源计量检测10716.3.8 能源管理108附图： 1. 总平面图K-00-01附表：附表1 总投资估算表附表B1 流动资金估算表附表B2 项目总投资使用计划与资金筹措表 附表B3 总成本费用估算表附表B4 利润与利润分配表附表B5 项目投资现金流量表附表B6 项目资本金现金流量表附表B7 借款还本付息计划表附表B8 财务计划现金流量表附表B9 资产负债表附表B10 营业收入、营业税金及附加和增值税估算表附表B11 折旧费和摊销费估算表.X第一章 总 论第一章 总 论1.1 项目概况项目名称：含钒废渣综合循环利用项目承办单位：四川攀西钒业科技有限公司（以下简称“攀西钒业”）企业性质：股份制项目法人代表： 殷国民受四川攀西钒业科技有限公司的委托，信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司编制“四川攀西钒业科技有限公司含钒废渣综合循环利用项目可行性研究报告”（以下称“本报告”）。1.2 内容提要项目选址于西昌市南部的西溪乡瑞海产业园，本项目总投资7380万元，拟征地约50亩，建设生产厂房、动力辅助站房等共计15748，新增工艺设备354台（套），最终形成年产五氧化二钒2000吨的生产能力。1.3 项目背景五氧化二钒和钒铁是所有钒制品的基础产品，被广泛应用于化工、航天、军事、印染、化肥等行业。我国是钒资源非常丰富的国家，而攀西钒资源的蕴涵量又占全国的80%左右，同时攀枝花有专业的钒生产研究机构（如攀研院、攀枝花学院等），因此，在攀西地区进行钒制品的生产可谓是“天时、地利、人和”。从市场角度来说，钒制品行业作为一个新兴行业，从80年代末90年代中期是其诞生时期，人们逐渐认识到钒的重要特性，开始探索钒的生产技术和钒的应用并将这一技术完善成熟。90年代中期至今，可以说是钒制品行业的飞速发展时期，随着钒在各行各业的广泛应用（特别是钒电池的开发与应用），钒的需求将越来越大，随着经济的复苏和我国的快速发展，钒制品行业会在将来保持进一步的繁荣局面。四川攀西钒业科技有限公司的钒生产项目，利用优质的设计，成熟先进的技术，生产出超过行业标准（YB/T53042011）的优质产品，开拓国内外市场，提高产品在市场的竞争力，进而产生良好的投资效益，已经成为当务之急。1.4 可行性研究报告编制依据1、中国信息产业“十二五”发展规划。2、国家当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录3、国家、地方及上级机关、部门有关政策、法规、规范、标准和定额等。4、四川攀西钒业科技有限公司提供的有关本项目的基础资料。1.5 研究结果1.5.1主要数据和经济指标本项目可行性研究的主要数据与经济指标见表1-1。表1-1 主要数据与经济指标一览表序号指 标 名 称单位数量备注1产品大纲五氧化二钒吨20002新建建筑面积157483新增员工总数人1604主要动力用量变压器装设容量kVA3274.06自来水平均用量m/ d 100压缩空气用量Nm/min3.335经济数据：项目总投资万元7380其中：固定资产投资万元6727铺底流动资金万元653营业收入万元12000达产年平均销售税金及附加万元924达产年平均利润总额万元1575达产年平均总投资收益率%18.72达产年平均项目资本金净利润率%16.01达产年平均财务内部收益率%18.80税后财务净现值（ic=12%）万元2172税后投资回收期年5.83含建设期资本金财务内部收益率%22.66盈亏平衡点%56.89生产能力利用率1.5.2主要结论1、钒作为工业的“味精”，在工业应用领域尤其是钢铁工业中的作用十分重要，随着钢铁、化工、航空航天等领域应用推广，钒产品在工业生产中的重要性越发凸显，并列入了国家颁布的当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录。因此，本项目的建设符合国家产业政策导向，项目建成后将对我国的钒产业发展起到积极的推动作用。2、项目建设单位在钒钛产业领域已有丰富的生产运行经验，在生产过程中有充分的技术积淀，同时企业通过通过多年实际运行培养的专业技术人才，可为本项目的建设提供可靠的技术保障。3、项目利用攀钢西昌钒钛基地的炼钢尾渣，进行循环利用，将进一步促进地区钢铁钒钛产业链的完善，提高产业区资源综合利用效率，整体抗风险能力提高，也具有很好的带动效应。4、项目建设单位的股东公司资金实力雄厚，财务状况良好，因此项目建设资金来源有保证。5、本项目固定资产投资6727万元，项目实施达产后，可实现营业收入12000万元，年创销售税金及附加924万元，利润总额1575万元，全部投资的财务内部收益率为18.80%，投资回收期5.83年。由经济测算可知，项目整体经济效益良好。综上所述，本项目的建设契合国家产业政策和导向；项目产品有市场，技术有来源，建设资金筹措有保障；项目生产运行有保证，社会效益良好，经济效益可观，并具有较强的抗风险能力。因此，实施本项目建设是可行的。110第二章 项目建设的必要性和有利条件第二章 项目建设的必要性和有利条件2.1项目建设的必要性2.1.1 国家产业发展的需要钒作为工业的“味精”，在工业应用领域尤其是钢铁工业中的作用十分重要，广泛用于钢铁、航空航天、军事、化工、医学等诸多领域，是国家重要的战略物资。钒钛工业产品的人均消费量更是衡量一个国家经济发展程度的重要标志。除铁矿石外，钒钛已经成为生产钢铁高端产品最重要的资源之一，在目前钢铁生产中，在结构钢中加入0.1的钒即可提高强度1020，减轻重量1525，降低成本810。含钒低合金钢的广泛应用可极大缓解国家的资源压力。目前中国产业结构升级速度加快，国内急需扩大含钒低合金品种以提高钢材质量，减少国外进口，因此，加快钒钛产业建设已经成为当前十分紧迫的任务国家有关部门在2000年就制定了鼓励发展钒钛产业的策导向，“多金属共生矿综合利用”、“低合金钢和微合金钢”列入了颁布的当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录。综上所述，本项目的建设对于推动国内钒钛产业发展具有充分的积极意义，项目建设是必要且符合国家政策发展需要的。2.1.2 区域经济发展的必然需求中国钒钛磁铁矿储量居世界第三位，已探明的储量98.3亿吨，远景储量达300亿吨以上，主要分布在四川攀枝花西昌地区、河北承德地区、陕西汉中地区、北郧阳、襄阳地区、广东兴宁及山西代县等地区。其中，攀枝花西昌地区是中国钒钛磁铁矿的主要产地，其次是河北承德等地。随着西部大开发力度的不断加强，攀西地区的经济发展诉求愈加强烈，丰富的钒钛矿产品储备如何合理有序并快速开发利用，成为地区经济发展的重要考虑。攀钢西昌钢钒基地的建设，拉开了西昌经济发展的新篇章，目前钢钒基地已开始正常运转。本项目的建设可充分利用钢钒基地的炼钢尾渣进行资源综合利用，达到经济循环、节约资源消耗的目的，同时也可为地区增加税收、发展经济做出贡献。因此，本项目的建设，也符合地区经济发展的需求。2.1.3 巨大的市场需求一直以来，国内钒产业的发展明显落后于世界先进水平，国内钢铁工业中钒消耗强度已由原来的30至35公斤/1000吨钢的水平发展到50至65公斤/1000吨钢水平，但距发达国家的100公斤/1000吨钢的水平还差距较远。随着国家经济水平的不断发展，各类工业产品质量的需求不断提高，为钒产业市场带来广阔的发展空间。即使仅以世界平均水平的85公斤/1000吨钢来看，这意味着仅满足钢铁工业的消耗一项，钒产品每年就必须增加产量30以上，未来钒产品的需求增长空间十分巨大。2.1.4 技术发展的必然选择在项目所在地攀钢西昌钢钒基地年产钒渣大约在12万吨左右，由于原料矿产资源的特点，其内部含钒量十分可观，如不对其进行提取利用，必将造成重大的资源浪费。根据原料的特点，本项目直接利用钒渣作原料的间接提取五氧化二钒。在含钒废渣综合利用项目的提钒工艺路线选择上，依据原料钒渣的物相结构，充分吸收各种提钒工艺的优缺点，根据多年的生产和研发，形成具有技术创新的环保型生产提钒工艺，该法流程短、物料消耗低、污染环境小、废液循环利用、回收率高、产品纯度高。因此，本项目的建设，是衍生产业链，提高资源利用效率，达到循环经济效果的重要选择。2.1.5 企业发展需要项目建设单位的股东公司在攀枝花已建设有生产线，并已经过多年实际运行积累。目前，伴随着攀钢集团向西昌发展的步伐，尾渣原料的运输成本发生了变化，股东公司快速响应，提出应对策略，加快新公司的建设。因此通过本项目的建设，将使公司的业务规模跨入一个新的台阶，成本得到明显优化，技术开发能力也将进一步增强，形成合理的产业平台，以使企业具有明显的竞争优势，为企业下一步的发展奠定良好基础。2.2项目建设的有利条件2.2.1 钒产品在现代工业中的应用愈见重要随着现代工业的快速发展，在钢铁工业、石油化工业、陶瓷工业、航空航天工业中钒产品的应用已成为重要的元素，在钢材中添加钒，具有强度高、韧性好、耐腐蚀、易焊接的特点。在结构钢中加入0.1的钒，可提高强度10至20，减轻结构重量15至25，降低成本8至10，含钒合金钢广泛地应用在冶金、化工、机械、军工等部门中，可提升钢材性能，降低资源消耗。此外，在电池产业的应用也随着技术不断的革新和进步，也带来光明的发展前景。另一方面，生产技术的进步，使得产品生产的成本，已经不再是主要的问题；而现代工业的发展需求，也成为钒产业发展的巨大助力。2.2.2 国家对节约资源和环境保护的重视，是项目建设的政策支撑钒钛磁铁矿属世界稀有资源，是生产钒产品、钛产品的主要原料，也属于国家的战略资源。如何将资源综合利用，充分发挥其重要作用越来越受到国家重视。为此国家还将其作为“多金属共生矿综合利用”专项列入了颁布的当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录，其受重视程度可见一斑。可以预见的是，随着不可再生资源的日渐消耗，国家产业政策对于资源综合利用将更为重视。国家政策的强力推动，为钒产业发展提供了最大的外部推动力。2.2.3 企业的技术积累和产业基础，是本项目可行的必要保证项目建设单位已建成的生产线经过多年运行积累，达到了预期的运行指标，完全满足市场的技术要求，具备明显的性能优势，兼具成本优势。经过用户测试，各方面性能已经得到确认，下一步将推进标志性客户的战略合作。企业在技术方面的核心沉淀和专业人才的积累，将成为本项目成功建设和运行的重要智力支撑。2.2.4 产品销售成本、价格及销售网络优势项目建设单位经过多年发展，已形成稳定的营销渠道，同时现有现有的营销网络不断在扩展，能满足本项目的销售产能。2.2.5交通、基础条件优越项目选址于西昌瑞海产业园，紧邻108国道、京昆高速、成昆铁路，距西昌青山机场也仅30余公里，交通运输便利。园区内供水、供电、道路、通信、互联网及其他基础设施日臻完善，基础设施条件好，因此，本项目选址位置不仅交通、基础条件良好，而且对外协作交流更为方便。第三章 承办企业基本情况第三章 承办企业基本情况3.1 企业沿革四川攀西钒业科技有限公司是一家股份制有限责任公司，成立于2013年11月，注册资本5000万元，是一家专业从事钒制品生产加工的股权多元化有限责任公司。由瑞海实业有限公司与四川省红鲸投资管理有限公司和四川省德铭投资有限公司三家联合组成。3.2 企业科研、生产技术水平与现状四川攀西钒业科技有限公司股东下属的攀枝花市红杉钒制品公司有1200吨/年的五氧化二钒生产线，攀枝花钢城卓越公司有4400吨/年五氧化二钒生产线（用精渣生产）及4000吨/年五零钒铁生产线，两家公司已经生产经营多年，具有成熟可靠的技术和丰富的钒、钛生产和经营经验，有一个整体素质高、决策指挥能力强的领导班子，有一批高素质的专业技术人员，有一支纪律严明、经验丰富、作风过硬的职工队伍。第四章 市场预测第四章 市场预测2.1国外市场需求预测2.1.1产品性状和产品的用途钒是一种银白色的金属，纯钒具有很高的强度和可塑性。钒以钒铁、钒化合物和金属钒的形式广泛应用于冶金、模具、化工、建筑、能源、汽车、铁路、有色金属等行业。冶金行业（1）钒钛铸铁钢锭模。钒钛元素在铸铁中具有强化作用，钒钛铸铁具有良好的高温强度、抗氧化性和耐热疲劳性。钒钛铸铁钢锭模比不含钒钛铸铁钢锭模的使用寿命提高24倍，钒钛铸铁是制造钢锭模的理想材料。（2）铸铁轧辊。钒在铸铁轧辊中的作用在于增加激冷层的厚度和轧辊表面的硬度，提高轧辊的表面质量。含有碳化钒粒子的硬表面，使轧辊在热轧热循环时，不易产生表面裂纹。此外，钒能细化铸铁中的石墨，从而增加铸铁的强韧性，使铸铁轧辊在轧钢时耐冲击能力提高。（3）铸钢轧辊。钒能细化铸钢轧辊的晶粒，从而提高轧辊的韧性，使铸钢轧辊在轧钢时耐冲击能力提高。（4）耐磨件。耐磨件的耐磨性很大程度上有赖于钢中碳化物的类型、颗粒度、数量及分布。在碳化物形成元素中，含CrWMoV钢的抗磨损能力之比为2：5：10：40。所以添加钒的耐磨件使用寿命明显提高。工、模具行业高碳钢中的钒与其它合金元素如Cr、W、Mo等,在铸造过程中形成硬质初始碳化物，这些碳化物在高温下较稳定，在随后的锻造和热处理时，大部分保持不溶，它们是冷成形模和工具耐磨性和切割性的基础。除了初始碳化物之外，一些钒还处于固溶状态，有助于提高工、模具的淬透性和强韧性；钒以细小的二次碳化物析出，可以进一步提高耐磨性。通过调整化学成分和热处理工艺，可以得到性能广泛的产品。（1）高速钢。作为切削工具的高速钢需要红硬性，即刀刃在600以上还能保持锋利。高速钢铸造时形成的碳化钒以及热处理时析出的二次碳化物颗粒满足这种需要。（2）热作模具钢。热作模具在使用过程中要受到高温、高压、高冲击载荷的作用，要求热作模具钢具有高的强韧性、高的热稳定性、比较高的高温强度、耐热疲劳性以及高的耐磨性。为了满足这些要求，要求模具表面具有高硬度而心部高韧性的特点，热作模具钢中的钒可以提高钢的淬透性，从而改善钢的韧性，而表面的碳化物可以保证其耐磨性。（3）冷作模具钢。冷作模具在工作时，由于被加工材料的变形抗力比较大，模具的工作部分受到强烈的磨擦和挤压，所以冷作模具钢应有高的硬度、强度和耐磨性。高钒钢能满足这种要求，但在铸造条件下，得到粗大的碳化物，锻造时容易开裂，所以高钒钢常用粉末冶金方法生产。（4）一般工具钢。碳素工具钢中添加钒时，热处理时析出的细小碳化钒能增加工具的硬度，提高切削效率，延长工具使用寿命。钒还可以细化晶粒，改善韧性，减少过热倾向。热成形压力容器化工厂的一些压力容器是用钢板热成形加工而成的。其成形的过程类似于正火处理，钒钢在正火时会发生细化晶粒作用和沉淀强化作用，使得热成形后，钢板的性能基本保持不变。建筑行业钒是建筑用钢中使用最广泛的强化元素，它不仅可以在轧态产生强化作用，热处理态（正火或调质）强化作用仍然存在。它是钢筋中最有效的强化元素。它还用于强化结构用型钢和无缝钢管，桥梁用钢板，防火和抗震钢及耐候钢。（1）钢筋。钒、氮微合金化是生产低碳高强度高焊接性能钢筋的最有效方法。当钢中用钒氮微合金化时，可使钢中碳含量明显降低，而钢筋的屈服强度可达500MPa，并具有良好的焊接性能。国内开发的钒微合金化级钢筋综合性能优良，具有五大优点：强度高，屈服强度大于400MPa，抗拉强度大于570MPa。碳当量小于0.50%，焊接性能好，适应各种焊接方法。强屈比（抗拉强度与屈服强度之比）大于1.25。极好的强、塑性配合，弯曲性能好。具有较高的高应变低周疲劳性能、较低的应变时效敏感性和脆性转变温度，抗震性能好。含钒钢筋已广泛应用于高层建筑大坝隧道和桥梁等大型工程。利用含钒钢筋不仅使工程质量提高，而且可节约钢材15左右。（2）桥梁用钢板。桥梁用钢板属高强度焊接用钢，除要求较高强度、较高韧性和良好焊接性外，还要求良好的断口、时效冲击及较高疲劳性能。含钒桥梁用钢板可以满足这些要求，且不仅可以轧态使用（薄规格），还可以正火甚至调质态使用（厚规格）。（3）一般结构用钢。用于厂房、建筑、输电线塔等一般用途的焊接金属结构，常用VN微合金化，取代低碳结构钢使用，可以节约金属减轻设备自重。这类钢除生产板材外，还生产型、棒、线、管等各类钢材。（4）抗震用低屈强比钢板。这类钢板适合于高层建筑使用，除要求高的强韧性外，还要求较低的屈强比和良好焊接性能，要做到焊前不需预热，焊后不需回火，以便现场施焊。低屈强比可使钢材具有高的塑性变形功，利于抗震。这类钢是通过热处理得到铁素体和回火索氏体组织来保证低屈强比，因钒在热处理状态仍能发挥强韧化作用，这类钢中常添加钒。（5）防火钢。这类钢除了具有其它焊接高强度钢的优点外，还具有较好耐火性能，适于抗火灾使用。钒作为提高回火稳定性的元素，常用于些类钢。（6）耐候钢。耐侯钢一般以Cu-P系为基础。高强度焊接耐侯钢因焊接性的要求，钢中磷含量要限制在0.04%以下，这类钢常用钒来强化。能源行业（1）油气输送管线用钢。管线用钢除了要求高强度外，还要求高的塑韧性、低的韧脆转变温度及良好的焊接性能，并特别要求具有优良的抗氢致开裂和硫化物应力腐蚀开裂性能。最早的高强管线用钢为VN钢，正火状态使用，V（CN）的析出细化晶粒并产生析出强化，赋予钢板高的强韧性。随着控轧控冷等工艺的广泛采用，管线钢向低碳、超纯净方向发展，铌被广泛采用，但对于X60以下的管线钢，VTi（N）仍不失为一种极好的微合金化方法，优点表现为： 轧制负荷低，轧制容易；不需要低温控轧，生产率高；生产工艺波动对性能影响小；足够的强韧性；连铸时不易产生表面裂纹。即使对于铌控轧钢来说，当强度要求高时或管线壁厚大时，仍需采用钒来保证高强度。特别对于输气管线，为了防止硫化氢腐蚀，需要较低的碳、锰含量，此时需要钒来弥补降碳、锰引起的强度损失。（2）海上采油平台用钢许多海上采油平台用钢是用钒作为强化元素的。深海石油平台则采用超高强度含钒热处理钢板。（3）管线的阀门和弯头钒钢还适合于高强管线的阀门、弯头和连通管，因为它们是用含钒高强正火钢板锻造和焊接而成的，成形加热过程对它们的强度和性能影响很小。（4）储油罐储油罐是用正火或调质钢板制成的，大部分添加钒来产生析出强化。汽车行业汽车工业所要求的材料必须可靠、工艺性好、耐疲劳且经济。此外应具有高强度，以降低自重、降低油耗。（1）汽车用大梁板大梁板需要良好的成形性能，强、塑性需要很好的匹配。含钒大梁板具有各向异性小，性能波动小，屈强比低的特点。因此冲压后零件回弹小，冲压合格率高。（2）非调质钢钒是非调质钢的常用元素。含钒非调质钢在锻态就具有高强度，不需要昂贵的热处理。广泛应用于曲轴、连杆、转向节等汽车零件。还可以通过氮化和感应加热等表面淬火方法来硬化表面。（3）弹簧钢中碳硅锰弹簧钢中添加钒能明显改善弹簧的性能，从而可以缩小弹簧的尺寸，有助于降低自重，降低能耗。铁路行业（1）重轨在共析钢中，钒可以使热轧后奥氏体向珠光体的转变推迟，从而细化珠光体片间距，并在珠光体、铁素体中析出，进一步强化。在过共析钢中，钒能抑制晶界网状渗碳体的形成，从而改善韧性，得到过共析珠光体钢。钢轨钢中添加钒可以使抗拉强度从700Mpa左右提高到1200Mpa以上，从而提高耐磨性。经轧后在线或离线表面热处理，耐磨性能进一步提高。（2）铁路车辆主梁利用钒的细晶强化和沉淀强化作用，可以降低碳含量，从而提高焊接性和韧性。有色金属业自八十年代末以来，钒在非钢铁合金中的消耗逐渐减少。并不像钢铁工业那样随经济状况的好转而有很强的复苏迹象。随着新技术的不断进步，通常要求开发新的合金材料来满足对性能不断提高的要求。钒合金在应用中表现出许多重要的特性，仍然是一种很好的金属材料。含钒合金的主要使用部门是宇航和核工业。有色合金中钒的消耗不到世界钒消耗的10%。钛合金据美国USBM报道，非钢铁合金中90%以上的钒是用来生产有色合金和磁性合金，其中钛合金占绝大多数。钛合金中的钒（添加量为1%V）可作为强化剂和稳定剂，钛合金添加4%V时，合金具有好的延性和成形性。在宇航工业中，目前还没有其它可替代钛合金的材料。在钛合金中，最重要的两种合金是Ti-6Al-4V（含4%V）和Ti-8Al-1Mo-1V。这两种合金总共占钛合金市场的50%。这些合金用于生产喷气发动机、高速飞行器骨架和火箭发动机机壳。钒通常以钒铝基合金形式加入钛合金中。超级合金含钒高性能合金的主要非宇航潜在用途是在核聚变反应器生产中用作反应器的覆盖墙和屏蔽墙。目前一直在研究用于该领域的钒合金，与其它合金相比，在700时，这些合金仍保持较好的延性和强度，中子辐射衰变最小，可阻止放射；对液态锂和钠（用作冷却剂）具有良好的耐腐蚀性。虽然六十年代早就研究了钒合金在核工业中的应用，但直到八十年代对聚变反应器进行重点研究之后才引起对钒合金的重视。开发的主要钒合金是LiV-Cr-TiSi（含0.15%Cr，0.20%Ti和1%的Si）系列，其中最有意义的含钒合金是V-5Ti-5Cr。钒能加入许多其它合金中，目的是增加强度和延展性。例如加入铜基合金中，用于控制气体成份和显微组织，加入铝合金中可用于生产内燃发动机活塞以及加入一些镍基超级合金中生产汽轮机和叶片。化学工业钒的一个重要用途是作催化剂，钒化合物在化学工业中的应用（如表）。钒作在化工领域主要作催化剂的用途目前仍在大力开发中。德国贝尔公司在Dormagen新的工业化学废料煅烧装置上安装了由BASF开发的含五氧化二钒的催化系统。BASF的催化剂可破坏由废料煅烧装置产生的dioxins,而不用活性碳过滤剂去吸收dioxins。表4-1 化学工业应用举例钒化合物类型生产工艺最终用途五氧化二钒（V2O5）在H2SO4生产过程中，用作把SO2氧化为SO3的催化剂生产磷肥用作把环已烷氧化为已二酸的催化剂生产尼龙偏钒酸铵（NH4VO3）在H2SO4生产过程中，用作把SO2氧化为SO3的催化剂生产磷肥用作把苯氧化为顺丁烯二酸酐的催化剂生产不饱和聚酯（涤纶等）用作把萘氧化为苯二酸酐的催化剂生产聚氯乙烯三氯氧钒（VOCL3）用作乙烯和丙烯的交联生产乙烯，丙烯和汽车工业用的橡胶四氯化钒（VCL4）钒在陶瓷工业上用作颜料（称作陶瓷颜料）。在玻璃中添加五氧化二钒（0.02%V2O5）可以消除对眼睛有伤害和造成织物褪色的高能超紫外线。钒也可用于调黄绿色玻璃，而氧化钒和氧化铯混合物可制得绿玻璃，该绿玻璃用于测量UV辐射强度。预计该应用将逐步增加。钒在颜料中可作为添加剂。一些特殊的元素在不同的晶格中可产生各种颜色。钒能产生蓝、黄和绿色，尤其是美丽的蓝色着色剂，称作钒蓝。它是在钒化合物存在下，加热氧化锆和硅石生产含钒锆晶体得到的。钒的氧化物和偏钒酸盐可用于生产印刷油墨，他们可促使反应，形成树脂黑涂料。根据添加偏钒酸铵的性能，可生产一些局快干油墨。少量的五氧化二钒也用于纺织物印花业。钒有助于氧化苯胺，得到较浓而不褪色的黑色染料。钒的其他用途之一是生产可充电氢蓄电池或钒氧化还原蓄电池。由于用新充电钒溶液代替废电解液可及时对电池进行再充电，所以钒电解液可长期循环使用。试制产品表明电池能效高达90%。2.1.2 国内、外市场供应状况从世界来看，目前钒在钢铁工业中的消耗量占其总量的85%，其余应用于钒的钛合金和化学工业。在钢铁工业中，钒在高强度低合金钢（包括输气和输油管线钢在内）方面的消耗占65%左右，特殊钢（包括工具钢在内）占35%左右。钒对于钢的强化作用的研究还在不断深入，例如，英国的MB研究报道，由Bill Stasko等公司开发的含钒和钴的新型工具钢CPMRex121，其性能非凡，实现了最高的耐磨性和红硬性的结合，比其他工具钢有更好的耐红热性。目前，钒全球消费量为9.510万吨。世界钒的消费大国有美国、俄罗斯、德国和日本。国内钒消费量约5万吨，我国过去钒产品主要出口日本、欧洲等国家，为世界第二大钒出口国。随着国内经济迅速发展，钒用量增大，中国已由钒出口国家变成净进口国。钢铁工业的耗钒量约占钒总消耗量的85。世界吨钢的V2O5平均消耗量为O.08kg，中国仅为0.04kg，还有相当大的消费潜力可以挖掘。据预测，今后5年间世界钒的年消耗量增速将为4.3%左右。国家淘汰落后钢铁产能，对于钒钢等这种高附加值钢材的生产是符合国家产业规划的。表4-2 世界主要钒生产商概况序号名 称产能（T）产 品原 料1俄罗斯（Evraz）控股公司54750FeV钒渣、钒钛铁矿2攀枝花钢集团有限公司15000FeV、VN钒渣3唐钢集团承德钒钛12000FeV、VN钒渣4瑞士嘉能可（XSTRATA)12000FeV、氧化钒钒渣、钒钛铁矿5美国战略矿物发展有限公司下属美国钒公司12000V2O5、钒酸盐铁磷矿法、灰渣6奥地利特雷巴赫化学工业公司6600V2O5、V2O3钒酸盐钒渣7捷克、德国、加拿大、日本7000V2O5、钒铁矿渣、废催化剂合计119350表4-3 国内主要钒生产企业概况序号公 司 名 称五氧化二钒产能（T/a）备注1攀钢集团200002承德钢铁集团150003沈阳华瑞钒业有限公司50004中信锦州铁合金股份有限公司50005云南华云钒业有限公司4000内江市川威特殊钢有限公司4000四川卓越钒钛有限公司4000陕西五洲矿业有限公司4000辽宁晨光铁合金集团有限公司3000敦煌市鄂鑫钒业有限责任公司2000南京福星钒合金2000湖南、陕西、河南、广西15000合计830002.1.3 产品国内、外需求预测和发展趋势2.1.3.1 产能增速低于需求增速，从世界范围来看85%的钒用于钢铁工业，世界上的钒消耗强度从最初的30公斤1000吨钢的水平，到1998年上升到50公斤1000吨，增加了67%，随着经济建设对高强度钢材的需要，目前，世界平均千吨钢材的钒消费量为85公斤；发达国家为100公斤；中国钢铁工业中钒消耗强度仅为30-35公斤1000吨钢左右，预计未来几年我国钢铁工业中钒消耗强度将逐渐增加到50公斤1000吨钢的水平，并将加速向100公斤1000吨钢的世界水平靠拢。下游行业对强度高、重量轻的钢材需求日趋增大，生产钢轨、轴承钢、工具钢、模具钢等都需要钒合金。2.1.3.2 工艺技术更新，降低生产成本国内外各主要钒生产商不断采用新技术和新工艺，在扩大生产能力的同时，开发新产品，以获取更大利润。南非斯塔德公司正在推进氨浸出法钒生产工艺技术，国内外一些企业还在准备开发钒氮合金产品。钒氮合金是近来钒生产企业开发的新产品。与钒铁相比，钒氮合金能有效改进微合金化的钢的性能，用量降低20-40%，所以受到钢铁生产企业的欢迎。美国战略矿物公司等企业特别注意发展钒氮合金生产，钒氮合金产品的产量已经占企业产品产量的30%以上。在国内攀钢已独立开发出钒氮合金产品，并很快形成规模生产，获取了较好的经济效益。此外，开发航空航天工业用的钒铝合金新材料也是钒工业的发展方向。近年来，国内外各主要钒生产商不断采用新技术和新工艺，在扩大生产能力的同时，开发新产品，以获取更大利润。钒的应用领域不会发生改变，用量最大的仍将是钢铁工业，占钒消耗的90%左右。化学、有色、电子和航空业合计约占10%。尽管近年在不断开发钒的新应用领域，但目前还没有出现将要大规模使用钒的领域，因此，钒主要用于钢铁工业的格局估计在今后相当长一段时期不出发生变化。随着钒在钢铁冶金业中的推广应用，钒的总体消费呈增长趋势，另外，钒在其他领域的研发进展也较快，全球钒市场再次出现大幅波动的可能性已很小，长期看仍是供求平稳，通过供需调节，市场价格将趋于平稳。2.1.3.3 未来市场预测在建筑行业：我国城市化进程规模空前，土地稀缺，各种高层建筑以及能够展示城市形象的设计新颖的建筑都对建筑用钢筋提出重量轻和强度大的要求。国家新的钢筋标准推荐采用钒微合金方法生产三级钢筋，含钒0.04%，此项五氧化二钒将超过10000吨。在工模具行业：我国工具钢年产量大约4000吨，含钒0.47%-0.68%左右，目前40%的模具钢靠进口，随着我国装备制造技术的提高，模具钢的自给率会大大提高，届时对钒的需求也会不断增长。在能源行业：钒应用管线钢可以提高管线强度和韧度以及耐腐蚀性，广泛应用于输油管道，随着西部大开发西气东输工程的展开以及我国对石油的需的增加，能源行业对输油管线钢的需求会增长。在汽车行业：汽车行业需要大量的高强度钢板以及轻质高强度的轴承钢，目前我国汽车市场是世界需求增长最快的汽车市场，世界主要汽车制造商都与我国企业合资建立了汽车零部件制造和组装车间，很多厂商还在不多扩大产能，汽车消费的高增长以及对汽车品质的追求必将大大提升对钒的有效需求。在铁路行业：为了满足我国经济发展对运力的需要，铁路建设迅速发展，铁路建设必将对重轨和铁路车辆用钢等高强度含钒钢材产生巨大的需求，仅此必将大大促进钒的需求。此外，钒在非钢领域的应用技术也取得了较大的进步，并可能在某些领域获得突破性进展。钒电池、钒铝合金、氧化钒薄膜等已引起了业界广泛的重视，特别是钒电池的开发应用，对钒的需求将大幅增加（钒电池的生产原料主要是高纯度的V2O5），蕴藏着极大的市场潜力，据英国Roskill公司估计，在下个十年内可提供10000吨/年V2O5的市场空间。由于钒应用领域的不断扩大，因此对钒的品种需求由原来单一的钒铁变为多样化钒产品，如氮化钒和高纯度的V2O5等应用量将逐渐增加。从长远来看，钒的发展面临着一个良好的机遇。第五章 产品方案与生产大纲第五章 产品方案与生产大纲5.1 产品方案本项目建成达产后形成年产五氧化二钒2000吨，年处理含钒废渣9万吨的能力。5.2 生产大纲确定的依据（1）合同保证：攀钢集团西昌钢钒有限公司钒渣产能大约在12万吨左右，伴随每年约有12万吨含钒废渣。因此作为加工业务有充足的原料保证四川攀西钒业科技有限公司五氧化二钒的生产。（2）原料钒渣的来源：四川攀西钒业科技有限公司是由瑞海实业有限公司与四川省红鲸投资管理有限公司和四川省德铭投资有限公司共同组建的新公司。原料由攀钢集团西昌钢钒有限公司提供（瑞海实业有限公司与攀钢集团西昌钢钒有限公司签有长期供货协议）。四川攀西钒业科技有限公司抓住这一机遇适时组建钒产品的生产已是顺理成章。（3）资金保证：本项目总投入7843.17万元（含流动资金1000万），按各方股东占股比例共同出资，完全有能力投资此项目。5.3 产品规格（1）化学参数要求牌号V2O5SiFePSAsK2O+Na2OV2O59999.00.150.20.030.010.011.0V2O59898.00.250.30.050.030.021.5（2）物理状态要求冶金用五氧化二钒以片状交货，片径不大于5555mm，厚度不大于5 mm。（3）检验规则产品质量的检查和验收，由供方所在地技术监督部门进行，需方有权进行复验。产品采用铁桶包装，每桶净重不大于250kg，产品标志、储运和质量证明书应符合YB/T5034-2011的要求。第六章 技术与装备第六章 技术与装备6.1 产品简介6.1.1 五氧化二钒钒是一种有色金属，五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁。用作合金添加剂，占五氧化二钒总消耗量的80%以上，其次是用作有机化工的催化剂，即触媒，约占总量的10%，另处用作无机化学品、化学试剂、搪瓷和磁性材料等约占总量的10%。6.2 工艺技术方案比选6.2.1 国内外五氧化二钒生产工艺概况五氧化二钒的提取方法有用钒矿作为原料的直接提取和用钒渣作原料的间接提取两种，两种生产方法的生产路线基本相同。（1）直接提取法的工艺流程是先将钒精矿粉碎，同碱性附加剂混合，在焙烧炉内氧化焙烧，使钒转化为可溶性的钒酸盐，然后浸 （水浸，碱浸或酸浸），钒转入溶液同无用组分分离，最后再从溶液中提取（V2O5）。(2）有些矿石中含钒太低，用直接提钒法很不经济，故采用间接提钒法。间接提钒法是先将矿石进行预处理，采用火法冶炼工艺，使钒富集于钒渣中（钒渣），再以钒渣为原料，提取取五氧化二钒。我国和大多数国家都是采用这种方法。其生产流程如下所示：钒铁磁铁矿 高炉冶炼 钒 渣 半 钢粉碎选铁 NaCI、Na2CO3 焙 烧 浸 出（NaVO3）H2SO4 沉 淀 V2O5 熔化 包装本项目采用钒钢渣做为生产原料，从钒渣中提钒一般都要经过湿法冶金过程 ,其主要的单元操作:焙烧 、浸出、溶液净化和沉钒等。提钒工艺主要有如下几种：(1)、酸浸- 碱溶法 此法先用酸使含钒钢中的钒VO2+的形态浸出，加碱中和，在弱碱性条件下用氧化剂使钒成为五价离子，并使其沉淀，再用碱浸制得粗钒粗钒经碱溶生成五价钒的钠盐,并除去杂质硅，后用铵盐二次沉钒得偏钒酸铵 ,经煅烧得到高纯 V2O5该工艺已应用于低钒钢渣提钒。(2)、钠化焙烧提钒法钠化焙烧提钒是含钒原料提钒应用较多的工艺，研究也较为透彻 ,其基本原理是以食盐