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长明矿业产业链:火力发电→五氧化二钒粉煤灰利用
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西北有色地矿集团千家坪钒矿技改创新工艺稳产达标
来源: | 作者:cmimhg | 发布时间: 2018-10-23 | 1729 次浏览 | 分享到:
作为重要的战略资源,“钒”被誉为金属之“维生素”、钢铁工业之“味精”,其取名更是以神话中斯堪的纳维亚女神——凡娜迪丝而得名。
      作为重要的战略资源,“钒”被誉为金属之“维生素”、钢铁工业之“味精”,其取名更是以神话中斯堪的纳维亚女神——凡娜迪丝而得名。然而,近十年来,由于钒市场价格的一蹶不振,让这么一个美丽动人的女神却如浔阳江头的琵琶女,转轴拨弦,哀怨无尽。但随着工业经济的复苏,钒市场近期异常火爆,也——

      金秋时节,商洛大地天高云淡,山中色彩绚烂,直如一幅美丽的画卷。而对于驻守在大山深处千家坪钒矿的西北有色人来说,钒市场价格的回升,钒工艺技改验收合格、稳定达标的好消息,更是为秋日的美景锦上添花。一百多个昼夜不舍的辛勤耕耘,终于换来今秋的硕果累累。钒金属这个明艳美丽的“小女子”终于再次扬眉吐气、重抖精神!

    9月29日上午,西北有色地质矿业集团有限公司下属陕西华源矿业有限责任公司拌酸保温熟化提钒工艺项目现场验收表彰会在碧水青山、阳光灿烂的陕西商洛千家坪举行。西北有色地矿集团、717总队、华源公司主要领导悉数到会,共同见证这一重要时刻。一直以来,寻找一个适合千家坪钒矿实际的高效、绿色、环保的选冶工艺,是公司所有干部职工的心结所在。尤其从去年开始,沉寂了整整10年的钒价开始回升上扬,从集团到矿山,大家既欣喜于形势大好,又焦心“一寸光阴一寸金”的时间流逝,对产能不达标着急上火。苦心人天不负,在市场利好的当下,现在工艺难题终于取得阶段性突破。从2007年建矿伊始便在此默默坚守、无畏付出的矿山老兵们zui为兴奋,谈及一路过往,他们难掩激动之情,铁骨铮铮的汉子们不由得一个个红了眼眶,历历往事涌上心头……

仙女下“钒”
——钒不平凡

      钒的发现要追溯到19世纪。1831年,瑞典斯德哥摩采矿学院教授、化学家尼尔斯·加布里耳·塞弗斯伦特在矿石炼生铁时分离出这个新元素,并以神话中的斯堪的纳维亚女神、美丽的凡娜迪丝的名字为之命名“Vanadium(钒)”。仙女下“钒”,注定不平凡,从被发现的那一刻起,它就一直造福于人类。


      钒(V),呈银白色,是一种高熔点难熔稀有金属,无磁性,耐气-盐-水腐蚀的性能比大多数不锈钢还要好,于空气中不被氧化,其主要产品形式有五氧化二钒、三氧化二钒、钒铁、氮化钒等。钒的众多优异性能使其成为重要的战略资源,用途十分广泛,有金属“维生素”之称;在钢铁行业,钒被誉为“工业味精”,85%左右的金属钒以钒铁和钒氮合金的形式被添加于钢铁生产中;在航天工业,8——10%的金属钒以钛-铝-钒合金的形式被用于飞机发动机、宇航船舱骨架、导弹、蒸汽轮机叶片、火箭发动机壳等方面,钒合金还应用于磁性材料、硬质合金、超导材料及核反应堆材料等领域;在化工行业,钒有“化学面包”之称,是生产催化剂、玻璃用紫外线阻止剂、显影剂等产品的重要原料。

华源矿业
——秦岭深处有“金山”

      目前,全球现已探明的钒矿资源储量约为1.6亿吨,其90%共生于钒钛磁铁矿中。在钒资源可开采储量分布中,中国仅次于俄罗斯和南非,排第三位。全国19个省(区)钒的总保有储量为2596万吨,主要以钒钛磁铁矿和含钒石煤的形式存在,钒钛磁铁矿占全国钒资源储量的52.6%,而含钒石煤占47.4%。从区域分布来看,钒钛磁铁矿集中分布在四川攀西地区和河北承德地区,含钒石煤矿主要分布在陕西、湖南、湖北、安徽、广西和甘肃等。含钒石煤是我国一种独特的钒矿资源,同时也是钒矿资源利用的一个重要发展方向。但由于原矿品位较低,工艺复杂,有效开发率和综合利用率还不足。

       千家坪钒矿位于陕西商洛市境内。商洛地区岩浆活动频繁,断裂构造、岩浆及热液活动为成矿提供了有利条件,形成了较为丰富的有色金属矿产。就钒矿而言,主要分布在山阳、丹凤、商南三县。由于成矿层位稳定,故找矿前景好,资源开发综合利用潜力巨大。在被誉为“陕南明珠”“秦岭封面”的商南县,陕西华源矿业有限责任公司千家坪钒矿这座现代化绿色矿山历经艰辛建设拔地而起,本矿山位于鄂、豫、陕大型黑色岩系沉积型钒矿成矿带的北部,具有得天独厚的资源优势,是全国第 一家达到勘探级别的石煤型钒矿,也是国内目前zui大的单一型石煤型钒矿,拥有探明的地质资源储量约9300万吨,金属量约90万吨(五氧化二钒),以现产能可开采150年以上。矿山基础设施完备,工艺技术先进,生产管理规范,安全环保标准超前,建成了亚洲zui大规模石煤型钒矿生产线。

十年磨一剑
——不信东风呼不回

     千家坪钒矿自2007年建矿以来,各种考验接踵而至,发展可谓几多波折。但西北有色人从未放弃,埋头苦干,一路风雨一路歌,zui终守得云开见月明。
      2007年底,在矿山建设初期,面临基础设施基本为零、征地手续、证照办理、交通、供水供电、通讯以及与当地村民的协调等种种问题。为尽快实现投产,千家坪钒矿涌现出了很多充满干劲、无私奉献的干部职工,他们把对矿山事业的一腔热血抛洒在千家坪,不分黑夜,不计得失,甚至不惜以自己的健康为代价,全身心投入矿山建设。大家拧成一股绳,一户户到访对矿山建设存疑、阻拦的村民家,一寸寸支护井下长达60多米的溶洞破碎带,一处处排查井巷施工的安全隐患。熬过了4年艰难的建设期,矿山终于在2011年7月投料试车,调试生产至2012年底,单系列产能达到处理原矿2000吨/天。

      十年钒价低位徘徊,谈钒心烦。2005年是国内钒价的一个分水岭,在此之前,钒价有涨有跌,在这之后,除2008年之外,钒价进入十年连环跌状态。2015年2月,由于市场价格巨幅下挫,矿山被迫停产,一切仿佛重新归零。但接连的打击并没有让倔强的华源矿业人泄气,反而激起了他们逆势中寻求突破的斗志。大家集中精力进行生产工艺的优化及高纯钒的生产,同时全国范围内跑市场、找出路。公司分管董事成员及主要领导班子跑遍大半个中国进行考察、调研、对比,聘请国内知名科研院所反复试验、综合研究,前后历时一年多,并自行完成了相关实验及工艺扩试流程,取得第 一手资料数据,确定了大规模工业生产创新工艺流程。和原工艺相比,技改后的工艺能有效解决防腐问题及污水处理问题,同时,吨金属直接生产成本还可降低1.8——2万元。

       技改工艺继续突围,行业标杆稳步树立。钒的提取难度业界皆知,素有“一矿一工艺”之说。传统的钒生产方式主要有钒渣提钒、石煤提钒以及从硫酸工业和石油化工的含钒废催化剂中综合回收利用工艺。我国石煤钒资源丰富,但从石煤中提取钒工艺相对来说比较困难,在世界范围内仍然处于工业实验研发阶段,尚无完全成熟的定型工艺,已投产的各个钒矿也是千差万别,各有特点。

      华源矿业秉承绿色、安全、环保发展理念,紧抓我国经济高质量发展、供给侧结构性改革和陕西大力实施追赶超越战略任务的有利时机,创新思维,打破传统工艺流程,创新生产工艺,走出了一条符合自己的发展之路。矿山自2014年开始,与多家选冶研究院所合作,对矿区选冶、酸浸工艺进行了长达3年的多轮扩试和改进。在工艺提升方面,采用强酸浸出的提钒工艺,避免了传统焙烤工艺的废气排放,是全国首 家实施强酸浸出体系下树脂交换工艺企业,并从根本上解决了连续性生产问题,实现了矿山与环境和谐相处。该工艺技术可带动石煤钒矿产业整体技术水准和产品档次的提高,比肩于国际行业的制高点,不仅有利于安全环保,还提升了国内钒业在国际市场的核心竞争力和话语权。2018年初,西北有色地矿集团组 织华源矿业及下属研究院技术团队,为美国国内第 一家钒矿开发履行专利保护之下的技术咨询和服务业务,在国际市场赢得良好声誉。截至目前,在技术创新方面,公司共取得专利成果16项,其中,发明专利7项,实用新型专利9项,并有5项专利成果已经转化为产品生产,为延伸产业链做出了巨大贡献。

      好风凭借力。去年下半年,钒价行情开始悄然上扬。为能够抢抓十分难得的市场机遇,突破技术难关,打通工艺,5月25日,西北有色地矿集团在千家坪钒矿专门召开了钒技改工艺突破现场促进会,组 织有关专家会诊,认真听取各方意见。面对许多难题,陕西有色集团领导力排众议,要求大家务必统一思想、凝心聚力、攻坚克难、大胆试验,必须在10月前全面打通技术工艺……这些要求既是压力,也是动力,历经10年低价折磨的千家坪钒矿干部职工誓立愚公移山志,咬定青山不放松,以“子规夜半犹啼血,不信东风呼不回”的信念,克服重重困难,一鼓作气,连续奋战4个多月,终于在9月底前完成了600吨/日规模熟化技改工艺达产目标,生产连续稳定,实现了千家坪钒矿从“出血”到“造血”的革命性转变。十年谷底,千家坪钒矿终于完成了蛰伏期的完美蜕变。

未来可期
——下好绿色能源这盘棋

       过去一提到钒矿,很多人闻钒色变,尤其是石煤型钒矿,被认为是高污染企业,对地方环保影响较大。但是近几年来,钒系储能电池及其应用改变了这一现状。钒离子作为电解质,安全环保性好,在大规模储能领域有着广阔的发展前景。钒系储能电池及应用,成为当前公认的安全、环保、生命周期成本低的储能技术。巨大的市场潜力,广阔的应用空间,钒金属越来越大有文章可做。

       西北有色地矿集团在矿山原材料基础上,为新能源这一绿色领域开疆拓土,为实现绿水青山的环保大计添砖加瓦。据悉,未来几年,西北有色地矿集团钒及新能源产业的发展规划将分三步走。第 一阶段,2018——2020年,以技改扩建和工艺优化为核心,大力开展科技创新,科学引进机械化和自动化装备,扩大产能和高效生产,确保千家坪钒矿达产达标;夏家店钒矿同期启动并完成矿山建设,力争明年初为五洲矿业供矿,全力支持有色集团钒产业整体快速发展。第二阶段,2020——2023年,地矿集团钒电解液实现规模化、标准化生产,新增钒电新材料新能源业务。千家坪钒矿择机引进战略投资合作者,改善资本结构。五氧化二钒产量达到6000吨/年,电解液3000m3/年,年经营收入突破15亿元。第三阶段,2023——2025年,进一步壮大新材料新能源板块竞争实力和行业话语权,实质进入钒电储能领域,实现国内创业板上市,打造形成全球领先的钒系新材料新能源产业基地。到“十四五”末,五氧化二钒产量达到8000吨/年,电解液6000m3/年,储能装备100MW以上,年经营收入实现50亿元。

      与此同时,将重点从三个方面开展工作。一是将资源、技术优势转化为产业优势和市场优势。西北有色地矿集团在钒行业领域有着多年的研发积累,重点研究开发处理高硅质石煤钒矿的常压活化直接浸出、无铵沉钒、浸出渣浮选炭精矿等高效绿色冶金关键技术和综合利用关键技术系统,通过技术集成创新,形成拥有自主知识产权的新工艺,争取列进国家科技部“十三五”科技支撑计划课题。通过西北有色地质研究院和陕西华源矿业公司院企合作平台,将技术上的领先地位迭加到规模生产和市场营销上,成为国内高纯钒材料的重要生产基地。二是保证龙头产品航空航天级高纯钒的稳步增长,进一步扩大化工级、电子级高端用户。高纯钒深加工产品前景可期,是公司未来做大做强的主要方向。航空航天用钒合金领域现有市场需求较为稳定,集团将紧密跟踪航空航天领域发展动向,及时开发适合的高纯钒产品,同时高端化工级用钒市场在未来三年内实现量产,带来约3亿元到5亿万元业绩增量。三是致力于打造国内一流的电解液生产企业。凭借在电解液领域的技术储备和人才优势,通过技术成果转化,西北有色地矿集团的电解液产品种将更为齐全,从而能够为客户提供更为完整的产品链,力争成为国内一流的钒电解液材料专业生产商与研发基地,夯实国际行业领先地位。

      自然赋予万物不同的色彩,红色似火,黄色似金,绿色似叶,蓝色似天。但在千家坪钒矿人的眼中,zui美的颜色是钒的银白色。回顾往昔,钒价的低位徘徊、技改工艺的艰难探索,就如同浔阳江头的小女子,琵琶遮面,转轴拨弦却未成曲调,让多少人愁白了头;放眼当下,恰逢钒价上涨的好时机,千家坪钒矿的技改工艺得以打通,也让“小女子”真真切切精神抖擞,大显身手的机会就在眼前;展望未来,创新成果频频出炉,使得钒产业实现稳产、进军新能源领域指日可待。

       西北有色地矿集团董事长秦西社表示,集团将以此次千家坪钒矿工艺稳产达标为契机,进一步激发矿山动能,充分发挥资源优势,投身新能源产业的新浪潮,占据行业高地,释放发展新活力,为地矿集团高效能发展、为陕西有色集团产业战略布局作出新贡献。让钒这位“小女子”回归女神的美丽明艳,乘着钒价高位运行的东风,与清澈奔流的丹江水为伍,以层峦叠嶂的秦岭山为伴,尽情描绘西北有色地矿集团钒及新能源产业的美好蓝图。