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第1篇 钒钛清洁生产基础1

1绪论1

1.1 清洁生产1

1.1.1 联合国环境规划署工业与环境规划中心的定义1

1.1.2 美国环保局的定义2

1.1.3 《中国21世纪议程》的定义2

1.1.4 清洁生产概念2

1.1.5 清洁生产延伸解读3

1.2 清洁生产发展3

1.2.1 清洁生产溯源3

1.2.2 清洁生产法律保障5

1.2.3 清洁生产的环境保护及生态建设关联6

1.3 清洁生产实践7

1.3.1 清洁生产体系建设7

1.3.2 清洁生产审核7

1.3.3 清洁生产设计8

1.4 钒钛清洁生产10

2钒生产技术12

2.1 国内外钒产业主要产品技术12

2.1.1 提钒原料选择12

2.1.2 提钒工艺选择13

2.1.3 提钒工艺发展13

2.2 钒钛磁铁矿典型化提钒工艺技术14

2.2.1 钒渣富集技术14

2.2.2 钒渣提钒技术19

2.2.3 钒钛磁铁矿直接提钒工艺25

2.3 石煤典型化提钒工艺27

2.3.1 火法提钒工艺28

2.3.2 湿法提钒工艺36

2.3.3 石煤提钒工艺比较39

2.4 石油渣典型提钒工艺39

2.4.1 提钒工艺40

2.4.2 提钒原理40

2.5 废催化剂和触媒的典型提钒工艺技术40

2.5.1 废催化剂和触媒的提钒技术40

2.5.2 石油裂解用废催化剂（VS）的回收技术41

2.5.3 从原油脱硫用的废催化剂的回收技术41

2.5.4 硫酸触媒提钒41

2.6 钒矿物提钒典型工艺技术42

2.6.1 钾钒铀矿提钒42

2.6.2 钒铅矿提钒43

2.6.3 铀钼钒矿提钒43

2.6.4 钒磷铁矿提钒43

2.6.5 含钒褐铁矿回收钒技术43

2.7 过程富集物提钒典型工艺44

2.7.1 高铝渣提钒工艺44

2.7.2 飞灰提钒44

2.7.3 从炼油渣中回收钒技术45

2.8 钒铁合金生产技术46

2.8.1 电硅热法工艺46

2.8.2 铝热法52

2.8.3 钒渣直接合金化生产钒铁合金56

2.8.4 硅钒合金58

2.9 金属钒59

2.9.1 钒氧化物热还原59

2.9.2 钒的精炼69

2.10 碳氮化钒与钒铝合金73

2.10.1 碳化钒73

2.10.2 氮化钒78

2.10.3 氮化钒铁79

2.10.4 钒铝合金80

2.11 钒产业布局特点81

2.11.1 南非钒产业82

2.11.2 俄罗斯钒产业86

2.11.3 新西兰钒产业89

2.11.4 中国钒产业90

2.12 国内外钒制品生产现状97

2.13 钒制品应用延伸产品生产典型工艺98

2.14 钒产业链99

2.15 主要提钒装备100

2.15.1 回转窑100

2.15.2 多膛焙烧炉101

2.15.3 平窑101

2.15.4 球磨机102

2.15.5 浓密机102

2.15.6 磁选机103

2.15.7 过滤机103

2.15.8 熔化炉103

3钛生产技术104

3.1 国内外钛产业主要产品技术104

3.2 钛原料105

3.2.1 钛精矿106

3.2.2 钛渣123

3.2.3 人造金红石129

3.2.4 天然金红石138

3.3 钛制品141

3.3.1 四氯化钛141

3.3.2 钛白157

3.3.3 海绵钛169

3.3.4 钛材加工179

3.3.5 钛铁185

3.4 中国钛产业发展存在的主要问题189

3.4.1 钛原料189

3.4.2 钛白190

3.4.3 海绵钛及金属钛198

4钒钛清洁生产体系设计199

4.1 钒钛产业发展特征199

4.1.1 钒钛产业发展特征199

4.1.2 钒钛产业可持续发展和清洁生产要求201

4.2 钒钛清洁生产产业链设计202

4.2.1 钒产业链202

4.2.2 钛产业链202

4.2.3 钴镍铜硫产业链203

4.2.4 钪镓产业链204

4.2.5 二次资源利用产业链204

4.3 钒钛产业清洁生产模式204

4.3.1 有色金属-硫-钛结合模式204

4.3.2 富钛料模式205

4.3.3 硫-钛-硫模式205

4.3.4 硫-钛-铁模式206

4.3.5 硫-钛-磷模式207

4.3.6 钛-硫-钙模式207

4.3.7 钛-硫-氧化铁模式207

4.3.8 铁-硫-铁粉模式207

4.3.9 镁钛联合模式207

4.3.10 提钒氨-钠-铬-锰系废水逆循环利用模式208

4.3.11 提钒尾渣回收镓-铁-钒钛模式208

4.4 钒钛清洁生产专项技术208

4.4.1 硫酸法钛白副产硫酸亚铁专项处理技术208

4.4.2 硫酸法副产废硫酸专项处理技术209

4.4.3 连续酸解技术209

4.4.4 硫酸法钛白酸解反应产生废气的专项治理技术214

4.4.5 偏钛酸煅烧废气的专项治理技术214

4.4.6 大型沸腾氯化技术216

4.4.7 钙盐提钒技术219

5钒钛清洁生产原辅材料选择及设计223

5.1 钒钛生产过程的主要辅助材料选择223

5.1.1 钒产业223

5.1.2 钛产业229

5.1.3 工业燃料243

5.2 钒钛产品清洁生产涉及的清洁生产问题245

5.2.1 钛精矿选矿246

5.2.2 钛渣的生产246

5.2.3 四氯化钛的生产247

5.2.4 海绵钛的生产247

5.2.5 钛白粉的生产工艺247

5.2.6 钒制品248

5.3 钒钛生产主要污染物的安全环境危害物质分析248

5.3.1 主要污染物成分性质248

5.3.2 主要污染物成分危害250

5.4 钒钛产品生产过程的安全环境潜在危险性分析254

5.4.1 涉氯企业生产过程危险性分析254

5.4.2 涉及硫酸使用的企业255

6钒钛清洁生产256

6.1 钛产业256

6.1.1 硫酸法钛白256

6.1.2 TiCl4生产265

6.1.3 人造金红石275

6.1.4 钛渣283

6.2 钒产业287

6.2.1 五氧化二钒生产工艺流程287

6.2.2 主要原辅材料消耗290

6.2.3 主要原辅材料成分290

6.2.4 现有污染源治理及排放现状291

7钒钛清洁生产的技术理论支撑294

7.1 钒钛清洁生产的技术理论基础294

7.1.1 扩散294

7.1.2 粉尘297

7.1.3 扩散303

7.1.4 渗透与反渗透307

7.1.5 污染物城市和山地扩散模式311

7.2 钒钛清洁生产的技术装备支撑312

7.2.1 除尘技术312

7.2.2 除尘设备313

8钒钛产业清洁生产的环境保护基础318

8.1 环境保护对象318

8.1.1 生态环境318

8.1.2 自然环境319

8.1.3 人类环境319

8.2 环境保护措施319

8.2.1 防治污染320

8.2.2 防止破坏320

8.2.3 自然保护320

8.3 环境降级成本与影响危害320

8.3.1 污泥化学固化剂的产生321

8.3.2 土壤破坏321

8.3.3 空气污染321

8.3.4 森林面积减少322

8.3.5 极地臭氧层空洞322

8.3.6 生物多样性减少322

8.3.7 能源浪费322

8.3.8 海洋的污染322

8.4 环境保护实践322

8.4.1 烟尘的主要危害323

8.4.2 烟气污染防治323

8.4.3 脱除SO2326

8.4.4 湿法脱硫FGD工艺329

8.4.5 湿法FGD工艺330

8.4.6 脱硝331

8.4.7 SCR工艺采用的催化剂333

8.5 国家环境保护法规335

8.6 钒钛产业环境风险336

8.6.1 环境影响因子识别及筛选336

8.6.2 环境影响评价重点及评价因子337

8.6.3 评价标准337

8.6.4 评价等级339

8.6.5 环境风险评价工作等级340

8.6.6 污染控制目标340

第2篇 钒钛生产过程二次资源利用341

9钒钛清洁生产典型二次资源利用341

9.1 提钒副产硫酸钠利用341

9.1.1 生产硫化钠341

9.1.2 分步结晶回收硫酸钠和硫酸铵346

9.2 提钒尾渣利用346

9.3 煤气回收利用347

9.3.1 煤气回收347

9.3.2 煤气发电348

9.3.3 发电装置配套348

9.4 氯化镁电解循环氯气和镁350

9.4.1 传统氯化镁熔盐电解工艺350

9.4.2 海绵钛配套镁电解351

9.5 废盐酸再生353

9.5.1 氯化铁体系盐酸再生353

9.5.2 废盐酸再生354

10钛白副产绿矾硫酸亚铁综合利用357

10.1 绿矾硫酸亚铁的精制和提纯357

10.1.1 沉淀分离法358

10.1.2 还原及重结晶法358

10.1.3 离子交换法358

10.2 制备氧化铁颜料358

10.2.1 氧化铁红358

10.2.2 氧化铁黄360

10.2.3 氧化铁黑360

10.2.4 其他铁系颜料361

10.3 净水絮凝剂361

10.3.1 直接作净水絮凝剂361

10.3.2 生产聚合硫酸铁作净水剂362

10.3.3 生产氯化硫酸铁净水絮凝剂363

10.4 肥料和饲料添加剂363

10.4.1 肥料添加剂363

10.4.2 饲料添加剂364

10.5 硫酸亚铁其他利用途径364

10.5.1 生产硫酸364

10.5.2 作还原剂处理含氰、含铬废水、铬渣等364

10.5.3 制造硫酸锰和碳酸锰365

10.5.4 软锰矿生产硫酸锰365

10.6 硫酸亚铁规模化利用367

10.6.1 制硫酸367

10.6.2 制铁系颜料373

10.7 硫酸亚铁利用途径的比较378

11硫酸法钛白副产废硫酸利用379

11.1 钛白废酸的产生与危害379

11.2 废酸处理的办法及其优缺点381

11.2.1 国外水解废酸回收利用状况381

11.2.2 国内水解废酸回收利用状况386

11.2.3 化工行业硫酸浓缩方法及利用389

11.3 国内外现行的成熟技术397

第3篇 钒钛生产过程有价元素回收401

12攀枝花钒钛磁铁矿——回收利用铬资源401

12.1 铬401

12.1.1 铬的物理性质402

12.1.2 铬的化学性质402

12.1.3 铬对人的生理功能影响403

12.1.4 铬的健康危害404

12.1.5 铬的毒理学及环境行为404

12.2 铬的资源407

12.3 铬的提取冶炼408

12.3.1 铝热法生产408

12.3.2 电解法生产409

12.3.3 铬铁合金409

12.4 铬渣利用413

12.5 攀枝花提铬工艺413

13攀枝花钒钛磁铁矿——回收利用钴镍铜硫资源415

13.1 钴415

13.1.1 钴的性质和用途415

13.1.2 钴化合物的性质和用途417

13.1.3 钴资源420

13.1.4 国内外主要的钴生产工艺422

13.2 镍428

13.2.1 物理化学性质429

13.2.2 同位素429

13.2.3 镍化合物430

13.2.4 镍的用途432

13.2.5 镍矿资源432

13.2.6 镍的生产方法434

13.3 铜438

13.3.1 铜的物理化学性质438

13.3.2 铜化合物440

13.3.3 铜的用途441

13.3.4 铜资源442

13.3.5 铜的冶炼方法443

13.4 攀枝花钒钛磁铁矿回收利用钴镍铜有价金属444

13.4.1 硫钴精矿选别444

13.4.2 硫钴精矿提钴利用449

13.4.3 攀枝花钴镍的回收利用技术试验453

13.4.4 攀枝花硫钴精矿利用与富钴料结合生产工艺453

14钒钛磁铁矿回收钪镓458

14.1 钪458

14.1.1 钪的性质458

14.1.2 钪的化合物460

14.1.3 钪的提取与保存460

14.1.4 钪的应用领域461

14.1.5 人体危害465

14.1.6 攀枝花钒钛磁铁矿提钪465

14.2 镓467

14.2.1 镓的性质468

14.2.2 镓的毒性470

14.2.3 镓的用途470

14.2.4 镓的储量472

14.2.5 镓的提取和冶炼472

14.2.6 攀枝花镓的回收利用技术476

附录 钒钛清洁生产有关附表480

参考文献489