[發明專利]從釩的低含量溶液中制取釩鐵的方法

無效

• 申請號: 200710201334.5
• 申請日: 2007-08-10
• 公開（公告）號: CN101104891A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 何向東;彭昕;彭清靜;陳國蓉;周斌
• 申請（專利權）人: 三穗縣恒峰礦業有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22B3/44;C22C27/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所
• 代理人: 郭防

技術領域

本發明涉及一種釩鐵的制取方法，特別是涉及一種從釩的低含量溶液中直接制取釩鐵的方法。

背景技術

釩鐵主要用作煉鋼的合金添加劑。鋼中加入釩鐵之后，可以顯著提高鋼的硬度、強度、韌性、耐磨性。釩鐵常用于碳素鋼、低合金鋼、強度鋼、高合金鋼、工具鋼和鑄鐵生產。

釩和鐵組成鐵合金，主要在煉鋼中用作合金添加劑。國內外主要采用鋁熱法和硅熱法冶煉工藝來生產釩鐵，現分述如下：

1.鋁熱法

鋁熱法冶煉釩鐵的原料，可以是V₂O₅或低價氧化釩混合物(V₂O₄、V₂O₃等)或釩鐵渣。用鋁作還原劑，在堿性爐襯條件下進行。

2.硅熱法

該法的實質是：片狀V₂O₅用75％的硅鐵和少量鋁作還原劑，在堿性電弧爐中，經還原，精煉兩個階段煉得合格產品。

以上方法采取V₂O₅或V₂O₄、V₂O₃等作為原料生產釩鐵時，需先將含釩溶液中的釩經多道工序制成V₂O₅或V₂O₄、V₂O₃等產品，然后才進行釩鐵冶煉，生產工序復雜。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種從釩的低含量溶液中制取釩鐵的方法，該方法用二價鐵離子沉淀溶液中的釩，釩的沉出率可以達到99％以上，釩是用二價鐵離子沉淀出的，沉淀中含有釩和鐵，可以將沉淀直接用于生產釩鐵，簡化了工藝步驟，降低了生產成本，。

為了解決上述技術問題，本發明從釩的低含量溶液中制取釩鐵的方法采用如下的技術方案，包括如下步驟：

(1)鐵鹽沉釩：調節釩的低含量酸性溶液的pH為5～6后在溶液中加入二價鐵離子或者直接在釩的低含量中性溶液中加入二價鐵離子，再將溶液pH值用NaOH溶液調節至7.0～8.5，生成沉淀；

(2)檢測沉淀中釩和鐵的含量，加入鋁粒作還原劑，鋁粒的加入量為沉淀中釩質量的0.926～1.058倍+沉淀中鐵質量的0.349～0.398倍，再加入鋁粒質量0.3～0.5倍的生石灰用于造渣，并同時降低爐渣的熔點與粘度，將物料混合均勻，放入感應爐中升溫至850℃，此時鋁粒開始燃燒，爐料開始發生反應，溫度繼續升高至爐料熔融，保持在此溫度反應20分鐘后停感應爐，冷卻后除去爐渣，即得釩鐵。

調整沉淀中釩和鐵的比例，可以生產不同的釩鐵，將沉淀中釩和鐵的重量比例調整為1.05∶1.5，可以生產釩鐵40；將沉淀中釩和鐵的重量比例調整為1.05∶1，可以生產釩鐵50；將沉淀中釩和鐵的重量比例調整為3.05∶1，可以生產釩鐵75。

優選地，步驟(1)中在用二價鐵離子沉釩時，先檢測釩的含量，換算成五氧化二釩，二價鐵離子的加入量是溶液中五氧化二釩質量的0.5～0.8倍。二價鐵離子由可溶性的亞鐵鹽比如硫酸亞鐵或氯化亞鐵等提供。

釩的低含量溶液主要來自于含釩礦石加鈉添加劑焙燒后的酸性或中性浸出液。當釩的低含量溶液為酸性時，使用氧化鎂調節溶液的pH為5～6。礦石中一般含有大量的二氧化硅，經焙燒后的礦石再經酸性或中性溶液浸出，會有大量的二氧化硅變成硅酸鹽進入浸出液中。使用氧化鎂調節酸性溶液的pH值，當pH為5～6時，可以沉淀出溶液中的一部分硅酸根，而釩酸根此時卻不會發生沉淀反應，這樣即能去除溶液中大量的硅酸根雜質又能最大限度的減少釩的損失。

在鐵鹽沉釩步驟中，加入二價鐵鹽以后，將溶液的pH值調節至7.0～8.5以后，溶液沉淀反應1～3小時。

當調整沉淀中釩和鐵的比例時，可以用鐵粒或五氧化二釩來調整。

本發明中所涉及的主要的化學反應方程式如下：

在溶液中加入亞鐵鹽，調節pH值到7.0～8.5后，開始發生沉淀反應：

VO₃-+Fe²⁺＝Fe(VO₃)₂↓

將爐料按照所述的比例混合均勻，置入感應爐中加熱，生成釩鐵：

Fe(VO₃)₂+4Al＝2Al₂O₃+FeV₂