[發(fā)明專(zhuān)利]從釩的低含量溶液中制取釩鐵的方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2007-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101104891A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何向東;彭昕;彭清靜;陳國(guó)蓉;周斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三穗縣恒峰礦業(yè)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C1/02
• 分類(lèi)號(hào): C22C1/02;C22B3/44;C22C27/02
• 代理公司: 貴陽(yáng)中新專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 郭防

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)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(shù)

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(qiáng)度、韌性、耐磨性。釩鐵常用于碳素鋼、低合金鋼、強(qiáng)度鋼、高合金鋼、工具鋼和鑄鐵生產(chǎn)。

釩和鐵組成鐵合金，主要在煉鋼中用作合金添加劑。國(guó)內(nèi)外主要采用鋁熱法和硅熱法冶煉工藝來(lái)生產(chǎn)釩鐵，現(xiàn)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(jià)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(jìn)行。

2.硅熱法

該法的實(shí)質(zhì)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(jīng)還原，精煉兩個(gè)階段煉得合格產(chǎn)品。

以上方法采取V₂O₅或V₂O₄、V₂O₃等作為原料生產(chǎn)釩鐵時(shí)，需先將含釩溶液中的釩經(jīng)多道工序制成V₂O₅或V₂O₄、V₂O₃等產(chǎn)品，然后才進(jìn)行釩鐵冶煉，生產(chǎn)工序復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)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(jià)鐵離子沉淀溶液中的釩，釩的沉出率可以達(dá)到99％以上，釩是用二價(jià)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(chǎn)釩鐵，簡(jiǎn)化了工藝步驟，降低了生產(chǎn)成本，。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明從釩的低含量溶液中制取釩鐵的方法采用如下的技術(shù)方案，包括如下步驟：

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

(2)檢測(cè)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(zhì)量的0.926～1.058倍+沉淀中鐵質(zhì)量的0.349～0.398倍，再加入鋁粒質(zhì)量0.3～0.5倍的生石灰用于造渣，并同時(shí)降低爐渣的熔點(diǎn)與粘度，將物料混合均勻，放入感應(yīng)爐中升溫至850℃，此時(shí)鋁粒開(kāi)始燃燒，爐料開(kāi)始發(fā)生反應(yīng)，溫度繼續(xù)升高至爐料熔融，保持在此溫度反應(yīng)20分鐘后停感應(yīng)爐，冷卻后除去爐渣，即得釩鐵。

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

優(yōu)選地，步驟(1)中在用二價(jià)鐵離子沉釩時(shí)，先檢測(cè)釩的含量，換算成五氧化二釩，二價(jià)鐵離子的加入量是溶液中五氧化二釩質(zhì)量的0.5～0.8倍。二價(jià)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(lái)自于含釩礦石加鈉添加劑焙燒后的酸性或中性浸出液。當(dāng)釩的低含量溶液為酸性時(shí)，使用氧化鎂調(diào)節(jié)溶液的pH為5～6。礦石中一般含有大量的二氧化硅，經(jīng)焙燒后的礦石再經(jīng)酸性或中性溶液浸出，會(huì)有大量的二氧化硅變成硅酸鹽進(jìn)入浸出液中。使用氧化鎂調(diào)節(jié)酸性溶液的pH值，當(dāng)pH為5～6時(shí)，可以沉淀出溶液中的一部分硅酸根，而釩酸根此時(shí)卻不會(huì)發(fā)生沉淀反應(yīng)，這樣即能去除溶液中大量的硅酸根雜質(zhì)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(jià)鐵鹽以后，將溶液的pH值調(diào)節(jié)至7.0～8.5以后，溶液沉淀反應(yīng)1～3小時(shí)。

當(dāng)調(diào)整沉淀中釩和鐵的比例時(shí)，可以用鐵粒或五氧化二釩來(lái)調(diào)整。

本發(fā)明中所涉及的主要的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

在溶液中加入亞鐵鹽，調(diào)節(jié)pH值到7.0～8.5后，開(kāi)始發(fā)生沉淀反應(yīng)：

VO₃-+Fe²⁺＝Fe(VO₃)₂↓

將爐料按照所述的比例混合均勻，置入感應(yīng)爐中加熱，生成釩鐵：

Fe(VO₃)₂+4Al＝2Al₂O₃+FeV₂