[發(fā)明專(zhuān)利]一種高純金屬釩的生產(chǎn)方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2012-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102899510A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石政君
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 石政君
• 主分類(lèi)號(hào): C22B34/22
• 分類(lèi)號(hào): C22B34/22
• 代理公司: 錦州遼西專(zhuān)利事務(wù)所 21225
• 代理人: 李輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬冶煉領(lǐng)域，特別涉及一種高純金屬釩的生產(chǎn)方法。?

背景技術(shù)

高純金屬釩被稱為金屬“維生素”，具有熔點(diǎn)高、塑性好、良好的延展性、耐腐蝕等特點(diǎn)，用途十分廣泛。金屬釩是一種優(yōu)異的合金添加劑，添加在合金鋼中，能細(xì)化鋼晶粒，從而增加鋼的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。此外，金屬釩還具有良好的核物理性能，可以用作核燃料的包裹材料。?

目前，熔鹽電解法是生產(chǎn)高純金屬釩的主要方法，該方法是利用含釩粗金屬作為可溶性陽(yáng)極，通過(guò)電化學(xué)精煉在陰極制取高純金屬釩。但熔鹽電解法生產(chǎn)高純金屬釩生產(chǎn)能力小，人工耗費(fèi)量大，以Φ200的熔鹽電解爐為例，功率為15KW下，金屬釩的產(chǎn)量只有0.7kg/天；整個(gè)電解過(guò)程中需要大量的電能，能耗高，生產(chǎn)成本較高，制約了金屬釩的應(yīng)用領(lǐng)域；并且電解過(guò)程中產(chǎn)生K、Ca、Li三種廢鹽，對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染，需要進(jìn)行處理。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種生產(chǎn)能力大、生產(chǎn)成本低、節(jié)能環(huán)保的高純金屬釩的生產(chǎn)方法。?

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：?

一種高純金屬釩的生產(chǎn)方法，其具體步驟是：

1、釩鋁合金的制備

以五氧化二釩為原料，以Al粉為還原劑，所述五氧化二釩與Al粉的質(zhì)量比為100:44～100:50，采用爐外法冶煉，得釩鋁合金錠；

2、釩鋁合金錠的表面處理

將釩鋁合金錠表面清理干凈，切成形狀均一的釩鋁合金條，將釩鋁合金條用氬弧焊焊接成與電子束熔煉爐進(jìn)料尺寸相匹配的釩鋁合金棒；

3、精煉

將釩鋁合金棒送入電子束熔煉爐內(nèi)，電子束熔煉爐抽真空至3×10^-3Pa～6×10^-2Pa，對(duì)電子束熔煉爐內(nèi)水冷坩堝進(jìn)行水冷，溫度維持在20℃～60℃，設(shè)置高壓為9kV～10kV，采用1000mA～1500mA的電子束流轟擊釩鋁合金棒，使其熔化流入水冷坩堝內(nèi)，在3000℃～3400℃下，在水冷坩堝熔區(qū)內(nèi)熔煉20min～30min，關(guān)閉電子束流，水冷坩堝內(nèi)的金屬釩液冷卻凝固成金屬釩錠。

所述釩鋁合金錠的釩含量為92%～95%。?

所述釩鋁合金棒長(zhǎng)度為600mm～800mm。?

釩鋁合金錠表面清理時(shí)，采用砂輪打磨。?

本發(fā)明的有益效果是：釩鋁合金棒進(jìn)入電子束熔煉爐過(guò)程中，電子束轟擊到釩鋁合金棒上，使釩鋁合金棒熔化，熔化過(guò)程中，低沸點(diǎn)雜質(zhì)（鋁、鐵、鉻等雜質(zhì)）揮發(fā)掉，釩合金形成液滴流入水冷坩堝，電子束繼續(xù)對(duì)水冷坩堝內(nèi)釩合金加熱，使水冷坩堝熔區(qū)內(nèi)雜質(zhì)進(jìn)一步揮發(fā)，從而提高了產(chǎn)品純度，生產(chǎn)過(guò)程中不引入其它雜質(zhì)，產(chǎn)品純度可達(dá)99.5%～99.9%，該方法生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)能力大，對(duì)環(huán)境污染小，并能節(jié)約能源，生產(chǎn)成本大幅度地降低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。?

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的釩鋁合金棒示意圖。?

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1?

1、釩鋁合金的制備

取20kg五氧化二釩原料，8.8kg鋁粉還原劑，加入鋁熱還原反應(yīng)爐中，以鎂削為點(diǎn)火劑，在2200℃下，進(jìn)行爐外法冶煉，反應(yīng)結(jié)束，得10.1kg釩含量為95%的釩鋁合金塊；

2、釩鋁合金塊的表面處理

采用砂輪打磨將釩鋁合金塊表面清理干凈，切成規(guī)格為400mm×60mm×30mm的釩鋁合金條，將釩鋁合金條用氬弧焊焊接成規(guī)格為600mm×60mm×60mm的釩鋁合金棒，如圖1所示；

3、精煉

將7.2kg規(guī)格為600mm×60mm×60mm的釩鋁合金棒送入電子束熔煉爐內(nèi)，將電子束熔煉爐抽真空至6×10^-2Pa，對(duì)電子束熔煉爐內(nèi)水冷坩堝進(jìn)行水冷，水溫度維持在20℃，設(shè)置高壓為10kV，采用1500mA的電子束流轟擊釩鋁合金棒使其熔化流入水冷坩堝內(nèi)，熔化后，在3000℃下熔煉30min，關(guān)閉電子束流，冷水坩堝內(nèi)的金屬釩液冷卻凝固成Φ60的金屬釩錠6.6kg，經(jīng)檢測(cè)，金屬釩錠的釩含量為?99.5%。

實(shí)施例2?

1、釩鋁合金的制備

取20kg五氧化二釩原料，10kg鋁粉還原劑，加入鋁熱還原反應(yīng)爐中，以鎂削為點(diǎn)火劑，在2200℃下，進(jìn)行爐外法冶煉，反應(yīng)結(jié)束，得10.6kg釩含量為92%的釩鋁合金塊；

2、釩鋁合金塊的表面處理