[發明專利]一種高純金屬釩的生產方法

無效

• 申請號: 201210426629.3
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102899510A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 石政君
• 申請（專利權）人: 石政君
• 主分類號: C22B34/22
• 分類號: C22B34/22
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所 21225
• 代理人: 李輝

技術領域

本發明屬于金屬冶煉領域，特別涉及一種高純金屬釩的生產方法。?

背景技術

高純金屬釩被稱為金屬“維生素”，具有熔點高、塑性好、良好的延展性、耐腐蝕等特點，用途十分廣泛。金屬釩是一種優異的合金添加劑，添加在合金鋼中，能細化鋼晶粒，從而增加鋼的強度、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極，通過電化學精煉在陰極制取高純金屬釩。但熔鹽電解法生產高純金屬釩生產能力小，人工耗費量大，以Φ200的熔鹽電解爐為例，功率為15KW下，金屬釩的產量只有0.7kg/天；整個電解過程中需要大量的電能，能耗高，生產成本較高，制約了金屬釩的應用領域；并且電解過程中產生K、Ca、Li三種廢鹽，對環境會造成污染，需要進行處理。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種生產能力大、生產成本低、節能環保的高純金屬釩的生產方法。?

本發明的技術解決方案是：?

一種高純金屬釩的生產方法，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，電子束熔煉爐抽真空至3×10^-3Pa～6×10^-2Pa，對電子束熔煉爐內水冷坩堝進行水冷，溫度維持在20℃～60℃，設置高壓為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，在3000℃～3400℃下，在水冷坩堝熔區內熔煉20min～30min，關閉電子束流，水冷坩堝內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%。?

所述釩鋁合金棒長度為600mm～800mm。?

釩鋁合金錠表面清理時，采用砂輪打磨。?

本發明的有益效果是：釩鋁合金棒進入電子束熔煉爐過程中，電子束轟擊到釩鋁合金棒上，使釩鋁合金棒熔化，熔化過程中，低沸點雜質（鋁、鐵、鉻等雜質）揮發掉，釩合金形成液滴流入水冷坩堝，電子束繼續對水冷坩堝內釩合金加熱，使水冷坩堝熔區內雜質進一步揮發，從而提高了產品純度，生產過程中不引入其它雜質，產品純度可達99.5%～99.9%，該方法生產周期短，生產能力大，對環境污染小，并能節約能源，生產成本大幅度地降低，適合工業化生產。?

附圖說明

圖1是本發明的釩鋁合金棒示意圖。?

具體實施方式

實施例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，加入鋁熱還原反應爐中，以鎂削為點火劑，在2200℃下，進行爐外法冶煉，反應結束，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格為600mm×60mm×60mm的釩鋁合金棒，如圖1所示；

3、精煉

將7.2kg規格為600mm×60mm×60mm的釩鋁合金棒送入電子束熔煉爐內，將電子束熔煉爐抽真空至6×10^-2Pa，對電子束熔煉爐內水冷坩堝進行水冷，水溫度維持在20℃，設置高壓為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，熔化后，在3000℃下熔煉30min，關閉電子束流，冷水坩堝內的金屬釩液冷卻凝固成Φ60的金屬釩錠6.6kg，經檢測，金屬釩錠的釩含量為?99.5%。

實施例2?

1、釩鋁合金的制備

取20kg五氧化二釩原料，10kg鋁粉還原劑，加入鋁熱還原反應爐中，以鎂削為點火劑，在2200℃下，進行爐外法冶煉，反應結束，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