[發明專利]一種金屬釩或釩合金的制備方法

有效

• 申請號: 201310412958.7
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN104060107A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 朱福興;穆天柱;穆宏波;閆蓓蕾;彭衛星
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C22B34/22
• 分類號: C22B34/22;C22B7/00;C25C3/26
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 李婉婉;張苗

技術領域

本發明涉及一種金屬釩或釩合金的制備方法。

背景技術

釩是一種優異的功能材料和結構材料，被廣泛應用于鋼鐵、材料加工等領域。例如，向鋼中添加一定量的釩，可以細化鋼的組織和晶粒，提高晶粒的粗化溫度，從而起到增加鋼的強度、韌性和耐磨性的作用。釩也能較好的改善鈦合金結構，而被廣泛應用到航空航天等領域。另外，釩合金中的快中子吸收截面小，對液態金屬鋰、鈉、鉀等有良好的抗蝕性，還具有良好的強度和塑性，以及良好的加工性能，能抗輻照脆化，抗輻照腫脹，在輻照下具有良好的尺寸穩定性，是重要的反應堆結構材料。

釩因化學性質活潑，在自然界中常以化合物及共生礦形式存在，釩的冶煉一般以釩渣為原料分兩個過程進行：首先采用鈉法或鈣法等浸取技術提取釩渣中的釩氧化物，即將釩渣中的氧化釩通過煅燒轉化為可溶于水的物質，然后利用水提取煅燒產物中可溶性釩化合物，再通過化學反應將其轉化為釩的氧化物或合金，最后通過還原、氮化等制備金屬釩及其它的釩制品。如：CN200910300085.4公開了一種采用鈣蒸汽與釩氧化物反應，并經凈化制得金屬釩的方法；CN200910128155.2公開了一種采用萃取劑從釩鐵中萃取釩的方法；CN200810213025.4和CN200910176896.8分別公開了一種采用碳氧釩或釩鐵做可溶性陽極電解制備金屬釩的方法；CN201110096864.4公開了一種將釩氧化物作為陰極、石墨作為陽極，以FFC法電解而制備金屬釩的方法；201010540540.0公開了一種采用鋁粉還原釩氧化物制備金屬釩的方法。

由此可以看出，現有制備金屬釩的方法中采用的原料基本上為釩氧化或者成本更高的釩合金，并且從釩渣中生產氧化釩或釩合金的過程中會產生大量的污水，對環境造成了極大的污染，逐漸成為了制約釩制備工藝的瓶頸，并且采用上述方法最終得到的金屬釩或釩合金的純度及收率較低。因此，亟需開發一種金屬釩或釩合金的純度及收率高，且成本低、污染小的金屬釩或釩合金的制備方法。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術制備的金屬釩或釩合金的純度及收率較低，且成本高、污染嚴重的缺陷，提供了一種金屬釩或釩合金的純度及收率高，且成本低、污染小的金屬釩或釩合金的制備方法。

本發明的發明人意外的發現，在金屬釩或釩合金的制備過程中，通過將釩渣與熔融的金屬鹽接觸反應，釩渣中含有的釩元素（通常以氧化釩的形式存在）會轉變為偏釩酸鹽，此時，轉化成的偏釩酸鹽會以熔融的狀態存在于金屬鹽熔鹽體系中，而此時釩渣中的雜質仍會以固體的形式存在，然后通過將接觸反應后的混合物進行固液分離，從而能夠很容易地將熔融的偏釩酸鹽與未熔融的固體雜質分離，且分離較為徹底。然后再將固液分離后得到的熔融相進行電解，將偏釩酸鹽轉變為金屬釩或者與其他金屬的合金。實現了以釩渣為原料進行制備金屬釩或釩合金的目的，釩渣相對于釩的氧化物或合金成本較低；而且通過固液分離的方法能夠較充分地將釩渣中的雜質去除，純化效果較好；并且此過程中是在熔融的金屬鹽中進行的，而所述熔融的金屬鹽可以作為后續電解制備金屬釩或釩合金的電解質使用，因此不會帶來額外的消耗，進一步降低了生產成本；另外，在制備偏釩酸鹽的過程中也不會產生大量的廢水等物質，減少了對環境的污染。

基于以上發現，本發明提供了一種金屬釩或釩合金的制備方法，該方法包括：在金屬鹽的熔融狀態下，將釩渣與所述金屬鹽接觸反應，將接觸反應后得到的混合物進行固液分離以去除固體雜質，并將固液分離后得到的熔融相進行電解；其中，所述金屬鹽為在其熔融狀態下能夠與釩渣反應生成偏酸酸鹽的物質。

優選地，所述金屬鹽的用量大于將所述釩渣中的氧化釩全部轉化為偏釩酸鹽所需的所述金屬鹽的理論用量，更優選所述金屬鹽的用量為將所述釩渣中的氧化釩全部轉化為偏釩酸鹽所需的所述金屬鹽的理論用量的1.1-3倍。

優選地，所述金屬鹽為堿金屬的碳酸鹽、堿金屬的鹵化物、堿土金屬的碳酸鹽和堿土金屬的鹵化物中的至少一種。

通過上述技術方案，實現了在金屬釩或釩合金的制備過程中，金屬釩或釩合金的純度及收率高，且成本低、污染小的目的。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。