[發(fā)明專利]一種鐵釩合金的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210195377.1
• 申請(qǐng)日: 2022-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN114540644A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王維;王偉彬;李玉芝;劉海洋;張子陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B34/22
• 分類號(hào): C22B34/22;C22B1/244;C22B5/10;C22C27/02;C22C1/02;C22C38/12;C22C33/04;C22B7/00;C22B7/04
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 李寧

本發(fā)明提供了一種鐵釩合金的制備方法，屬于耐高溫合金材料制造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的鐵釩合金的制備方法，包括以下步驟：將生球在真空條件下進(jìn)行熔煉，得到金渣復(fù)合熔體，然后從金渣復(fù)合熔體中分離出鐵釩合金熔體進(jìn)行澆鑄，或?qū)⒔鹪鼜?fù)合熔體冷卻后破真空、金渣分離，即得；所述生球主要由釩渣、赤泥、碳還原劑以及有機(jī)粘結(jié)劑組成。本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)了釩渣和赤泥中鐵、釩元素的回收，而且堿土金屬氧化物能夠在熔煉時(shí)調(diào)節(jié)爐渣堿度，同時(shí)氧化錳和氧化鉻能夠提供錳和鉻元素，提高鐵釩合金性能，實(shí)現(xiàn)將工業(yè)廢料轉(zhuǎn)化為高應(yīng)用價(jià)值的合金材料，有利于保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、降低成本，具有較高的工業(yè)推廣前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐高溫合金材料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種鐵釩合金的制備方法。

背景技術(shù)

釩鈦磁鐵礦廣泛分布于俄羅斯、南非、澳大利亞、中國、芬蘭等國，經(jīng)高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼后會(huì)產(chǎn)生釩渣。釩渣中以可溶的毒性Cr⁶⁺、V⁵⁺等對(duì)人體健康危害最大，如果直接堆放，不僅占用場地，而且需要澆筑200mm厚混凝土的排渣場，否則會(huì)嚴(yán)重影響周圍的生態(tài)環(huán)境。在堆存期間仍需要對(duì)排渣場進(jìn)行定期維護(hù)，防止廢水的外排和山體滑坡，長期消耗的治理費(fèi)用龐大。

赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中排放的廢棄物，其產(chǎn)量是氧化鋁的1～1.5倍左右，目前也均為露天堆存。赤泥中含有大量的有價(jià)金屬元素，如鐵、鈦、鋁、釩等，這些有用組分因得不到回收利用而造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。

赤泥中的鐵含量較高時(shí)可作為一種潛在的鐵礦資源加以利用。對(duì)釩渣和赤泥進(jìn)行綜合利用，不僅可以避免環(huán)境污染，減少企業(yè)堆存治理成本，而且可以回收其中的有價(jià)金屬，避免資源浪費(fèi)，為企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效益。

釩被稱為“現(xiàn)代工業(yè)的味精”，是重要的國家戰(zhàn)略物資，廣泛應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、航空航天工業(yè)、輕紡工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。鐵釩合金因具有較高的高溫強(qiáng)度、良好的抗氧化和抗腐蝕性能、良好的疲勞性能等綜合性能而被廣泛應(yīng)用于各種高溫部件。現(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)公布號(hào)為CN106381384A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種真空還原制備鐵釩的方法，采用釩的氧化物、碳質(zhì)還原劑和鐵源作為原料，混勻后造球進(jìn)行熔煉制備。該技術(shù)并不涉及對(duì)釩渣和赤泥的回收利用，在原料方面仍然需要花費(fèi)較高的成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鐵釩合金的制備方法，能夠?qū)⑩C渣和赤泥作為原料進(jìn)行生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢料中資源的回收利用，有利于降低成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用技術(shù)方案為：

一種鐵釩合金的制備方法，包括以下步驟：將生球在真空條件下進(jìn)行熔煉，得到金渣復(fù)合熔體，然后從金渣復(fù)合熔體中分離出鐵釩合金熔體進(jìn)行澆鑄，或?qū)⒔鹪鼜?fù)合熔體冷卻后破真空、金渣分離，即得；所述生球主要由釩渣、赤泥、碳還原劑以及有機(jī)粘結(jié)劑組成。

本發(fā)明將釩渣和赤泥作為主要原料，在真空條件下進(jìn)行熔煉制備鐵釩合金。該方法不僅實(shí)現(xiàn)了釩渣和赤泥中鐵、釩元素的回收利用，而且釩渣和赤泥中含有的堿土金屬氧化物能夠在熔煉時(shí)調(diào)節(jié)爐渣堿度，使?fàn)t渣與合金能夠更好的分離，保證合金質(zhì)量，同時(shí)釩渣中存在的氧化錳和氧化鉻能夠提供錳和鉻元素，從而提高鐵釩合金的抗氧化和耐腐蝕性能。本發(fā)明的制備方法將工業(yè)廢料轉(zhuǎn)化為高應(yīng)用價(jià)值的合金材料，有利于保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、降低成本，具有較高的工業(yè)推廣前景。

本發(fā)明中釩渣指的是含釩鐵水在提釩過程中經(jīng)氧化吹煉得到的或含釩鐵精礦經(jīng)濕法提釩得到的含有氧化釩的渣子，還含有氧化錳和氧化鉻。

優(yōu)選地，所述釩渣為釩鈦磁鐵礦經(jīng)高爐煉鐵和轉(zhuǎn)爐煉鋼后產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐釩渣。轉(zhuǎn)爐釩渣的氧化錳和氧化鉻含量較高，能夠保證鐵釩合金中Mn元素和Cr元素的含量，同時(shí)還能夠提供一定的氧化鈣和氧化鎂，輔助起到造渣作用。