[發(fā)明專利]一種制備高純度金屬釩的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202310078404.1 | 申請日： | 2023-02-08 |
| 公開（公告）號： | CN116005011A | 公開（公告）日： | 2023-04-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王巍;孫鑫;劉強;朱嘉琪;孟旭;李曉冉;侯麗偉;李玉青 | 申請（專利權(quán)）人： | 承德天大釩業(yè)有限責(zé)任公司 |
| 主分類號： | C22B34/22 | 分類號： | C22B34/22;C22B5/04;C25C1/22 |
| 代理公司： | 北京高沃律師事務(wù)所 11569 | 代理人： | 王立普 |
| 地址： | 067000 河北省承德市高新*** | 國省代碼： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 制備 純度 金屬 方法 | ||
本發(fā)明屬于有色金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備高純度金屬釩的方法。本發(fā)明進(jìn)行鋁熱還原反應(yīng)時，以單質(zhì)鋁作為還原劑，將釩氧化物還原為釩金屬單質(zhì)，參加反應(yīng)的鋁被氧化為氧化鋁，并釋放大量的熱能使各種金屬單質(zhì)熔化形成合金液，氧化鋁浮于得到的合金液表面，冷卻后氧化鋁與金屬合金自然分離，去除氧化鋁得到釩鋁合金；鈣化合物作為造渣劑可以降低氧化鋁的初晶溫度，提供更長的雜質(zhì)上浮時間，使得到的釩鋁合金純度更高；得到高純度的釩鋁合金后，本發(fā)明以電解的方式提取釩鋁合金中的金屬釩，并加以保護(hù)氣保護(hù)，得到的金屬釩純度高，回收率高；本發(fā)明利用釩氧化物冶煉釩鋁合金，原材料成本低。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于有色金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備高純度金屬釩的方法。
背景技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)水平的飛躍發(fā)展，人類對新材料的要求日益提高。釩具有眾多優(yōu)異的物理性能和化學(xué)性能，因而釩的用途十分廣泛。釩可應(yīng)用于鋼鐵，通過細(xì)化鋼的組織和晶粒，提高晶粒粗化溫度，從而起到增加鋼的強度、韌性和耐磨性的作用；釩也可應(yīng)用于鈦合金，促使航空航天工業(yè)取得了突破性的進(jìn)展。與此同時，航空航天等高端領(lǐng)域所需要的高純度和高品位的金屬釩供不應(yīng)求。
中國專利CN103498060A提供了一種制備金屬釩的方法，將氧化釩和鋁粉球磨混合，然后點火冶煉，得到金屬釩。該專利提供的方法具有節(jié)能和成本低的優(yōu)點，但是釩和鋁會形成金屬固溶體，得到的金屬釩中鋁含量過高，金屬釩的純度較低。
中國專利CN201580078650.0提供了一種金屬釩的制備方法，將電解槽內(nèi)的部分無機熔融鹽電解生成的鈣還原釩化合物，制備得到金屬釩。該方法得到的金屬釩具有純度高的優(yōu)點，但是含有碳、氫和氧等間隙雜質(zhì)元素，導(dǎo)致金屬釩回收率低。
中國專利CN111957984A提供了一種金屬釩粉的制備方法，將三氧化二釩、Ca和CaO混合后在惰性氣體下點火反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后得到還原物料，還原物料經(jīng)水洗、酸洗和真空熱處理，得到金屬釩粉。該專利提供的方法設(shè)備簡單，成本低，但是由于金屬Ca的活潑性，難以大量保存和合理使用，得到的金屬釩雜質(zhì)多。
綜上所述，目前本領(lǐng)域還沒有一種高回收率制備高純度金屬釩的方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制備高純度金屬釩的方法，本發(fā)明提供的方法金屬釩純度高，回收率高。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種制備高純度金屬釩的方法，包括以下步驟：
(1)將釩氧化物、單質(zhì)鋁和鈣化合物混合進(jìn)行鋁熱還原反應(yīng)，得到釩鋁合金；
(2)將氯鹽加熱熔化，得到氯化電解質(zhì)；
(3)將所述釩鋁合金作為陽極，將陽極和陰極加入所述氯化電解質(zhì)中，通入氯氣，密封后在保護(hù)氣氛下進(jìn)行電解，得到金屬釩；
(4)將所述金屬釩在鹽酸溶液中煮沸，得到高純度金屬釩；
所述高純度金屬釩的純度不低于99.94wt％；
所述步驟(1)和步驟(2)的時間先后順序沒有要求。
優(yōu)選的，所述釩氧化物為五氧化二釩或三氧化二釩；
當(dāng)所述釩氧化物為五氧化二釩時，所述釩氧化物和單質(zhì)鋁的質(zhì)量比為1.685～1.977:1，所述單質(zhì)鋁和鈣化合物的質(zhì)量比為1:1.142～1.158；
當(dāng)所述釩氧化物為三氧化二釩時，所述釩氧化物和單質(zhì)鋁的質(zhì)量比為2.137～2.574:1，所述單質(zhì)鋁和鈣化合物的質(zhì)量比為1:0.835～0.974。
優(yōu)選的，所述鈣化合物包括氟化鈣和氧化鈣中的一種或兩種；
所述氯鹽包括KCl和LiCl中的一種或兩種。
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