金屬釩精煉

金屬釩精煉

金屬釩精煉(refining of vanadium metal)是指脫除粗金屬釩中的雜質,產出高純金屬釩的過程,為釩冶金流程的組成部分。粗金屬釩中的氧、氮、碳等非金屬雜質含量較高,塑性差。精煉除去雜質後,可使金屬釩的塑性提高。經精煉的金屬釩的純度可達99.9%,經過二次電解精煉還可製得純度達到99. 99%的高純釩。工業採用的釩精煉方法有真空精煉、熔鹽電解精煉、碘化物熱離解法、區域熔煉等。今後有可能採用電子束區域熔煉和電遷移法精煉 。

簡介

金屬釩精煉(refining of vanadium metal)是指脫除粗金屬釩中的雜質,產出高純金屬釩的過程,為釩冶金流程的組成部分。粗金屬釩中的氧、氮、碳等非金屬雜質含量較高,塑性差。精煉除去雜質後,可使金屬釩的塑性提高。經精煉的金屬釩的純度可達99.9%,經過二次電解精煉還可製得純度達到99. 99%的高純釩。工業採用的釩精煉方法有真空精煉、熔鹽電解精煉、碘化物熱離解法、區域熔煉等。今後有可能採用電子束區域熔煉和電遷移法精煉 。

真空精煉

這是一種可以大量生產純釩的方法。先用高純鋁還原VO得到釩鋁合金。再將釩鋁合金破碎。在真空爐中加熱至1973K溫度除鋁而得到海綿釩。海綿釩壓成錠後在電子束爐熔煉進一步去除殘餘的鋁、氧、鐵及其他揮發性雜質,可生產出99.9%的純釩。

熔鹽電解精煉

以鋁熱還原法生產的金屬釩作可溶性陽極,在LiCl-KCl-NaCl-VCl熔鹽體系中進行電解精煉。在電解槽工作溫度893K、槽電壓約0.3V、總電流為20-25A、陰極電流密度3200-3700A/dm 的電解條件下,可生產出純度99.2%的金屬釩。在電解精煉前一般向槽內通入少量氯氣使電解質含有VCl。

電解槽充氬氣密封,電解槽內的坩堝材料選用電樁電位較正的金屬,如鉬、鎳等,陰極棒一般採用鉬材。在精煉過程中,隨著陽極釩的溶解,粗釩表面逐漸氧化和鈍化,致使電流效率下降,產品質量變差,一般在陽極粗釩溶解30%以後需停爐處理。電解精煉產品經水洗滌,釩純度可達99.5%-99.9%。這樣純度的釩可加工成材。電解精煉的陰極電流效率為88%-94%。電解精煉脫氧、脫矽效果最佳,鐵、鋁次之,除鉻最難。

製取低鉻高純釩,採用低鉻粗釩作原料。採用含KCl 51%、LiCl 41%和VCl 8%組成的電解質,在槽電壓0.3-0.54V、陰極電流密度33.4-37.7A/dm 的條件下。通過二次電解精煉可生產純度99.99%的釩,陰極電流效率為89%-92% 。

碘化物熱離解

與鋯碘化物熱離解法提純類似,先往鉬質的碘化反應器內放入粗釩和碘,碘化反應溫度控制在1073K,釩絲熱離解溫度為1573K。

區域熔煉

採用真空懸浮區域熔煉精煉。直徑4.4mm的釩棒在真空壓力1.333MPa,精煉熔區長度6-10mm、熔區移動速度57.16mm/h條件下,經6個行程即可獲得高純釩。

此法除鐵效果較好,除矽、鎢效果較差,且生產能力小 。

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