一种冶炼制备金属钒的方法技术

本发明专利技术公开了一种冶炼制备金属钒的方法，属于冶金技术领域，其用于解决现有的金属热还原制备金属钒存在的工艺复杂且生产周期长的问题

【技术实现步骤摘要】
一种冶炼制备金属钒的方法


[0001]本专利技术涉及冶金
，更具体地涉及一种冶炼制备金属钒的方法
。

技术介绍

[0002]金属钒一般是指纯度介于
99
％
‑
99.9
％之间的钒，高纯金属钒是指纯度大于
99.9
％的纯钒，其具有熔点高
、
加工性能好
、
耐腐蚀性强
、
快中子吸收截面小等特点，主要用于航空航天工业
、
原子能工业
、
电子工业
、
超导合金材料以及特种合金等领域
。
高纯金属钒在航空轴承钢
、
核工程用钒系合金
、
集成电路用钒镍合金靶材等重要领域已经实现或存在潜在的巨大的应用前景，各领域对金属钒纯度具有极高的要求
。
[0003]目前，金属热还原法是冶炼金属钒的常用方法
。
例如，专利
CN 201810987986.4
公开了一种钙热还原低价钒氧化物制备金属钒的方法，其将低价钒氧化物与氯化钙均匀混合得到混合料，冷压成块料或者加水进行造球成型，然后干燥得到成型混合物料；按照成型混合物料质量的
1.5
～3倍在反应器底部加入金属钙，金属钙上层设置成型混合物料，然后冷态抽真空，控制炉内压力，以5～
15℃/min
升温至
900
～
1200℃
，反应2～
36hr/>，反应结束后在室温下自然冷却，得到块状物料；将得到的块状物料破碎，盐酸浸洗，然后过滤
、
水洗
、
醇洗，真空干燥得到含氢化钒的金属钒粉；最后将得到的含氢化钒的金属钒粉，在压力小于
10
‑2Pa、
温度为
600
～
2000℃
下进行真空烧结或熔炼脱氢处理得到金属钒块
。
该方法以金属钙作为热还原反应的还原剂，但由于渣系熔点高，不利于渣金分离，要想获得金属钒块，还需采用酸洗
、
高温烧结等处理，其工艺复杂且生产周期长
。
[0004]因此，冶炼制备金属钒的方法仍存在很大的改进空间
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种冶炼制备金属钒的方法以解决现有技术中存在的上述问题中的至少一项
。
[0006]为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]根据本专利技术的一方面，提供一种冶炼制备金属钒的方法，包括下列步骤：
[0008]步骤
S1
：将含钒原料
、
还原剂
、
造渣剂
、
发热剂按预定比例混合均匀获得混合物，其中所述还原剂包括预定配比的金属钙和金属镁，所述造渣剂选自氟化钙和氧化铝中的至少一种；
[0009]步骤
S2
：将所述混合物放入反应容器内，加入点火剂点火进行金属热还原反应；
[0010]步骤
S3
：待反应结束产品冷却后，去除上部冶炼渣，收集下部块状产物得到金属钒
。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，所述还原剂中金属钙和金属镁的质量比为1：
0.3
～
0.8
，所述金属钙和所述金属镁的粒度为
0.5
～
6mm。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，所述造渣剂为氟化钙，所述氟化钙的粒度小于
180
目
。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述氟化钙的加入质量满足反应后形成熔渣中
CaO
：
MgO
：
CaF2＝1：
0.3
～
0.8
：
0.6
～
1.5。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，所述发热剂为
KClO3，所述
KClO3的粒度小于
180
目
。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述
KClO3的加入质量满足反应后形成熔渣中
CaO
与
KClO3的配比为
CaO
：
KClO3＝1：
0.2
～
0.7。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，所述含钒原料为五氧化二钒，粒度为
0.5
～
6mm。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，所述五氧化二钒中各组分质量百分比满足
V2O5≥96
％，
Fe≤0.4
％，
Si≤0.4
％，
Cr≤0.4
％
。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，所述五氧化二钒与还原剂
(
金属钙与金属镁
)
的质量比
1:0.5
～
0.8:0.1
～
0.5。
[0019]根据本专利技术的一个实施例，所述点火剂为镁粉，粒度为
160
目～
240
目
。
[0020]由于采用以上技术方案，本专利技术提供的冶炼制备金属钒的方法与现有技术相比具有以下有益效果：该方法通过综合控制还原剂的成分和配比
、
造渣剂的成分和配比，将金属热还原反应制备钒的渣系优化为以
CaO、MgO、CaF2组合而成的三元渣，与单独使用金属镁或金属钙的方法相比，本专利技术的这种熔渣的熔点更低，有利于反应期间熔渣熔化和渣金分离，便于金属沉降；采用该方法可以使金属和渣自行分离，无需再借助于酸洗
、
高温烧结等处理即可获得金属块钒
。
具体实施方式
[0021]以下对本公开的具体实施方式进行详细说明
。
应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开
。
[0022]此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征
、
结构或特性可以包含在本专利技术的至少一个实施例中
。
在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例
。
本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合
。
[0023]本专利技术提供了一种冶炼制备金属钒的方法，该方法总体包括下列步骤：
[0024]步骤
S1
：将含钒原料
、
还原剂
、
造渣剂
、
发热剂按预定比例混合均匀获得混合物，其中还原剂包括预定配比的金属钙和金属镁，造渣剂选自氟化钙和氧化铝中的至少一种；
[0025]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种冶炼制备金属钒的方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤
S1
：将含钒原料
、
还原剂
、
造渣剂
、
发热剂按预定比例混合均匀获得混合物，其中所述还原剂包括预定配比的金属钙和金属镁，所述造渣剂选自氟化钙和氧化铝中的至少一种；步骤
S2
：将所述混合物放入反应容器内，加入点火剂点火进行金属热还原反应；步骤
S3
：待反应结束产品冷却后，去除上部冶炼渣，收集下部块状产物得到金属钒
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原剂中金属钙和金属镁的质量比为1：
0.3
～
0.8
，所述金属钙和所述金属镁的粒度为
0.5
～
6mm。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述造渣剂为氟化钙，所述氟化钙的粒度小于
180
目
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述氟化钙的加入质量满足反应后形成熔渣中
CaO
：
MgO
：
CaF2＝1：
0.3
～
0.8
：
0.6
～
1.5。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：高雷章，陈海军，尹丹凤，王宁，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：