一种高纯金属钒的制备方法与流程

本发明涉及金属冶炼，尤其涉及一种高纯金属钒的制备方法。

背景技术：

1、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从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。

2、目前，使用金属热还原法冶炼金属钒，主要是单一的还原剂，渣系熔点高，不利于渣与合金分离。为了解决该技术问题一种高纯金属钒的制备方法。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种高纯金属钒的制备方法。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供了如下的技术方案：

3、第一方面，在本发明提供的一个实施例中，提供了高纯金属钒的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

4、将含钒原料、还原剂、添加剂比例为100:40～49：6～10的原料混合均匀，然后进行金属热还原反应，反应结束产品冷却后，去除上部冶炼渣，得到初步金属钒；

5、将初步金属钒放置于超高温熔炼炉内进行冶炼精炼，先将炉内压强抽到10～10-4pa时，充入保护气体至目标压强，打开加热电源，缓慢增加功率到金属融化，熔炼1～60min后冷却得到金属钒；

6、将金属钒进行熔盐电解精炼，以获得高纯金属钒。

7、作为本发明的进一步方案，将含钒原料、还原剂、添加剂比例为100:40～49：6～10的原料混合均匀，然后进行金属热还原反应，反应结束产品冷却后，去除上部冶炼渣，得到初步金属钒，包括：

8、通过点火剂镁粉点火发生金属热还原反应。

9、作为本发明的进一步方案，所述含钒原料为五氧化二钒，粒度为0.5～6mm。

10、作为本发明的进一步方案，所述含钒原料中各化学成分质量份数为：v2o5≥99.9％，fe≤0.02％，si≤0.01％，cr≤0.01％。

11、作为本发明的进一步方案，所述还原剂各化学成分质量份数为al≥99.99％，fe≤0.001％，si≤0.001％，cr≤0.001％。

12、作为本发明的进一步方案，所述添加剂为氧化铝，粒度为小于0.1～3。

13、作为本发明的进一步方案，所述点火剂为镁粉，粒度为160目～240目。

14、作为本发明的进一步方案，所述超高温熔炼炉包括磁悬浮感应炉、电子束熔炼炉和离子束熔炼炉。

15、作为本发明的进一步方案，熔盐电解精炼中的熔盐体系为nacl-kcl-vcl2、nacl-cacl2-vcl2、nacl-licl-vcl2。

16、作为本发明的进一步方案，所述熔盐电解精炼在熔盐电解精炼结构中进行。

17、本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：本发明将含钒原料、还原剂、添加剂混合均匀，放入反应容器内，通过点火剂点火发生金属热还原反应，得到初步金属钒；将初步金属钒放置于磁感应悬浮炉内进行冶炼精炼，去除大部分的铝以及部分其余杂质元素，得到金属钒；将磁感应悬浮重熔精炼后的金属钒进行熔盐电解精炼，进一步提纯金属钒，得到高纯金属钒。

18、本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

技术特征：

1.一种高纯金属钒的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：

2.如权利要求1所述的高纯金属钒的制备方法，其特征在于，将含钒原料、还原剂、添加剂比例为100:40～49：6～10的原料混合均匀，然后进行金属热还原反应，反应结束产品冷却后，去除上部冶炼渣，得到初步金属钒，包括：

3.如权利要求1所述的高纯金属钒的制备方法，其特征在于，所述含钒原料为五氧化二钒，粒度为0.5～6mm。

4.如权利要求1所述的高纯金属钒的制备方法，其特征在于，所述含钒原料中各化学成分质量份数为：v2o5≥99.9％，fe≤0.02％，si≤0.01％，cr≤0.01％。

5.如权利要求1所述的高纯金属钒的制备方法，其特征在于，所述还原剂各化学成分质量份数为al≥99.99％，fe≤0.001％，si≤0.001％，cr≤0.001％。

6.如权利要求1所述的高纯金属钒的制备方法，其特征在于，所述添加剂为氧化铝，粒度为小于0.1～3。

7.如权利要求2所述的高纯金属钒的制备方法，其特征在于，所述点火剂为镁粉，粒度为160目～240目。

8.如权利要求1所述的高纯金属钒的制备方法，其特征在于，所述超高温熔炼炉包括磁悬浮感应炉、电子束熔炼炉和离子束熔炼炉。

9.如权利要求1-8任一所述的高纯金属钒的制备方法，其特征在于，熔盐电解精炼中的熔盐体系为nacl-kcl-vcl2、nacl-cacl2-vcl2、nacl-licl-vcl2。

10.如权利要求9所述的高纯金属钒的制备方法，其特征在于，所述熔盐电解精炼在熔盐电解精炼结构中进行。

技术总结
本发明涉及金属冶炼技术领域，具体涉及一种高纯金属钒的制备方法。该制备方法包括以下步骤：将含钒原料、还原剂、添加剂比例为100:40～49：6～10的原料混合均匀，然后进行金属热还原反应，反应结束产品冷却后，去除上部冶炼渣，得到初步金属钒；将初步金属钒放置于超高温熔炼炉内进行冶炼精炼，先将炉内压强抽到10～10<supgt;‑4</supgt;Pa时，充入保护气体至目标压强，打开加热电源，缓慢增加功率到金属融化，熔炼1～60min后冷却得到金属钒；将金属钒进行熔盐电解精炼，以获得高纯金属钒。

技术研发人员：高雷章,尹丹凤,陈海军,杜光超
受保护的技术使用者：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6