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。
基本介紹
- 中文名：金屬釩精煉
- 外文名：refining of vanadium metal
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：冶煉
- 作用：產出高純金屬釩
簡介,真空精煉,熔鹽電解精煉,碘化物熱離解,區域熔煉,
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V2O5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-VCl2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/dm2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VCl2。
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VCl2 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/dm2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。
