电子束法生产金属钒用钒铝合金制备工艺的研究

以V_2O_5和Al粉为原料,采用氩气保护条件下,真空铝热还原反应生产AlV85,研究了单位反应热量对产品收率的影响,不同原材料对产品中Fe、Si的影响,气体杂质元素O、N的控制以及生产过程中的"爆鸣"及原因。结果表明:真空法生产AlV85时,单位反应热量控制在3 300～3 550 kJ/kg,产品的收率在95%左右;钙法氧化钒更适合电子束熔炼用钒铝合金的生产;在氩气保护条件下点火和冷却,可以将产品中的O、N控制在w_O0.2%、w_N0.05%;将原料五氧化二钒中K_2O+Na_2O的含量控制在0.4%以内,生产过程就不会发生"爆鸣"现象。     

电铝热还原法制备钒铝合金的试验研究

本文采用电铝热还原法制备了钒铝合金,通过DSC分析,Al与V_2O_5的反应过程反应级数为n=0.367,表观活化能E_a=191.47 kJ·mol~(-1)。从试验研究可知,焙烧温度为1 500℃,焙烧时间20 min,Al/V_2O_5=0.8,渣系配比为Al_2O_3:CaO:CaF_2=4:4:2时,制备出符合钒铝合金牌号为VAl65的钒铝合金,制备的钒铝合金的主要物相为Al_8V_5和Al_2V_3,合金收率70.2%,钒收率为87%。     

电铝热法生产钒铝合金的研究

研究了采用电铝热法制备钒铝合金过程中产品产量和质量的影响因素。研究结果表明,还原剂铝粒与V_2O_5的配比为0.94∶1,二次加料过程中V_2O_5投入量为200 kg,累计V_2O_5投入量为400 kg,电加热时间为9 min时,得到的钒铝合金成分最佳,合金截面氧化膜比例最小,各项指标均满足内控标准。     

钒铝合金电铝热法生产技术研究

介绍了钒铝合金、钛合金的生产工艺及用途。针对一步法生产钒铝合金造成钒收率低的问题进行了研究。结合试验结果,分析了反应速率、原料组成、冶炼时间对钒回收率的影响。得出:在现有条件下,V_2O_5与V_2O_3配比为4︰1,通电冶炼时间6 min时,钒回收率最高达93. 16%。该成果为钒铝合金冶炼提供了技术支撑。     

复吹转炉铁水提钒理论及热模拟试验

采用共存理论计算了提钒炉渣V_2O_3-SiO_2-TiO_2-Cr_2O_3-MgO-MnO-FeO中V_2O_3的活度系数,研究了炉渣组元、温度对V_2O_3活度系数的影响,得到V2O3的活度系数为0.5×10~(-6)~9.0×10~(-6)。通过对V-C平衡进行研究,得出了V-C氧化的转化温度为1380℃,即吹炼过程铁水控制温度。采用具备顶底复吹功能的500kg中频感应炉模拟了复吹转炉铁水提钒工艺,试验结果表明:吹炼终点钒质量分数平均为0.06%,钒氧化率为95%。底吹搅拌可以显著加速铁水中钒的氧化,缩短3min的冶炼周期。     

钒铁冶炼渣量控制及其对钒损的影响

针对目前钒铁合金产业化制备过程的冶炼实绩和出渣控制现状,分析了电铝热钒铁制备过程钒氧化物理论产渣量及总产渣量,提出了多期法钒铁冶炼渣量及精确出渣控制技术。考察了打结工艺、出渣分配和冶炼炉次对熔渣成分、产渣量及渣中钒损的影响。结果表明:当V_2O_3和V_2O_5的钒含量分别为63.5%和55.2%时,单位铝热反应产生的Al_2O_3分别为0.78 kg和0.91 kg。提高打结强度和致密度,降低浇铸渣比例,延长冶炼炉次有利于降低实际渣量及渣中钒损。通过打结、出渣和冶炼制度的优化,钒铁冶炼渣中平均Mg O含量从16.4%降低到8.0%,Al_2O_3含量从61.1%提高到69.3%。在总渣量降低11.8%的基础上,浇铸渣比例和渣中钒含量分别降低20.2%和38.4%。对应单炉渣中钒损从79.0 kg降低到61.1 kg,折合Fe V50合金冶炼收率提高0.39%。     

钒渣与Na2O2焙烧提钒技术的探索

将钒渣与过氧化钠(Na2O2)混和,经压块、焙烧、水浸等处理工艺,将钒富集到V2O5中.研究了焙烧温度、压块压力、焙烧时间、Na2O2加入量、浸出温度等因素对钒浸出率的影响.结果表明,当Na2O2与钒渣中V2O5的摩尔比在0.5∶1～4∶1、焙烧温度在700～1 000℃、压块压力在1～25 MPa范围内变化时,钒浸出...     

酸性铵盐沉钒在钒铬溶液中的应用研究

以钒渣钠化焙烧工艺得到的碱性钒浸出液为原料,在除去主要杂质硅和磷后,通过添加硫酸钠和三氧化铬,配制成一定组分的钒铬溶液,采用典型的酸性铵盐沉钒工艺,考察了溶液中钠、铬、钒含量以及加铵系数对沉钒率及最终V_2O_5中Na_2O含量的影响。结果表明:钒铬溶液在一定的浓度范围内可以采用酸性铵盐沉钒工艺,并取得较好效果。在满足高沉钒率及V_2O_5产品质量合格的前提下,溶液中钠的最大允许浓度为c(Na)/c(V)=2.4;在c(Na)/c(V)=1.8时,随着溶液钒浓度的增加,铬的最大允许浓度发生变化,表现为c(Cr)/c(V)逐步减小;对c(V)=25 g/L、c(Na)=45 g/L、c(Cr)=24 g/L的溶液浓缩后进行沉钒,通过降低浸出液固比提高钒浓度,钒的最大允许浓度为26 g/L;当加铵系数在1.5以上时,获得的V_2O_5产品满足相关质量要求;溶液离子浓度及加铵系数对沉钒率的影响很小。     

石煤提钒沉钒母液的循环利用研究

通过对江西某石煤提钒沉钒母液的性质分析,系统考察了沉钒母液的循环利用对反萃现象、反萃剂H~+浓度、V的反萃率、V2O_5产品质量等影响,确定了该沉钒母液的循环利用方式。研究表明:沉钒母液中含有高浓度的Al,SO_4~(2-),NH~+_4等离子,不经处理直接返回提钒工艺的反萃阶段,会析出NH_4Al(SO_4)_2·12H_2O晶体,给原有提钒工艺带来反萃率下降、反萃现象异常等不利影响;采用石灰乳中和法调节沉钒母液的p H值至10,固液分离后将处理液中加入硫酸配制成8%稀H_2SO_4溶液,作为反萃剂返回提钒作业,可实现沉钒母液的循环利用;在沉钒母液循环利用的过程中反萃现象正常,反萃剂的H~+浓度在2.75~2.85 mol·L~(-1)波动,V的反萃率维持在99.2%~99.3%波动,V2O_5产品质量均可达到GB3283-1987(V2O_5-98)的标准。     

碳化钒、碳氮化钒生产工艺条件的实验室研究

在碳热还原钒氧化物(V_2O_5)反应体系平衡组成计算的基础上,进行了实验研究工作,确定了制取碳化钒(V_2C)的生产工艺条件.采用正交设计方法,研究了对碳化钒的渗氮过程,制定出碳氮化钒的生产工艺条件。     

钙盐沉钒的热力学研究

根据同时平衡原理以及质量守恒定律,绘制了在不同的游离总钙浓度下Ca-V(Ⅴ)-H2O体系25℃时的热力学平衡图,并进行了热力学分析。结果表明,随着溶液pH值的增大,体系中依次出现V2O5、Ca(VO3)2、Ca2V2O7、Ca3(VO4)2、Ca3(VO4)2+Ca(OH)2、Ca(OH)2六个沉淀稳定区。当沉钒反应平衡后液游离总钙浓度为0.01mol/L时,在pH=5.1~9.8范围内,钒以Ca(VO3)2形式沉淀,钒浓度最低可降至2.2×10-3 mol/L;在pH=9.8~10.3范围内,钒以Ca2V2O7形式沉淀,钒浓度最低可降至1.2×10-2 mol/L;在pH=10.3~12.6范围内,钒以Ca3(VO4)2形式沉淀,钒浓度最低可降至2.4×10-4 mol/L,沉钒效果最佳。当游离总钙浓度为0.01~1.0mol/L时,理论最佳沉钒pH值基本维持在11.0~12.6。     

造渣剂对钒铝合金质量的影响研究

研究了造渣剂种类及造渣剂加入量对电铝热法制备钒铝合金时钒收率和合金产品合格率的影响。试验结果表明:对钒酸钙、氟化钙以及两者的混合物这三种造渣剂来说,钒酸钙对钒收率影响最大,钒收率高达88.4%,氟化钙和氧化钙的混合物的钒收率则次之,单独采用氟化钙时钒收率最小,仅为87.4%。造渣剂添加量达到10%时,钒铝合金的产品合格率达到最高值86%。可以减少钒铝合金存在氧化膜、凝固缩孔、晶相偏析等缺陷,可以有效提高产品的合格率。     

直筒炉冶炼钒铁钒收率影响因素及对策

介绍了直筒炉冶炼钒铁工艺特点,以及国内外相关企业钒收率现状,全面分析了直筒炉生产钒铁冶炼收率的影响因素,指出氧化钒堆密度和炉衬打结质量是影响钒收率的主要原因。从冶炼工艺和参数优化方向着手,针对性地指出提高直筒炉冶炼钒铁的途径和措施,对攀钢现有钒铁生产技术经济指标的提高具有一定指导意义。具体包括:控制V_2O_3堆密度在1.0以上,V_2O_3/V_2O_5值在2.0～2.5;确保炉衬打结质量,镁砂粒度3～8 mm比例≥60%,烘烤小火温度500℃、对应烘烤时间4 h、大火烘烤温度900℃、对应烘烤时间11 h;适当延长精炼时间,实施阶梯配铝等。优化后钒铁冶炼收率由95.5%提高到96.4%。     

V_2O_5生产中浸出钒液变黑问题探讨

在用钒渣生产V_2O_5过程中,钒渣经回转窑焙烧后的熟料经水浸得到钒酸钠溶液,正常条件下应为淡黄色(pH>7),但有时浸出的钒液变黑。这对溶液澄清度的判断及下步沉钒带来许多困难,也影响到V_2O_5产品的质量。这种溶液变黑的现象,我厂在1987年以前的生产中十分突出,直接影响了V_2O_5的正常生产。 钒渣中含有大量的低价铁:尖晶石相     

碱性溶液中分离钒铬及其产品制备

采用水解沉钒技术分离溶液中的钒和铬,考察了沉钒pH值、温度、时间对钒铬分离率的影响,确定了最佳工艺参数:pH为2.0,沉钒温度为90℃,沉钒时间为60 min,在此条件下98%以上的钒进入滤饼(红饼),且滤饼洗涤后铬0.3%;铬留存于溶液中,实现了钒铬简便高效分离。含钒滤饼经碱溶、铵盐沉钒、煅烧,获得了达到99级粉钒要求的V2O5产品。沉钒后的铬溶液采用Fe2(SO4)3除钒、Na2SO3还原、NaO H沉淀、Cr(OH)3洗涤煅烧,获得了达到颜料用优等品要求的Cr2O3产品。实现了溶液中钒铬的低成本高效分离及高品质钒铬产品制备,全流程钒收率为97.0%、铬收率为86.4%。     

石煤钒矿碱性浸出液提取钒新工艺

研究了从石煤钒矿碱性浸出液中回收钒的新工艺,该工艺包括初步除硅、碱性萃取钒、洗涤除硅、反萃钒四个步骤.结果表明:控制初步除硅终点pH值为9.5,萃取剂(N263)与水的相比O/A=1/4,采用pH=10的Na2CO3作洗脱液,碱浸液的除硅率可达99.58%.该工艺过程简单,钒收率高,钒硅分离效果好.     

石煤钒矿发电提钒工艺工业化试生产

以V2O50.85%,发热值5 000~6 500 kJ/kg的石煤钒矿为原料,采用循环化流化床发电-飞灰提钒-尾渣生产水泥工艺,钒浸出率可达82%~83%,从石煤到产品五氧化二钒全流程回收率达51.71%,生产1t V2O5可产出4~5 t副产品白炭黑。工业试生产表明:该工艺提高了石煤资源综合利用率,有效地降低了产品生产成本,有较好的社会经济效益。     

粗四氯化钛铝粉除钒用TiCl_3浆液制备及应用

四氯化钛是生产海绵钛的原料,是钛产业链中的重要中间产品,其中的VOCl_3会影响海绵钛O含量和布氏硬度,因此,粗四氯化钛除钒后方可使用。铝粉除钒是主流除钒工艺,除钒物质是TiCl_3浆液,其质量对精四氯化钛质量影响较大。我国尚未系统掌握TiCl_3浆液制备方法,导致铝粉除钒效果和运行稳定性差。计算了TiCl_3浆液制备过程热力学性质;研究了铝粉悬浮液浓度、氯气通入量、最高温度停留时间、冷凝物处理方式和Cl_2,N_2控制方法等对TiCl_3浆液制备过程及质量的影响,得到了较优工艺参数,开展了稳定试验。结果显示:铝粉先与氯气反应,后与四氯化钛反应生成TiCl_3·0.33AlCl_3;TiCl_3浆液制备较优工艺参数为:铝粉悬浮液浓度1.1%~1.4%(质量分数);氯气加入量按铝粉量控制,Cl_2/Al(质量比)为0.7~1.1;最高温度停留时间6~8 min;氮气压力170~200 kPa,流量为5~7 m~3·h~(-1),氯气压力为120~150 kPa,流量为8~10 m~3·h~(-1)。采用优化工艺参数制备的TiCl_3浆液质量良好,TiCl_3含量8.9%~10.1%,AlCl_3含量3.5%~4.2%,可将粗四氯化钛中VOCl_3含量从0.15%~0.20%降低至0.0003%。     

钒页岩氯化挥发富集过程的热力学分析

对钒页岩与氯化钠、氯化钙和氯化铁三种固体氯化剂氯化挥发富集过程进行热力学分析。结果表明,以氯化铁作为固体氯化剂效果较好,可以利用氯化铁对V_2O_4、V_2O_5的直接氯化和氯化铁离解产生的氯气对V_2O_3、V_2O_4、V_2O_5的间接氯化反应,有效地将钒氧化物氯化挥发富集,且反应程度随温度的升高而增大。在高温焙烧过程中,Fe_2O_3、Al_2O_3和SiO_2不能被氯化,钒页岩中氧化物氯化反应自发进行的难易程度由易到难分别为K_2O、Na_2O、CaO、V_2O_3、V_2O_4、V_2O_5、MgO。通过焙烧温度的控制可以将V与Fe、Al、K、Na、Ca和Mg等金属杂质有效分离。     

磷钨钒杂多酸分光光度法测定钢中钒

据文献介绍在含有钒(Ⅴ)的溶液中加入磷酸和钨酸钠后,磷钨酸〔H_7P(W_2O_7)_6〕中的W_2O_7~(2-)可被V_2O_6~(2-)定量的取代,形成黄绿色的磷钨钒杂多酸,其最大吸收波长在436nm处,ε_(436)=1.3×10~3.根据这一原理,我们研究出利用磷钨钒杂多酸分光光度法测定钢中钒(Ⅴ)的方法.本法准确、简便、快速、适用于碳钢及合金钢、高温合金、精密合金中0.05%～1.0%钒(Ⅴ)的测定.