金屬釩制備工藝的研究.pdf

1、釩與鈮、鉭同屬元素周期表第Ⅴ族元素，具有較高的熔點(diǎn)且在低溫時(shí)有很好的抗腐蝕性，所以被廣泛用于航空航天、冶金、能源、交通、化工、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的釩生產(chǎn)工藝存在著工序復(fù)雜、不能連續(xù)化生產(chǎn)等缺點(diǎn)，致使釩的成本居高不下，極大的限制了釩的廣泛應(yīng)用。
　　劍橋大學(xué)提出的FFC-Cambridge法，是一種在高溫熔鹽中，直接電解還原金屬氧化物而制備金屬及合金的新工藝，通過控制電解過程中的電極電位，保證了特定金屬離子在陰極的選擇性析出，參與

2、電解反應(yīng)的只有金屬氧化物而無其它物質(zhì)，此方法具有生產(chǎn)流程短、成本低、綠色環(huán)保、無污染等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是有潛力取代傳統(tǒng)Kroll法生產(chǎn)釩的新技術(shù)。
　　本文研究了FFC法（直接電化學(xué)還原法）制備金屬釩的工藝，針對(duì)該工藝中存在的一些關(guān)鍵問題，重點(diǎn)探索了V2O3陰極片制備條件、電解過程中陽極尺寸、電解溫度、電解電壓及熔鹽體系對(duì)制備金屬釩過程中電流的影響，并初步探索了熔鹽電解精煉金屬釩。
　　通過對(duì)V2O3陰極片制備的研究表明，在20

3、MPa的成型壓力下，經(jīng)1100℃燒結(jié)4h后的V2O3片符合實(shí)驗(yàn)的要求;而當(dāng)燒結(jié)溫度低于或高于1100℃時(shí)，所得片體的強(qiáng)度不夠，在電解過程中容易分散成粉末。
　　通過平行實(shí)驗(yàn)，研究了不同陽極尺寸、電解溫度、電解電壓及熔鹽體系對(duì)電解過程中的電流的影響，得到了熔鹽電化學(xué)還原制備金屬釩的最佳工藝參數(shù)為:陽極采用石墨坩堝，熔鹽體系采用CaCl2-NaCl混合熔鹽（22∶1，in weight），電解溫度900℃，電解電壓2.9V。