稀有金屬釩的制備和機(jī)理研究.pdf

1、稀有高熔點(diǎn)金屬釩具有體心立方結(jié)構(gòu)，有良好的可塑性和低溫抗腐蝕性，廣泛應(yīng)用于鋼鐵、航空航天、能源、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域。釩的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝復(fù)雜，對(duì)環(huán)境污染大，極大地限制了釩的應(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，保證特定金屬離子在陰極上獲得電子，參與電解反應(yīng)的只有金屬氧化物而無其它物質(zhì)，因此具有生產(chǎn)流程短、成本低、綠色環(huán)保、

2、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)。
　　本論文用FFC法從V2O3制備金屬釩，重點(diǎn)探索了V2O3陰極片的制備條件、陽(yáng)極尺寸、電解溫度、電解電壓及電解時(shí)間對(duì)制備金屬釩過程中電流及產(chǎn)物組成和形貌的影響。通過對(duì)V2O3陰極片制備過程和陽(yáng)極尺寸的研究得到最佳制備釩的工藝條件:成型壓力為20MPa，燒結(jié)溫度和時(shí)間為1100℃、4h、石墨坩堝作陽(yáng)極。通過平行實(shí)驗(yàn)研究了電解溫度、電解電壓及電解時(shí)間對(duì)電解過程的影響得

3、出如下結(jié)論:在電解電壓為2.9V的條件下，提高電解溫度減小了制備金屬釩粉的粒度;對(duì)不同還原時(shí)間的產(chǎn)物進(jìn)行XRD、SEM、EDS分析，結(jié)果表明V2O3的還原過程是從電極表面開始的由外到內(nèi)，由高價(jià)到低價(jià)的逐步還原過程。
　　本文還利用還原的金屬釩進(jìn)行了釩的陽(yáng)極電解精煉實(shí)驗(yàn)。選用三種熔鹽體系對(duì)粗釩的精煉進(jìn)行研究，均未得到精煉的釩，主要原因是陽(yáng)極釩片為粉末狀態(tài)，在施加電場(chǎng)后耐不住熔鹽的潤(rùn)濕和侵蝕作用，在電解進(jìn)行很短的時(shí)間內(nèi)，釩片就散落在熔