[发明专利]用偏钒酸铵制粒替代片状五氧化二钒生产钒铁的方法

说明书

技术领域

本发明属于钒铁生产技术领域，具体涉及一种用偏钒酸铵、多钒酸铵或其他钒盐为原料生产钒铁的方法。

背景技术

钒铁是钒元素和铁元素组成的铁合金，作为一种添加剂加入到钢中,可显著提高钢的强度、韧性、延展性、可焊性和耐热性。加入钒的合金材料广泛用于机械制造、民用、军工、航天、航海等高新尖端技术领域。钒在钢铁工业和合金材料中的应用占总量80％以上，绝大部分以成品钒铁的形式加入到钢合金材料冶炼工艺中。

现有技术中，生产钒铁的常用方法有电硅热法、铝热法和炉外法，尽管生产方法不同,但都是以片状五氧化二钒为原料。有相关资料介绍可采用三氧化二钒作为原料，但由于加工难度和成本高于五氧化二钒,实际上很少使用。

五氧化二钒主要是从原始的钒钛磁铁矿炼钢吹氧钒渣、含钒石煤矿、或从其他含钒废料中提取，常用提取方法有两种：一是将被提钒的原料经加钠(碳酸钠、硫酸钠、氯化钠)氧化焙烧、用水浸出含钒溶液、净化、富集、提纯制成偏钒酸铵或多钒酸铵，再将偏钒酸铵或多钒酸铵加温100℃左右脱水，500℃左右脱氨制成粉状五氧化二钒，然后将粉状五氧化二钒在800～900℃以上的高温下熔化铸成片状五氧化二钒。以偏钒酸铵为例：

NH₄VO₃·xH₂O→NH₄VO₃+xH₂O↑(100℃左右脱水)；

2NH₄VO₃→V₂O₅(粉状)+2NH₃↑+H₂O↑(300～500℃脱氨)；

V₂O₅(粉状)→V₂O₅(850℃熔化)→V₂O₅(铸成片状)。

二是根据提钒原料的特性，有的采用酸浸,从酸性含钒溶液中富集提纯,制得偏钒酸铵、多钒酸铵、或水合五氧化二钒，然后同样用加温脱水脱氨的方法制成粉状五氧化二钒,再熔化铸片成片状五氧化二钒。在用偏钒酸铵或多钒酸铵加温脱水脱氨，制成粉状五氧化二钒的过程中，以及在用粉状五氧化二钒熔化铸片的工序中，都会有氨气和粉钒尘粒的挥发，从而造成环境污染以及钒原料的损失。同时在加温熔化阶段，不论用煤或用电都要产生几千元/吨以上的加工成本。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、节能环保、钒回收率高的钒铁生产方法。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述用偏钒酸铵制粒替代片状五氧化二钒生产钒铁的方法是将钒原料与粘结剂混合成混合物，然后压条、造块、制粒，干燥后替代片状五氧化二钒入炉冶炼生产钒铁(入炉冶炼时按制粒料物中所含V₂O₅成份配入还原剂，按常规方法进行冶炼)；所述混合物中粘结剂重量为混合物重量的7～33％；

所述钒原料为偏钒酸铵、多钒酸铵或其他钒盐；所述其他钒盐为人造钒酸钙、钒酸镁、钒酸铁、钒酸锰或水合五氧化二钒。

优选地，所述钒原料的水分控制在10～25％；水分控制采用机械脱水。

优选地，所述粘结剂为水泥、石灰或水泥和石灰的混合物，或其他有粘性的固化功能的添加剂。

优选地，所述混合物中，水泥的重量为混合物重量的7～15％，石灰的重量为混合物重量的9～18％。

优选地，所述制粒是采用圆形成球盘将所述的混合物旋转制成直径5～25毫米的小圆球。

优选地，所述制粒是采用挤出机将所述的混合物制成6～12毫米的短圆条。

优选地，所述制粒是采用压坯机将所述的混合物压成直径20～50毫米的饼块。

优选地，将制粒后的混合物敞开堆放3～8天(在硬化的水泥地面即可，只要不被雨淋湿在，室内室外都可以，夏秋天3天时间就可以入炉，春冬天要5-8天)后入炉冶炼钒铁；