[发明专利]一种熔盐电沉积钒的方法

说明书

本发明公开了一种熔盐电沉积钒的方法，本发明方法以NaCl、KC1、NaF构成的三组元为介质，阳极材质为高纯石墨，阴极为碳钢片，在温度670～830℃保温7h将V₂O₅在熔盐中充分溶解、脉冲给电且平均电流密度为110～190mA/cm²的条件下，电沉积时间1～2.5小时，在碳钢阴极上得到纯钒。本发明构成熔盐的组元为常用廉价药剂，易获得，成本低，且消耗少，生产工艺简单，过程容易控制，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于有色金属提炼技术领域，具体涉及一种熔盐电沉积钒的方法。

背景技术

目前金属钒的提取有如下方法：

1) 湿法提钒：以含钒较高的钒钛磁铁矿精矿（一般含V₂O₅的质量分数为1～2%）为原料，经破碎精选成为精矿粉，与芒硝（十水合硫酸钠Na₂SO₄·10H₂O）混合制球后，在800～1200℃的窑中高温焙烧，精矿粉中氧化钒与芒硝作用，转化为可溶性钒酸钠，再将焙烧好的球团矿浸入水中，使钒酸钠充分溶解，加入硫酸，钒酸钠在硫酸的作用下转化为不溶于水的V₂O₅，经沉淀、过滤提纯后，得到较纯的V₂O₅即可作为钒铁合金的工业原料，经铝热法或电硅热法得到钒铁及其合金等终端产品。此方法的优点为：选取钒钛磁铁矿精矿作为提取V₂O₅原料，含钒量高；可回收铁；焙烧温度低，只有800℃左右，动力和辅助材料消耗量也少。缺点：处理量少；钒的回收率较低，从精矿粉提取V₂O₅的回收率约为60%～70%。

2) 火法提钒：火法提钒是用含钒的铁矿石，经过高炉冶炼出含钒铁水，在炼钢的过程中提取出含钒炉渣，通过电硅热法提钒处理得到钒。俄罗斯、中国等国家主要采用这种方法提取钒。

此外，将含钒铁矿预还原成金属球团矿后，还可以通过电炉冶炼出含钒铁水，提取钒渣，再经过提钒处理得到钒。新西兰和南非等国家主要采用这种方式提取钒。此方法的优点是处理简单，处理物料量大，回收效率高，从精矿粉提取V₂O₅的回收率达80%以上；缺点是设备投资大，焙烧温度高（1200℃以上），不可回收铁，动力及辅助原料消耗大。

从金属氧化物中直接提取难熔金属的方法有传统熔盐电解法、金属热还原法、气体还原法、新熔盐电解法等，但这些方法都存在着一些不足。鉴于从难熔金属氧化物中提取金属的生产工艺上还存在着很多问题，例如优化制备难熔金属的工艺流程、减少生产带来的污染、降低生产成本、提高生产效率等，近年来直接从金属氧化物中提取难熔金属是研究工作者关注的热点之一。

发明内容

为解决本领域中存在的上述技术缺陷，在充分分析钒氧化物直接制备难熔金属的制备难点（熔点高，化合价多变，且不易控制）的基础上，本发明提供一种熔盐电沉积钒的方法，该方法以熔盐为介质，先用熔盐溶解V₂O₅，然后在直流电的作用下，由V₂O₅一步电沉积出钒。

本发明所称问题是通过以下技术方案解决的：

一种熔盐电沉积提钒的方法，该方法包括以下步骤：

a.配制熔盐介质：选取由NaCl、KC1、NaF构成的三组元为介质，其中NaCl、KC1的摩尔比为n（NaCl）：n（KCl）=1:1，三组元中NaF的摩尔分数为0.1～0.5，步长为0.1，在三组元中加入占熔盐介质质量百分数的15%的V₂O₅，将称好的四种试剂混合均匀后装入坩埚，放入井式电阻炉中，升温至670～830℃，保温7h使V₂O₅在NaKClF熔盐体系中溶解达到饱和；