[发明专利]一种钒渣/氧化钙扩散偶的制备方法

说明书

本发明属于材料研究方法技术领域，尤其涉及一种钒渣/氧化钙扩散偶及其制备方法。包括以下步骤：S1、将氧化钙粉末经压片、真空热压烧结和研磨抛光得到氧化钙片体；S2、将钒渣在所述氧化钙片体的两侧表面压片，得到钒渣‑氧化钙‑钒渣三层片体坯；S3、将钒渣‑氧化钙‑钒渣三层片体坯进行真空热压烧结，得到预烧结复合片体；S4、将所述预烧结复合片体包裹于包覆物基础料内，将包裹了包覆物基础料的预烧结复合片体加压、真空热压加热，得到核壳结构体；将所述核壳结构体烧结，得到钒渣/氧化钙扩散偶。该方法可以大幅减少氧化钙的潮解变性，同时，为探究钒渣和氧化钙的固相反应提供所需的技术支撑。

技术领域

本发明属于材料研究方法技术领域，尤其涉及一种钒渣/氧化钙扩散偶的制备方法。

背景技术

钒是一种重要的战略资源，素有“工业维生素”之称，被广泛应用于钢铁、化工和航空航天等领域，可显著提高钢的韧性和耐热性。钒生产企业主要采用“钒渣钠化焙烧—水浸”提钒工艺来生产氧化钒产品，该工艺具有技术成熟、操作简单、产品质量好等优点，但对钒渣中钙、硅含量限制严格，辅料成本高，副产大量硫酸钠等固废物，经济和环保问题较为突出。

2012年，攀钢成为国内首家实现“钒渣钙化焙烧—硫酸浸出”提钒工艺产业化应用的钒生产企业，该提钒工艺的废水和废渣实现全部循环利用，生产成本明显降低，技术经济指标和环保效应显著提高。但是，在生产运行过程中发现钙化熟料钒浸出率不稳定，影响系统中钒回收率的提高。因此，需要探究氧化钙与钒渣之间的相互影响，从而找到提高钒回收率的有效方法。

为了研究氧化钙和金属的固相反应，通常会将氧化钙与金属制成混合粉末或者使用氧化钙与金属制成扩散偶来进行探究。当研究氧化钙与钒渣的固相反应时，前一种方法不会直接表现出扩散特性，而如果要运用后一种方法，则必须解决氧化钙暴露在空气中的潮解问题。

目前，从相关文献中还未发现有通过制备钒渣/氧化钙扩散偶来研究两者固相反应的先例，更没有找出一种在扩散偶中避免氧化钙潮解的方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种钒渣/氧化钙扩散偶的制备方法，该方法可以大幅减少氧化钙的潮解变性，同时，为探究钒渣和氧化钙的固相反应提供所需的技术支撑。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种钒渣/氧化钙扩散偶的制备方法，包括以下步骤：

S1、将氧化钙粉末经压片、真空热压烧结和研磨抛光得到氧化钙片体；

S2、将钒渣在所述氧化钙片体的两侧表面压片，得到钒渣-氧化钙-钒渣三层片体坯；

S3、将钒渣-氧化钙-钒渣三层片体坯进行真空热压烧结，得到预烧结复合片体；

S4、将所述预烧结复合片体包裹于包覆物基础料内，将包裹了包覆物基础料的预烧结复合片体加压、真空热压加热，得到核壳结构体；

将所述核壳结构体烧结，得到钒渣/氧化钙扩散偶。

进一步地，所述步骤S4包括将预烧结复合片体置于模腔中，向预烧结复合片体四周填充包覆物基础料，对包裹了包覆物基础料的预烧结复合片体加压定型，再对包含有经加压定型的包裹了包覆物基础料的预烧结复合片体的模腔进行真空热压加热，后去除模腔得到核壳结构体，将所述核壳结构体烧结，得到钒渣/氧化钙扩散偶。

其中，由于包覆物(即预烧结复合片体)为粉体结构，利用模腔用于将预烧结复合片体和包覆物基础料进行定型处理。