[发明专利]一种钒合金及其制备方法与装置

说明书

本发明涉及制备钒合金技术领域，具体而言，涉及一种钒合金及其制备方法与装置。钒合金的制备方法包括：将钒渣、造渣剂和还原剂混合均匀后进行熔炼，然后分离，得到粗合金；将所述粗合金、钒氧化物、还原剂和造渣剂混合后进行精炼，然后分离，得到钒合金；所述熔炼的温度为1450~1650℃；所述精炼的温度为1450~1700℃。通过采用熔炼和精炼联合冶炼工艺，先进行熔炼，实现钒渣粗还原，然后进行精炼，并通过调控熔炼和精炼过程中的温度，能够充分回收钒渣中的钒，获得钒含量高且质量符合要求的钒合金。且该制备方法生产过程无尾液，环境污染小，工艺流程短，操作简单易行，生产成本低。

技术领域

本发明涉及制备钒合金技术领域，具体而言，涉及一种钒合金及其制备方法与装置。

背景技术

钒是低合金高强度钢、钒电池、航天材料、催化剂等重要基础产业的资源。其中，“高炉法”冶炼钒钛磁铁矿过程中经转炉吹氧提钒得到的“钒渣”，是冶炼和制备钒合金的主要原料之一。钒渣的回收利用主要包括“焙烧→浸出→分离”获得较高纯度V₂O₅和火法直接还原熔炼获取钒铁合金两种工艺。

但是，湿法工艺存在流程长、钠化焙烧成本高、尾液难处理等问题，而火法直接还原工艺处理量大。在专利US3579328A报道含钒炉渣直接还原生产钒铁工艺之后，钒渣的火法短流程工艺正逐步被研究。然而，传统碳热法获得的钒铁合金碳含量超标、钒收得率较低，硅热法获得的钒铁硅含量较高、冶炼周期长，铝热法熔炼温度高、炉衬侵蚀严重。例如，专利CN108425071A公布了一种制备钒硅锰合金的方法，熔炼温度超过1750℃，合金中的钒含量仅20~30%。再如，专利CN110699554A公开了一种富钒渣生产富钒铁的方法，虽具有较高的钒收得率，但熔炼时间长，且钒铁中的钒含量仅10~18%。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种钒合金的制备方法，通过采用熔炼和精炼联合冶炼工艺，先进行熔炼，实现钒渣粗还原，然后进行精炼，并通过调控熔炼和精炼过程中的温度，能够充分回收钒渣中的钒，获得钒含量高且质量符合要求的钒合金。同时，该制备方法还具有生产过程无尾液，环境污染小，工艺流程短，操作简单易行，可降低钒渣传统湿法回收钒资源的生产成本等优点。

本发明的第二目的在于提供一种钒合金，该钒合金符合钒铁合金GB/T 4139-2012、氮化钒铁GB/T 30896-2014、钒铝铁中间合金YS/T 1079-2015及其他含铁钒合金的质量要求，且该钒合金中钒的含量较高。

本发明的第三目的在于提供一种钒合金的制备装置，通过联合采用熔炼装置和精炼装置进行熔炼和精炼，能够充分回收钒渣中的钒和铁；通过设置温度控制器实现了钒合金的精准控制，制备得到的钒合金满足质量要求，钒和铁回收率高。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种钒合金的制备方法，包括以下步骤：

（a）、将钒渣、造渣剂和还原剂混合均匀后进行熔炼，然后分离，得到粗合金；

（b）、将步骤（a）得到的所述粗合金、钒氧化物、还原剂和造渣剂混合后进行精炼，然后分离，得到钒合金；

在步骤（a）中，所述熔炼的温度为1450~1650℃；包括但不限于1470℃、1480℃、1500℃、1520℃、1540℃、1560℃、1580℃、1600℃、1620℃、1640℃中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值；

在步骤（b）中，所述精炼的温度为1450~1700℃，包括但不限于1470℃、1480℃、1500℃、1520℃、1540℃、1560℃、1580℃、1600℃、1620℃、1640℃、1660℃、1680℃、1690℃中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。