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偏釩酸銨的性質(zhì)
偏釩酸銨(NH4VO3)為白色結(jié)晶體,既是一種獨(dú)立的產(chǎn)品,也是制造五氧化二釩的上一道工序的中間產(chǎn)品,其性質(zhì)與五氧化二釩相似,其生產(chǎn)也需要辦理安全生產(chǎn)許可證。
釩鐵的性質(zhì)
工業(yè)上使用的釩,主要是元素釩。五氧化二釩(V2O5)中,釩的原子量?jī)H占56%,其余為氧原子量。所以冶金上的添加劑不是直接采用V2O5,而是使用釩鐵(FeV)。V2O5經(jīng)過(guò)加工,脫去V2O5中的氧原子,就可以生產(chǎn)釩鐵。在FeV中,
釩在合金中的應(yīng)用
釩和鈦組成重要的金屬合金Ti-6A1-4 V、用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、宇航船艙骨架、、軍艦的水翼和引進(jìn)器、蒸汽渦輪機(jī)葉片、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼等。此外,釩合金還應(yīng)用于磁性材料、硬質(zhì)合金、超導(dǎo)材料(如V3Ga)及核反應(yīng)堆材料等領(lǐng)域。
釩在電池中是以釩的氧化物形式作正極,如把V2O5和V6O13用作鋰電池的正極。釩電池的優(yōu)點(diǎn)是可在常溫下安全使用,電解液和電池使用壽命均長(zhǎng),制造成本低。日本電池用V2O5的消費(fèi)量約為5000t/a,約占世界V2O5總消費(fèi)量的10%。
此外,在美國(guó)、澳大利亞和我國(guó)的攀鋼、承鋼也在研究釩在蓄電池中的應(yīng)用,如果未來(lái)釩電池能夠推廣,將是釩金屬的另一個(gè)需求增長(zhǎng)極。
五氧化二釩生產(chǎn)按冶煉方法不同可分為火法與濕法冶金:
火法冶金:將含釩鈦磁鐵礦經(jīng)過(guò)火法冶金處理后得到含釩鐵水,再?gòu)蔫F水氧化出釩渣,使釩得到富集后再使用。此種方法稱之為火法提釩。
釩鈦磁鐵礦冶煉含釩鐵水的方法
(1)高爐法:主要流程是用釩鈦磁鐵礦的燒結(jié)礦,在高爐中冶煉出含釩鐵水,使用這種方法的有俄羅斯、中國(guó)。
(2)電爐法:先將釩鈦磁鐵礦預(yù)還原為金屬化球團(tuán),再在電爐內(nèi)冶煉出含釩鐵水,使用這種方法的國(guó)家有南非、新西蘭。
目前石煤提釩工業(yè)化工藝路線主要有酸浸萃取工藝和酸浸離子交換工藝兩種,酸浸萃取工藝是將含釩石煤礦石經(jīng)粗碎、細(xì)碎、篩分研磨后直接采用高溫高濃酸長(zhǎng)時(shí)間浸出,然后采用P204萃取,用99.9%的硫酸反萃,萃取率可達(dá)97%-98%。然而,萃取工藝對(duì)設(shè)備防腐要求較高,系統(tǒng)規(guī)模較大,設(shè)備投資高;且萃取系統(tǒng)的引入,會(huì)使企業(yè)面臨更多安全環(huán)保壓力;系統(tǒng)運(yùn)行酸耗高,沉釩過(guò)程會(huì)形成大量銨鹽,給廢水處理帶來(lái)壓力。酸浸離子交換工藝則是采用焙燒、酸浸的方式,將礦石中的釩轉(zhuǎn)化為水溶性含釩離子,再根據(jù)不同的離子形態(tài),選擇合適的離子交換樹(shù)脂將溶液體系中的釩選擇換出來(lái)。濃度為98%的硫酸相對(duì)密度為,92%硫酸的凝固點(diǎn)為℃,93%硫酸凝固點(diǎn)為℃,98%硫酸的凝固點(diǎn)為℃。