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釩渣溶液中的一個(gè)重要成分是偏釩酸鈉。釩酸鈉有多種,按釩酸鈉中氧化鈉和五氧化二釩的比例不同而不同:4Na2O V2O5(4∶1),3Na2O V2O5(32O V2O5(摩爾比為2∶1 25(3∶2),5Na2O 4V2O5),2V2O5(摩爾比為1∶1)等。,3∶1的釩酸鹽為正釩酸鹽Na3VO4;摩爾比為2∶1的釩酸鹽為焦釩酸鹽Na4V2O7;摩爾比為1∶1的釩酸鹽為偏釩酸鹽NaVO3。正釩酸鹽溶于水中電離成Na和正釩酸根VO4,水溶液的pH值大約為12。隨著電解的進(jìn)行,水溶液pH值下降。受氯堿工業(yè)離子交換膜電解法的啟發(fā),筆者提出用離子交換膜電解法來中和釩渣中的堿,至溶液pH值達(dá)到一定程度沉淀出氧化鋁,規(guī)方法回收濾液中的釩。
從含釩鐵水中吹煉釩渣
將含釩鐵水在轉(zhuǎn)爐(中國(guó)、俄羅斯)、搖包(南非)或鐵水包(新西蘭)內(nèi)、通入氧化性氣體(氧氣、空氣),使鐵水中的釩氧化出來,得到釩渣。釩渣作為提取的原料。
火法提釩的工藝流程:
此方法的優(yōu)點(diǎn):釩渣作為提取原料含釩高,處理量少;可回收鐵;焙燒溫度低(800℃)左右,提取V2O5時(shí)動(dòng)力、輔助原材料消耗少。
國(guó)內(nèi)每年消費(fèi)各種釩原料約2860噸(按金屬釩計(jì))。其中,90%用于鋼鐵工業(yè),其余10%用于催化劑、鈦釩合金、顏料等領(lǐng)域。在鋼鐵工業(yè)中有1500噸左右用于特殊鋼冶煉,1100噸左右用于普通鋼鐵廠中冶煉高強(qiáng)低合金鋼。近年來,建筑含釩鋼筋用釩明顯上升。除攀鋼使用FeV80外,其他中國(guó)鋼鐵廠都以FeV50或其它形式使用釩。金屬元素種類高達(dá)八十余種,性質(zhì)相似,主要表現(xiàn)為還原性,有光澤,導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性良好,質(zhì)硬,有延展性,常溫下一般是固體(除:在常溫下為銀白色液體,俗稱“”),元素的金屬性是指元素的原子失電子的能力。
中國(guó)釩的生產(chǎn)已處于世界前列,但釩的應(yīng)用范圍、規(guī)模和水平卻并不先進(jìn),與產(chǎn)釩大國(guó)的地位很不相稱。擴(kuò)大低合金鋼的應(yīng)用是鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí)、體現(xiàn)鋼鐵工業(yè)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此,大力推廣包括含釩鋼在內(nèi)的低合金鋼、是中國(guó)從鋼鐵大國(guó)向鋼鐵強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的重要任務(wù)之一。釩在溶液中的聚合狀態(tài)不僅與溶液的酸度有關(guān),而且也與其濃度關(guān)系密切。
釩是銀白色略帶藍(lán)色的金屬,具延展性;含有氧、氮、氫時(shí)則變脆、硬;是電的不良導(dǎo)體;從含釩鐵水中吹煉釩渣將含釩鐵水在轉(zhuǎn)爐(中國(guó)、俄羅斯)、搖包(南非)或鐵水包(新西蘭)內(nèi)、通入氧化性氣體(氧氣、空氣),使鐵水中的釩氧化出來,得到釩渣。熔點(diǎn)高(1926℃),沸點(diǎn)3000℃。釩在較高的溫度下與原子量較小的非金屬形成穩(wěn)定的化合物;在低溫下有良好的耐腐性。釩進(jìn)入合金后可增強(qiáng)合金的強(qiáng)度,降低熱膨脹系數(shù)。
釩廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、機(jī)械工業(yè)和電子工業(yè)等許多領(lǐng)域。