[发明专利]一种颗粒状钒氧化物及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钒氧化物颗粒。本发明还涉及该钒氧化物颗粒的生产方法。

背景技术

钒铝合金冶炼中，一般采用铝作为还原剂，利用铝热反应还原钒的氧化物生产不同钒含量的钒铝合金，实际使用的钒氧化物一般为片状或粉末状五氧化二钒。由于这两种原料中五价钒含量大于98％，含氧量高，消耗的还原剂铝的量较大，提高了生产成本，并且导致铝热反应过程非常剧烈，放热量极大。通常情况下为了降低铝的用量并控制反应的放热量，还要加入部分三氧化二钒作为冷却剂，工艺繁琐。粉末状的五氧化二钒及三氧化二钒在铝热反应过程中会随反应产生的热气流流失，造成钒的收得率降低，提高生产成本。因此，在钒铝合金生产中使用合适钒价态的颗粒状钒氧化物可以减少还原剂用量，提高钒收得率，并保证合适的反应温度，有利于降低生产成本，提高产品质量。

目前，应用于冶金领域的颗粒状的钒氧化物主要为一种片状五氧化二钒，国内外普遍采用的生产方法为：首先将多钒酸铵或偏钒酸铵加热脱氨后制得粉状五氧化二钒，再将五氧化二钒加热熔化成液体，将液体倾倒至旋转的钢轮盘或粒化台冷却，得到片状五氧化二钒。五氧化二钒在熔融过程中耗能高，蒸发损失大。由于熔融的五氧化二钒具有极强的氧化性，熔炼设备被严重腐蚀而进入产品中，导致片钒的杂质含量很难控制。产品中钒平均价态较高（>4.95），且无法控制。

前苏联专利SU-1084327中提出了一种制造粒状五氧化二钒的方法：先将偏钒酸铵造粒，粒径10～25mm，再进行烧结，温度550～600℃，产品五价钒含量>98％。

攀枝花钢铁（集团）公司钢铁研究院在专利申请公开说明书98111891.7中提出了一种粒状钒氧化物的生产方法：将粉末状钒酸铵连续加入外热容器中，通入保护气体，加热至500～800℃，使原料脱氨并熔融形成粒状。其产品组成为（重量％）：四氧化二钒70～99.5％，三氧化二钒10～20％，五氧化二钒5～10％。该工艺产品中钒平均价态很低（<4.1），不利于铝热反应进行。且产品中钒平均价态不可控制。

以上生产方法产品纯度不高，产品钒平均价态不可控。

发明内容

本发明的目的是提供一种颗粒状钒氧化物及其生产方法。

本发明的技术解决方案：

一种钒氧化物颗粒，粒度1～50mm，钒平均价态4.5～4.85，颗粒抗压强度>50N。

上述钒氧化物颗粒的连续化的生产方法，通过混料、成型，制成前驱体颗粒，经过控制气氛烧结，从而得到一种具有一定强度的且钒平均价态可控的钒氧化物颗粒。

其生产方法：如图1所示，将五氧化二钒或其他钒氧化物与偏钒酸铵或多(聚)钒酸铵，按照重量比1∶5～10∶1加入，加入0.0-10％的粘结剂，0.0％-1％的脱模剂，于混料机中混合10-60min；以造粒机将混合粉末造成一定形状的前驱体颗粒；将前驱体颗粒加入到加热炉内，通过向炉内通入一定流量的特定气体控制炉内气氛，加热温度为500-950℃，加热时间为10-120min；在保护气氛下，使用下料系统使产品流入到容器中冷却至室温。使用尾气处理装置将尾气中的粉尘吸收。

上述的粘结剂为糊精、淀粉、水中的一种或几种。

上述的脱模剂为滑石粉、硬脂酸镁、石墨粉中的一种或几种。

上述的粒状钒氧化物颗粒生产方法，所述的造粒机可以是圆盘造粒机、对辊造粒机、双螺旋挤压造粒机。

上述的粒状钒氧化物颗粒的生产方法，所述的加热炉是气体密封的回转窑。

上述的粒状钒氧化物颗粒的生产方法，所述的回转窑加热方式是电外加热或燃气外加热式。

上述的粒状钒氧化物颗粒的生产方法，所述的通入炉内的特定气体是空气、氧气、氮气煤气、石油液化气、氢气、天然气、氨气的一种或几种的混合气。

上述的粒状钒氧化物颗粒的生产方法，通过调整原料中钒氧化物与含钒铵盐的比例，控制物料在加热过程中放出氨气与五价钒的比例，配合控制通入炉内气体的种类、配比及流量，控制加热温度，控制物料在炉内停留时间，从而控制物料在炉内氧化还原反应程度，达到控制产品中钒平均价态的目的，产品中钒平均价态控制精度为：目标价态±0.05。

本发明的优点为：

1钒平均价态为4.5～4.85的钒氧化物颗粒，杂质总含量<0.15％，具有一定抗压强度，适用于钒铝等高端含钒合金及中间合金冶炼生产，反应放热可控，不必添加三氧化二钒粉末，简化冶炼生产过程，提高钒收得率。