金属钒制取和用途

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金属钒制取和用途

金属钒制取(preparation of vanaciilam metal) 用金属或碳将钒氧化物还原成金属钒的过程，为钒冶金流程的重要组成部分。主要有钙热还原、真空碳热还原、氯化物镁热还原和铝热还原四种方法。钙热还原一种工业规模生产金

属钒的方法。以V2O5 或V2O3 为原料，金属钙屑为还原剂。钙用量为理论量

的60%。钙屑和V2O5 或V2O3 混合后，加入到放置在用惰性气体清洗过的钢

质反应罐的氧化镁坩埚(朴昌林)中，再加碘(也可用硫)作发热剂，碘加入量按生

成1mol 钒添加0.2mol 碘计量，充氩气密封后，用高频感应器加热，温度达

973K 时便开始反应：V2O5+5Ca≈ 2V+5CaO+1620.07kJ V2O3+3Ca≈ 2V+3CaO+683.24kJ 因系放热反应，反应开始后便停止加热。停止加热后温度会自动上升到2173K。生成的塑性金属钒块或钒粒用水洗

去附着物，钒收率约74%。若在炉料中加铝时，钒收率可提高到82%～

97.5%，但因钒含铝高而变脆。真空碳热还原将V2O5 粉与高纯碳粉混合

均匀，加10%樟脑乙醚溶液或酒精，压块后放入真空碳阻炉或感应炉内。炉内

真空压力到6.66 乘以10-1Pa 后，升温至1573K，保温2h。冷却后将反应产物

破碎。根据第一次还原产物的组分再配入适量碳化钒或氧化钒进行二次还原。

二次还原炉内的真空压力为2.66 乘以10-2Pa，温度控制在1973～2023K 之

间，并保温一段时间。真空碳还原法所得金属钒的成分(质量分数m/%)为：钒99.5，氧0.05，氮0.01，碳0.1。

钒收率可达98%～99%。镁热还原金属镁的纯度高，价格比钙低，反应生

成的氯化镁比氯化钙易挥发，所以用镁还原比用钙还原更为合理。其还原过程

如下：(1)用含钒80%的钒铁氯化制取粗四氯化钒;(2)用蒸馏法脱除粗四氧化钒

中的三氯化铁;(3)在圆柱形镁回流器中将四氯化钒转化为VCl3;(4)用蒸馏法去除