專利名稱：粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于釩的氧化物技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種在工業(yè)上制取粒狀釩氧化物的方法。
釩氧化物的主要用途是冶煉釩鐵，尤其是粒狀的釩氧化物特別適合于釩鐵冶煉工藝的要求。因此，在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)低能耗高效率地制取粒狀釩氧化物具有重要實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
在現(xiàn)有技術(shù)中制取釩氧化物的方法錦州鐵合金廠在《釩鐵生產(chǎn)工藝》文獻(xiàn)中介紹了制取五氧化二釩的生產(chǎn)方法是以多釩酸銨為原料，在重油加熱的反射爐中加熱至1000℃左右進(jìn)行脫水、脫氨、熔化處理得到熔融狀的V2O5，然后送?；_冷卻制成片狀的V2O5。該方法目前為國內(nèi)普遍采用。
Л.А.Смпнов等在《ПроизВодствоииспопьэоВание ВанадиеВцхшпако?！肺墨I(xiàn)中介紹了與我國相同的制取片狀五氧化二釩的設(shè)備和方法，反射爐溫度控制在900～1100℃。
上述制取五氧化二釩方法的缺點(diǎn)是加熱溫度高，熔化周期長，能耗高；由于五氧化二釩飛揚(yáng)及蒸發(fā)損失，釩收得率低，且片狀的五氧化二釩用于冶煉釩鐵時(shí)消耗的還原劑量大。
在“J.S.Afr.Min.Metal,(1968),№9,p385～396”等資料中介紹了南非海威爾德鋼釩公司用偏釩酸銨為原料，先在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)加熱至450℃以上進(jìn)行脫水、脫氨制得粉末狀五氧化二釩，然后在硅碳棒加熱的外熱式電爐里將粉末狀五氧化二釩熔化，最后注入到旋轉(zhuǎn)的水冷鋼輪中制成片狀無氧化二釩。
《鋼鐵釩鈦》1982,№1等資料中介紹了原西德GFE公司采用多釩酸銨在天然氣間接加熱的回轉(zhuǎn)筒內(nèi)以500℃左右脫水、脫氨，先制得粉狀五氧化二釩，然后在三相電弧爐內(nèi)熔化，用?；_制成片狀五氧化二釩。
上述的兩步法或三步法制取片狀五氧化二釩方法的缺點(diǎn)是能耗高、工藝流程煩瑣。
庫拉也夫等在專利SU-1084327中提出的制作熔融的粒狀五氧化二釩的方法是首先將釩酸銨原料制成10mm--25mm的顆粒，然后在500--650℃下熱分解，得到熔融的粒狀五氧化二釩。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可降低能耗，缺點(diǎn)是先要將釩酸銨制粒。
據(jù)考察，國外有個(gè)別企業(yè)以多釩酸銨為原料，利用天然氣、氫氣或氨氣作還原劑，在耐熱耐壓的高鎳不銹鋼容器中，在600--1000℃還原得到低價(jià)態(tài)釩的氧化物。此方法的缺點(diǎn)是還原溫度高，還原設(shè)備制造成本高，還原氣體純度要求較高、耗量大，還原氣體來源受到一定程度限制。
本發(fā)明的目的是，提供一種以粉狀釩酸銨為原料，用工業(yè)氮?dú)饣蚨趸細(xì)怏w或工業(yè)煤氣作還原劑來生產(chǎn)粒狀釩氧化物的方法。該方法不僅可以大大降低還原溫度，縮短還原時(shí)間，而且生產(chǎn)工藝簡單，設(shè)備制造成本低。
針對上述發(fā)明目的，提出如下技術(shù)解決方案粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，是把粉末狀釩酸銨連續(xù)地加入到外熱式容器中，通入保護(hù)氣體，加熱釩酸銨至一定溫度區(qū)域內(nèi)停留一段時(shí)間，使其分解并生成低價(jià)態(tài)釩的氧化物，其特征在于(1)通入的保護(hù)氣體可根據(jù)氧化物要求選擇工業(yè)氮?dú)饣蚨趸細(xì)怏w或工業(yè)煤氣；(2)爐料加熱溫度為500～800℃，爐內(nèi)停留時(shí)間15～40分鐘，爐料冷卻到90～100℃后出爐。
進(jìn)一步地，如上所述的粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，所使用的爐料釩酸銨為工業(yè)生產(chǎn)的粉狀多釩酸銨或粉狀偏釩酸銨或二者的混合料。
進(jìn)一步地，如上所述的粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，所述的作保護(hù)氣體用的煤氣，可以是高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、發(fā)生爐煤氣或它們的混合氣體。
進(jìn)一步地，如上所述的粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，所述的爐料冷卻方法是根據(jù)釩氧化物釩價(jià)態(tài)的要求，可在空氣中或隔絕空氣條件下自然冷卻。
進(jìn)一步地，如上所述粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，所述的冷卻方法還可以是待爐料出爐后用水冷卻。
進(jìn)一步地，如上所述的粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，所述的外熱式容器可以是采用普通鋼材質(zhì)制成的加熱爐。
更進(jìn)一步地，如上所述的粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，所述的加熱爐最好是旋轉(zhuǎn)式加熱爐。
進(jìn)一步地，如上所述的粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，使用該方法制得的成品為低價(jià)態(tài)釩的粒狀釩氧化物，其粒度為5～20mm，其組成包括V2O4、V2O3和少量V2O5。
更進(jìn)一步地，如上所述的粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，使用該方法制得的粒狀釩氧化物組成為(重量％)V2O470～99.5,V2O310～20,V2O55～10。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn)1、工藝簡單，僅用簡單的外熱式旋轉(zhuǎn)加熱設(shè)備即可制得粒狀的釩氧化物，省去了專門的熔化爐和制粒設(shè)備；2、采用工業(yè)氮?dú)饣蚨趸細(xì)怏w或工業(yè)煤氣作為保護(hù)氣體，在低溫常壓條件下，實(shí)現(xiàn)了快速分解及還原反應(yīng)，提高了生產(chǎn)效率，降低了能耗，更適合于工業(yè)上大批量生產(chǎn)；3、對制作還原加熱設(shè)備的材質(zhì)要求低，顯著降低了設(shè)備制造成本；4、還原用的工業(yè)氮?dú)饣蚨趸細(xì)怏w或工業(yè)煤氣在一般冶金工廠容易獲取，且可以不作任何提純處理即可直接使用。
現(xiàn)通過實(shí)施例對本發(fā)明的具體技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述實(shí)施例1將粉末狀的工業(yè)生產(chǎn)的多釩酸銨或偏釩酸銨通過管道連續(xù)地加入外熱式普通鋼質(zhì)制造的旋轉(zhuǎn)加熱爐內(nèi)，同時(shí)通過管道將工業(yè)氮?dú)饣蚨趸細(xì)怏w通入爐內(nèi)，控制加熱爐升溫至500～800℃，讓爐料在此溫度區(qū)域加熱15～40分鐘，使其分解還原，待爐料在空氣中或隔絕空氣條件下自然冷卻至90～100℃出爐，即可得到以四氧化二釩為主的低價(jià)態(tài)釩的粒狀釩氧化物，其組成為(重量％)V2O470～99.5,V2O310～20,V2O55～10。
實(shí)施例2將粉末狀的工業(yè)生產(chǎn)的多釩酸銨或偏釩酸銨通過管道連續(xù)地加入外熱式普通鋼質(zhì)制的旋轉(zhuǎn)加熱爐內(nèi)，同時(shí)通過管道將高爐煤氣或焦?fàn)t煤氣或轉(zhuǎn)爐煤氣通入爐內(nèi)，控制加熱爐升溫至500～800℃，讓爐料在此溫度區(qū)域加熱15～40分鐘，使其分解還原，待爐料在空氣中或隔絕空氣條件下自然冷卻至90～100℃出爐，即可得到以四氧化二釩為主的低價(jià)態(tài)釩的粒狀釩氧化物，其組成為(重量％)V2O470～99.5,V2O310～20,V2O55～10。
實(shí)施例3將粉末狀的工業(yè)生產(chǎn)的多釩酸銨或偏釩酸銨通過管道連續(xù)地加入外熱式普通鋼質(zhì)制的旋轉(zhuǎn)加熱爐內(nèi)，同時(shí)通過管道將工業(yè)氮?dú)饣蚨趸細(xì)怏w通入爐內(nèi)，控制加熱爐升溫至500～800℃，讓爐料在此溫度區(qū)域加熱15～40分鐘，使其分解還原，待爐料出爐后用水冷卻即可得到以四氧化二釩為主的低價(jià)態(tài)釩的粒狀釩氧化物，其組成為(重量％)V2O470～99.5,V2O310～20,V2O55～10。
實(shí)施例4將粉末狀的工業(yè)生產(chǎn)的多釩酸銨或偏釩酸銨通過管道連續(xù)地加入外熱式普通鋼質(zhì)制的旋轉(zhuǎn)加熱爐內(nèi)，同時(shí)通過管道將高爐煤氣或焦?fàn)t煤氣或轉(zhuǎn)爐煤氣通入爐內(nèi)，控制加熱爐升溫至500～800℃，讓爐料在此溫度區(qū)域加熱15～40分鐘，使其分解還原，待爐料出爐后用水冷卻即可得到以四氧化二釩為主的低價(jià)態(tài)釩的粒狀釩氧化物，其組成為(重量％)V2O470～99.5,V2O310～20,V2O55～10。
權(quán)利要求
1.粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，是把粉末狀釩酸銨連續(xù)地加入到外熱式容器中，通入保護(hù)氣體，加熱釩酸銨至一定溫度區(qū)域內(nèi)停留一段時(shí)間，使其分解并生成低價(jià)態(tài)釩的氧化物，其特征在于(1)通入的保護(hù)氣體可根據(jù)低價(jià)態(tài)釩的氧化物要求選擇工業(yè)氮?dú)饣蚨趸細(xì)怏w或工業(yè)煤氣；(2)爐料加熱溫度為500～800℃，爐內(nèi)停留時(shí)間為15～40分鐘，爐料冷卻到90～100℃后出爐。
2.如權(quán)利要求1所述的粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，其特征在于所使用的爐料釩酸銨為工業(yè)生產(chǎn)的粉狀多釩酸銨或粉狀偏釩酸銨或二者的混合料。
3.如權(quán)利要求1所述的粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的作保護(hù)氣體用的煤氣，可以是高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、發(fā)生爐煤氣或它們的混合氣體。
4.如權(quán)利要求1,2或3所述的粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的爐料冷卻方法是根據(jù)釩氧化物釩價(jià)態(tài)的要求，可在空氣中或隔絕空氣條件下自然冷卻。
5.如權(quán)利要求1,2或3所述的粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的冷卻方法還可以是待爐料出爐后用水冷卻。
6.如權(quán)利要求1所述的粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的外熱式容器可以是采用普通鋼材質(zhì)制成的加熱爐。
7.如權(quán)利要求6所述的粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的加熱爐最好是旋轉(zhuǎn)式加熱爐。
8.如權(quán)利要求1或6所述的粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，其特征在于使用該方法制得的成品為低價(jià)態(tài)釩的粒狀釩氧化物，其粒度為5～20mm，其組成包括V2O4、V2O3、V2O5。
9.如權(quán)利要求8所述的粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法，其特征在于使用該方法制得的粒狀釩氧化物組成為(重量％)V2O470～99.5,V2O310～20,V2O55～10。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種粒狀釩氧化物的生產(chǎn)方法,是把粉末狀的釩酸銨連續(xù)地加入外熱式容器中,通入保護(hù)氣體,加熱至一定溫度,使?fàn)t料發(fā)生脫氨反應(yīng)而分解為低價(jià)態(tài)釩的氧化物。釩氧化物呈粒狀,可用來冶煉釩鐵等合金。與傳統(tǒng)的片狀五氧化二釩的生產(chǎn)方法相比,該方法的優(yōu)點(diǎn)是:大大簡化了釩氧化物的生產(chǎn)工藝,降低了能耗,提高了釩收率,以及降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號C01G31/00GK1228389SQ9811189
公開日1999年9月15日 申請日期1998年3月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月11日
發(fā)明者周家琮, 陳厚生, 夏清榮, 孫朝暉, 汪玉濤, 羅冬梅, 潘平, 楊仰軍 申請人:樊枝花鋼鐵(集團(tuán))公司鋼鐵研究院