logo
Лекции по МРМ

2.4.18.4. Получение металлического ванадия

Способ получения зависит от требований к чистоте металла. Основные методы сводятся к следующим:

1) В чистом виде ванадий, как и другие тугоплавкие металлы (титан, цирконий, ниобий), получают термической диссоциацией иодида ванадия.

2) Наиболее распространены кальциетермический и алюминотермический методы восстановления V2O5:

V2O5 + 5 Ca = 2 V+5 CaO + 1460 кДж (2.114)

Реакция (2.114) экзотермична; выделяющегося тепла достаточно для расплавления образующегося ванадия, который собирается в крупные корольки. Реакцию проводят в герметичной стальной бомбе в тигле из магнезита. Чистота металла 99,5 %, что обеспечивает легкую прокатку на холоду в фольгу толщиной 0,08 мм.

Недостатки металлотермического метода: 1) большой расход восстановителя; 2) высокие требования к чистоте исходных материалов и футеровке бомбы; 3) ограниченная возможность понижения содержания кислорода в металле; 4) степень извлечения ванадия 50 - 84 %; 5) взрывоопасность, малая производительность и периодичность процесса.

3) Перспективный способ получения ванадия карботермическим методом - восстановление оксида ванадия углеродом в вакууме при 1250 - 1700 °С. Использование химически чистых исходных материалов, особенно по нелетучим компонентам, обеспечивает получение спектрально чистого металла. Высокий вакуум и непрерывное удаление газов из зоны реакции обеспечивают низкое содержание примесей в ванадии. Достоинства карботермического метода - дешевый восстановитель, раскисляющая способность которого в высоком вакууме превышает раскисляющую способность кальция и магния, возможность непрерывного контроля и корректирования процесса на любой стадии, высокая производительность и степень извлечения.

4) Известны способы восстановления ванадия из VCl5, VCl4 магнием, натрием, калием, кальцием, цинком и водородом.

Существуют способы рафинирования ванадия. К ним относятся: переплавка в вакууме, переплавка электроннолучевая, вакуумно - электронно-лучевая зонная плавка, электрорафинирование (анод - ванадий кусковой, катод – молибденовый стержень, электролит – расплав 51 % KCl, 41 % LiCl, 8 % VCl,, температура процесса 620 оС, проводят его в атмосфере инертного газа), иодидное рафинирование.