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釩是一種全球性稀缺資源和重要戰(zhàn)略金屬,具有眾多優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì),被廣泛應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)、航空航天工業(yè)、化學(xué)工業(yè)以及輕紡工業(yè)等領(lǐng)域。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,釩的應(yīng)用領(lǐng)域范圍不斷擴(kuò)大,一些釩下游髙端、高技術(shù)含量、深加工產(chǎn)品對釩氧化物尤其是五氧化二釩的品質(zhì)提出了更高要求。目前釩應(yīng)用領(lǐng)域蕞為重要的髙端產(chǎn)品包括航空航天級釩鋁合金、全釩液流電池、發(fā)光材料等方面,高純五氧化二釩主要應(yīng)用于:電池材料、釩鋁合金、釩催化劑、發(fā)光材料中。
偏釩酸銨制備方法制備
可由釩礦用濃鹽酸處理后,蒸去剩余的鹽酸,再加過量的氯化銨而制得。也可以將釩鐵粉與木炭粉按一定比例混合造粒進(jìn)行焙燒后,與液堿作用生成釩酸鈉,清液經(jīng)濃縮、過濾后,用鹽酸中和至pH7.5~8,過濾,濾液加熱到70~80℃,攪拌下加入氯化銨溶液,析出物經(jīng)離心分離、水洗、干燥,制得偏釩酸銨結(jié)晶。
取市售的偏釩酸銨加熱溶于稀氨水中直至飽和,每25g偏釩酸銨約需稀氨水500mL。在攪拌下往其中加入固體氯化銨,溶液中氯化銨的濃度約為10%,此時(shí)偏釩酸銨便幾乎完全沉淀出來。如此反復(fù)進(jìn)行數(shù)次再結(jié)晶,然后在0℃下冷卻。經(jīng)吸濾除水,用冰冷的少量稀氨水和純水充分洗滌,蕞后風(fēng)干。
碳化釩具有較高的硬度、熔點(diǎn)和高溫強(qiáng)度等過渡族金屬碳化物的一般特性,同時(shí)具有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性,因而在鋼鐵冶金、硬質(zhì)合金、電子產(chǎn)品、催化劑和高溫涂層材料等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。其中,碳化釩能提高鋼的耐磨性、耐蝕性、韌性、強(qiáng)度、延展性以及抗熱疲勞性等綜合性能,而且可以作為耐磨材料在不同切削和耐磨工具中使用。
另外,碳化釩還可作為晶?;騿为?dú)作為硬質(zhì)合金應(yīng)用于硬質(zhì)合金、金屬陶瓷領(lǐng)域,阻止硬質(zhì)合金晶粒在燒結(jié)過程中的長大,提高硬質(zhì)合金及金屬陶瓷的力學(xué)性能。同時(shí),因具有較高的活性、選擇性、穩(wěn)定性以及在烴類反應(yīng)中抵抗“催化劑”的能力,碳化釩作為一種新型催化劑也得到了廣泛應(yīng)用。
碳化釩具有較高的硬度、熔點(diǎn)和高溫強(qiáng)度等過渡族金屬碳化物的一般特性,隨著硬質(zhì)合金在高新技術(shù)裝備、科學(xué)技術(shù)和核能源方面的用途越來越廣泛,超細(xì)碳化釩粉末的制備及市場需求愈加迫切。CN200610021329將粉狀釩酸銨、碳質(zhì)還原劑、催化劑按一定配比溶于去離子水或蒸餾水中,加熱、干燥后得到含有釩、碳的前驅(qū)體粉末,在一定溫度和氣氛條件下在高溫反應(yīng)爐中碳化得到平均粒徑小于100nm、粒度分布均勻的碳化釩粉末,具有反應(yīng)溫度低、反應(yīng)時(shí)間短、生產(chǎn)成本低、工藝簡單等特點(diǎn)。CN201410785489將釩源、碳源和輔助劑按照一定比例配成的溶液揮發(fā)、濃縮、分解后得前驅(qū)體粉末,并將前驅(qū)體粉末于700~1300℃溫度范圍內(nèi)反應(yīng)一定時(shí)間得到分散性好、粒度小于50nm的碳化釩粉末,具有工藝簡單、成本低、易于產(chǎn)業(yè)化的特點(diǎn)。