一种高效分离多钒酸铵浆料并制备高氮钒基合金的方法与流程

本发明属于钒冶金领域，特别涉及一种高效分离多钒酸铵浆料并制备高氮钒基合金的方法。

背景技术：

1、高氮钒基合金是一种新型合金添加剂，可用于微合金化钢的生产。钒可以增加钢的强度和韧性，是钢中重要的微合金元素。钢中加入0.1%的钒，可提高强度10%到20%，减重15%到25%。钒氮共同加入可进一步促进钒的细化晶粒和沉淀强化作用，节约钒加入量30%到40%；且合金钢达到同样强度所需的高氮钒基合金中的钒含量小于钒铁合金中的钒含量，因此，相对于钒铁，高氮钒基合金节约了钒资源，降低了合金钢生产成本，受到钢铁冶炼企业的广泛青睐。

2、目前生产钒基合金的方法大多采用三氧化二钒与石墨进行前期的混配料，生产过程中存在混料不均匀的问题，导致钒基合金成品率降低，且在混料过程中粉尘危害严重，生产环境差。因此，需要开发一种新的方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种高效分离多钒酸铵浆料并制备高氮钒基合金的方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种高效分离多钒酸铵浆料并制备高氮钒基合金的方法，包括以下步骤：

4、（1）加碳沉钒：根据含钒溶液的浓度和体积，按比例加入铵盐，并加酸调节ph为1.5～2.5，然后按照钒与碳的摩尔比为1∶4.8～5.3加入活性炭，90～120℃下反应，反应时间≤2h，得到沉钒后的钒酸铵浆料；

5、（2）过滤：将沉钒后的钒酸铵浆料进行过滤、洗涤，得到钒酸铵-活性炭结合体滤饼；

6、（3）压球、烘干：将钒酸铵-活性炭结合体滤饼输送至压球机进行压球，并烘干；

7、（4）渗氮：将烘干后的料球送至推板窑内，对生料球进行还原氮化处理，得到高氮钒基合金成品。

8、进一步地，本发明步骤（1）所述含钒溶液浓度为20～35g/l。

9、进一步地，本发明步骤（1）所述铵盐为硫酸铵、氯化铵，其加入量按照加铵系数0.5～1.5加入，且30分钟内加完。

10、进一步地，本发明步骤（1）所述加酸调节ph时间不超过30min。

11、进一步地，本发明步骤（2）所述过滤采用立式压滤机压滤，所述洗涤采用60～90℃热水洗涤。

12、进一步地，本发明步骤（3）所述压球机的压力为15～20mpa，所述烘干温度为100-250℃，烘干时间20-24小时。

13、进一步地，本发明步骤（4）所述推板窑内的温度分布为200～1700℃，氮气压力为0.6～1.0mpa。

14、本发明技术方案的发明原理及其有益技术效果在于：

15、本发明在沉钒过程中加入活性炭，利用其表面极高的比表面积和丰富的空隙结构特点，使多钒酸铵附着在活性炭上，得到多钒酸铵与活性炭混合均匀的大粒径结合体；对结合体进行压球烘干，经过高温氮化制得高氮钒基合金。

16、本发明利用活性炭良好的吸附性能，使小颗粒多钒酸铵均匀的附着在活性炭上，沉淀快，易过滤，损失少，提升了多钒酸铵浆料分离速率和多钒酸铵收率，且达到了钒与碳均匀混合的目的。

17、以多钒酸铵和活性炭结合体为原料制备高氮型钒基合金，避免了传统工艺中钒酸铵煅烧脱氨、氧化钒混入碳粉等工序，缩短了整体耗时；在高温氮化过程中，多钒酸铵中的铵根离子分解为氮气从料球内部渗出，结合炉窑的氮气氛围，内外结合双向渗氮，缩短渗氮时间，强化渗氮效果，提高合金中n/v比，缩短氮化时间。

18、本发明方法有利于提高多钒酸铵浆料分离速率和钒基合金中氮含量，缩短制备流程，降低能耗，易于实施产业化生产。

技术特征：

1.一种高效分离多钒酸铵浆料并制备高氮钒基合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高效分离多钒酸铵浆料并制备高氮钒基合金的方法，其特征在于，步骤（1）所述含钒溶液的浓度为20～35g/l。

3.根据权利要求1所述的一种高效分离多钒酸铵浆料并制备高氮钒基合金的方法，其特征在于，步骤（1）所述铵盐为硫酸铵、氯化铵，其加入量按照加铵系数0.5～1.5加入，且30分钟内加完。

4.根据权利要求1所述的一种高效分离多钒酸铵浆料并制备高氮钒基合金的方法，其特征在于，步骤（1）所述加酸调节ph时间不超过30min。

5.根据权利要求1所述的一种高效分离多钒酸铵浆料并制备高氮钒基合金的方法，其特征在于，步骤（2）所述过滤采用立式压滤机压滤，所述洗涤采用60～90℃热水洗涤。

6.根据权利要求1所述的一种高效分离多钒酸铵浆料并制备高氮钒基合金的方法，其特征在于，步骤（3）所述压球机的压力为15～20mpa，所述烘干温度为100-250℃，烘干时间20-24小时。

7.根据权利要求1所述的一种高效分离多钒酸铵浆料并制备高氮钒基合金的方法，其特征在于，步骤（4）所述推板窑内的温度分布为200～1700℃，所述氮气压力为0.6～1.0mpa。

技术总结本发明公开一种高效分离多钒酸铵浆料并制备高氮钒基合金的方法，具体如下：根据含钒溶液的浓度和体积，按比例加入铵盐，并加酸调节pH为1.5～2.5，然后按照钒与碳的摩尔比为1∶4.8～5.3加入活性炭，90～120℃下反应，反应时间≤2h，得到沉钒后的钒酸铵浆料；将沉钒后的钒酸铵浆料依次进行过滤、压球、烘干处理，然后将烘干后的料球送至推板窑内，对生料球进行还原氮化处理，得到高氮钒基合金成品。本发明方法有利于提高多钒酸铵浆料分离速率和钒基合金中氮含量，缩短制备流程，降低能耗，易于实现产业化生产。技术研发人员：李兰杰,张彩东,杨建旺,田志强,祁健,易亮亮,赵素兴,赵建琦受保护的技术使用者：河北河钢材料技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29