[发明专利]一种钒钛铝合金的制备方法

说明书

本发明涉及冶金技术领域，公开了一种钒钛铝合金的制备方法。该方法包括：将四氯化钛精制尾渣焙烧熟料与钒氧化物、还原剂和造渣剂按比例混合均匀后置于冶炼炉中，采用电铝热还原法进行冶炼，冶炼结束后对炉体进行空冷，接着拆炉分离渣、金，得到钒钛铝合金饼和冶炼渣。本发明所述的方法能够提取四氯化钛精制尾渣中的大部分钒和钛，钒和钛的冶炼收率高，制备得到的钒钛铝合金产品不仅能够作为传统钢铁行业含钒中间合金，还可作为钛合金用高值化中间合金。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种钒钛铝合金的制备方法。

背景技术

攀西地区钒钛磁铁矿资源氯化工艺所得粗四氯化钛中具有较高的钒含量高，一般需要通过相关精制工艺除钒。所得除钒尾渣经蒸发浓缩进一步脱除和回收四氯化钛后，制备得到四氯化钛精制尾渣。该精制尾渣为TiCl4生产过程中典型固体废弃物，由于该尾渣中含有大量Cl元素，在其堆放过程中会逐渐释放出盐酸，严重污染环境，需对其进一步处理。

对于以四氯化钛精制尾渣为原料的综合利用方法主要是将其改性处理后作为一种提钒原料，中国专利CN108677035A(申请号：201811010162.8)提供了一种回转窑连续焙烧四氯化钛精制尾渣脱氯脱碳的方法，通过富氧焙烧后获得钒氧化率高、回收率高的脱氯尾渣。中国专利CN103911517A(申请号：201410135826.9)提供了一种利用TiCl₄精制尾渣生产含钒熟料的方法，通过对该原料水浸处理后与钠盐混合焙烧，得到水溶性含钒熟料可作为优质提钒原料，具有流程短、收率高的特点。中国专利CN110551907A(申请号：201910968734.1)公开了一种利用精制尾渣制备钒钛合金的方法，将铝作为自耗电极对精制尾渣进行电渣重熔制备钒钛合金，实现了钒和钛的综合回收。

但是没有以四氯化钛精制尾渣焙烧熟料作为优质含钒、钛原料，采用电铝热还原法制备钒钛铝合金的相关报道。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的没有以四氯化钛精制尾渣焙烧熟料作为优质含钒、钛原料，采用电铝热还原法制备钒钛铝合金的相关报道的问题，提供一种钒钛铝合金的制备方法，该方法将四氯化钛精制尾渣焙烧熟料作为优质含钒、钛原料，并与钒氧化物、还原剂和造渣剂按一定比例混合均匀后置于冶炼炉，采用电铝热还原法制备钒钛铝合金，该方法能够提取四氯化钛精制尾渣中的大部分钒和钛，得到的钒钛铝合金产品不仅能够作为传统钢铁行业含钒中间合金，还可以作为钛合金用高值化中间合金。

为了实现上述目的，本发明提供了一种钒钛铝合金的制备方法，该方法包括：将四氯化钛精制尾渣焙烧熟料与钒氧化物、还原剂和造渣剂按比例混合均匀后置于冶炼炉中，采用电铝热还原法进行冶炼，冶炼结束后对炉体进行空冷，接着拆炉分离渣、金，得到钒钛铝合金饼和冶炼渣，

其中，四氯化钛精制尾渣焙烧熟料的化学组成为：TV≥20重量％，15重量％≤Ti≤30重量％，Fe≤0.5重量％，Al≤1.0重量％，Si≤0.5重量％、C≤0.1重量％，Cl≤0.1重量％，其他金属杂质≤0.5重量％；

四氯化钛精制尾渣焙烧熟料、钒氧化物、还原剂和造渣剂的重量比为100:50-250:100-155:20-25。

优选地，所述钒氧化物为五氧化二钒，且五氧化二钒的纯度≥98.5％。

优选地，所述还原剂为金属铝粒，且金属铝粒的纯度≥98.5％。

优选地，所述造渣剂为活性石灰，且活性石灰的有效成分≥80％。

优选地，所述焙烧熟料和所述钒氧化物的重量比为2:1-4。

优选地，冶炼反应的具体过程为：石墨电极给电后促发电铝热反应，待物料形成完全熔池后持续通电至反应完全，同时还原产物充分沉降，冶炼结束。

优选地，单位合金给电功率为300-600kVA/t。