冰晶石熔盐体系电解制备金属钒的研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文冰晶石熔盐体系电解制备金属钒的研究作者姓名：于恒渊指导教师：韩庆教授东北大学材料与冶金学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：化学工程论文提交日期：2014年6月论文答辩日期：2014年6月学位授予日期：2014年7月答辩委员会主席：王兆文教授评阅人：石忠宁教授钟名尉叙援东北大学2014年6月万方数据AThesisinChemicalEngineeringStudyontheElectrolysisPreparationofVanadiuminCryoliteMoltenSaltSystemByYu

2、HengyuanSupervisor：ProfessorHanQingNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：于垣侈／日期：沙／必．aT．口飞学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：

3、即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：乎小乞z影签字日期：枷／V．叩、o-L_导师签名：签字日期k旧荆驯万方数据冰晶石熔盐体系电解制备金属钒的研究摘要钒广泛应用于钢铁行业、航空工业、能源、核工业和化工石油等领域，但工业制备金属钒工艺存在生产不连续、工艺复杂、成本高等缺点，从而限制了金属钒的应用。熔盐直接电脱氧(FFC)法是一种连续、低

4、成本制备难熔金属新工艺，为金属钒的制备提供了一种新思路。但目前研究主要集中于CaC

5、2等碱金属氯化物熔盐体系，由于氯化物体系易吸潮、金属在熔盐中溶解度高导致背景电流大，电流效率低，且产物易被碳污染及易析出氯气等缺点，因此本研究以工业冰晶石为熔盐体系作为电脱氧反应的媒介。以多钒酸铵为原料经预成型，煤气还原，烧结后得到V203片为阴极电解制备金属钒，以缩短工艺流程、提高电解效率。本课题考察了煤气流量、还原温度和还原时间等对钒含量的影响，确定了最佳烧结条件。结果显示最佳的工艺条件为：成型压力为245MPa、粘结剂用量2％、含水率21．21％、煤气

6、流量1L／min、还原温度750℃、还原时间30min、烧结温度1200℃、烧结时间2h，得到纯度为90％以上的V203阴极片。以石墨坩埚为阳极，V203片为阴极，在工业冰晶石熔盐中电脱氧制备金属钒。确定了最佳工艺参数：电解温度为1000。C、电解时间3h、槽电压3．5V、氧化铝浓度0．3％一0．5％，电流效率可达43．80％、回收率94．82％。还原机理研究表明V203中的氧通过离子化而脱除，还原历程为：V203_VO_÷V；02。与[A1F4]。或[AIF6]3‘所形成的A1202F42‘是电解速率高于氯化物体系的原因所在。关键词：金属

7、钒；多钒酸铵；V203：FFC；工业冰晶石；A1203II万方数据StudyontheElectrolysisPreparationofCryoliteMoltenSaltSystemAbstractVanadiumwasusedinsteelindustry,aviationindustry,energy,thenuclearindustryandchemicalindustryoilandotherfields．Industrialproductionmethodoftitaniumisdiscontinuous，complex，hig

8、hcost,whichhasseriouslyrestrictedvanadiumextensiveapplication．Electro·deoxidationmethod(FFC)isakindofcontinuousandlowcostnewtechnologyforthepreparationofrefractorymetal，forthepreparationofmetalvanadiumprovidesanewwayofthinking．However,nowadaysresearchfocusonCaCl2andotheral

9、kalimetalchloridemoltensaltsystem．Becauseofchloridesystemeasytoabsorbmoisture，hi【ghbackgr