熔盐电化学方法制备金属钒的研究

论文摘要

钒是一种重要的稀有金属,熔点高、硬度大,具有良好的导热性和化学稳定性,在冶金、化工、能源和航空等领域有广泛的应用。我国钒资源位居世界第四,主要集中在攀枝花的钒钛磁铁矿中。钒钛合金在飞机部件中的用量逐渐增大,造成金属钒的价格上涨。本项目采用熔盐电解方法制备金属钒,纯度达到99.05%,此纯度好于其它方法制备的金属钒精炼之前的纯度,具有产业化前景。将三氧化二钒于在10-25MPa下成型、1000-1200℃下烧结4-8h作为电极,在CaCl2-CaO熔盐中用FFC法电脱氧制备金属钒。采用V2O3电极作为阴极,石墨作为阳极。在900℃、预电解10-12h、电解5-12h、氩气保护的条件下,得到的金属钒纯度达到99.05%。并结合化学动力学和电化学反应原理讨论了反应机理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 钒的分布及各国生产情况
• 1.3 钒的应用
• 1.3.1 钒在化学工业中的应用
• 1.3.2 钒在钢铁工业中的应用
• 1.3.3 钒在超导材料中的应用
• 1.3.4 钒在电子工业中的应用
• 1.3.5 钒在陶瓷中的应用
• 1.3.6 钒在汽车工业中的应用
• 1.3.7 钒在玻璃中的应用
• 1.3.8 钒在颜料中的应用
• 1.3.9 钒与人体健康
• 1.3.10 钒在蓄电池中的应用
• 1.3.11 钒在药物中的应用
• 1.3.12 钒在钒基合金,钴基及镍基合金和铌基及钽合金的应用
• 1.3.13 钒在光学转换涂层中的应用
• 1.3.14 钒在航空航天工业中的应用
• 1.4 钒的制取方法概述
• 1.4.1 金属钒的制取
• 1.4.2 金属钒的精炼
• 1.5 FFC法简介
• 1.6 实验研究目的、意义及研究内容
• 1.6.1 实验主要的研究意义和目的
• 1.6.2 实验的主要研究内容
• 第2章 三氧化二钒电脱氧制取钒
• 2.1 热力学分析
• 2.2 该实验的熔盐体系的选择
• 2.3 实验主要材料和设备
• 2.3.1 实验中所用的主要药品
• 2.3.2 实验主要设备
• 2.3.3 实验装置
• 2.4 实验过程
• 2O₃电极的制备'>2.4.1 V₂O₃电极的制备
• 2.4.2 石墨阳极的准备
• 2-CaO混合盐的准备'>2.4.3 CaCl₂-CaO混合盐的准备
• 2.4.4 准备实验操作
• 2.5 实验操作步骤
• 2.5.1 预电解
• 2O₃工作电极电解'>2.5.2 V₂O₃工作电极电解
• 2.5.3 电解产物的处理
• 第3章 实验结果与讨论
• 3.1 金属钒的表征
• 2O₃电脱氧产物的X-射线衍射（XRD）分析'>3.2 不同电解时间下V₂O₃电脱氧产物的X-射线衍射（XRD）分析
• 3.3 反应机理
• 3.4 电流时间曲线
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者获奖情况
• 作者简历