铝热还原法碳热还原法氢还原法冶炼金属钒（钒渣五氧化二钒三氧化二钒金属钒钒铁钒铝合金碳氮化钒钒电池）
原创邹建新李俊翰教授等
1铝热还原法11铝热还原法基本原理铝热还原法制取金属钒通常采用五氧化二钒或三氧化二钒两种原料。铝还原五氧化二钒的还原反应如下：3V2O52Al3V2O4Al2O33V2O42Al3V2O3Al2O33V2O32Al6VOAl2O33VO2Al3VAl2O3由以上四式可得如下总反应式：3V2O510Al6V5Al2O3上述总反应式反应的焓变为每6molV为3735kJ或每1gV与Al2O3渣为4579kJ，属于高放热反应。另外，V、Al2O3的熔点分别为1910℃、2050℃，相对较低，有利于形成熔渣及金属钒锭。但当铝过量时，会形成AlV合金，使脱出铝的难度加大。铝还原三氧化二钒的还原反应如下：V2O32Al2VAl2O3该反应放热量较低，达不到渣熔化的温度，故只能制取粒状产品，而铝热法的渣不溶于水，故不适于用浸出法处理。变通的方法为加入助熔剂，如KClO3，反应如下：KClO32AlKClAl2O3该反应放出较多热量，使渣熔化，冷却后便于与金属钒锭分离。12还原工艺1966年，Carlso
采用二步法用铝还原V2O5制取钒。第一步制取AlV合金，第二步再精练制取高纯钒。采用Al2O3钢罐内衬，抽真空充氩气，用燃气炉外源加热至750℃，点燃反应，反应迅速，冷却后分离渣与合金，合金再用HNO3溶液浸洗，然后粉碎成6mm的块。Peerfect对两步法又作出改进，改用铜坩埚，并用夹套水冷，取代有内衬的钢罐，避免了内衬耐火材料带来的污染，铜坩埚也用高纯材料制成。抽真空充氩气，加入炉料V2O5500g、铝屑400g，混匀压紧；上部添加启动料V2O590g、高纯铝粉50g、I220g，用一个金属钒丝盘条埋入启动料中，抽真空、排氮气、充氩气；钒丝充电启动点燃，升温至
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f2050℃，反应迅速完成，冷却后通过重力分离渣和含金。13粗钒精炼用铝热法还原五氧化二钒制得的金属钒，钒含量为90，可采用熔盐电解法进行精炼提纯，得到具有良好延展性、纯度达996的钒。试用过的5种电解液，包括Li、Na、K、Ca、Ba的氯化物与VCl2配成的电解液，以KClLiClVCl2，CaCl2NaClVCl2为最好。熔盐电解钒的反应如下：阳极反应：阴极反应：总反应：V（粗）2ClVCl22eVCl22eV（精）2ClV（粗）V（精）
使用V2O5为原料，用敞开式铝热还原法制得的还原钒，用KClNaClVCl2电解液，所得精钒，有效脱除了N、Si，剩余杂质主要是Fe，还有O、Cr、Cu。2真空碳热还原法21基本原理
图544钒氧化物、碳氧化物的生成自由能
由图544所知，只有当温度在1700℃以上时，碳还原r