JPH01162731A - 金属バナジウムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は金属バナジウムの製造方法に関する。

［従来技術］ 金属バナジウム（通常Ｖ−９０％以上）は特殊鋼やチタ
ン合金の添加元素として、或はＶ３Ｇａなどの超電導材
として利用されている。

金属バナジウムは一般に五酸化バナジウム鉱石から製造
され、その製造方法として減圧炭素還元法、塩化Ｍｇ還
元法、Ｃａ還元法、Ａｌ還元法が知られている。

減圧還元法は還元剤として炭素を利用するため、還元剤
は入手しやすく安価であるが、バナジウム鉱石と炭素扮
とを混合してブリゲットとする処理が必要であること、
反応を還元雰囲気で酸素ポテンシャルの低い減圧下で行
う必要があり、しかも反応温度と２０００℃に加熱する
必要があるため、設備を大きくすることが難しく、反応
速度も遅く、生産規模が小さくなること等の欠点がある
。

塩化Ｍｇ還元法は鉱石の酸素と塩素が反応してＶＯＣｌ
３が生成し、■Ｃ１４の生成歩留が悪く、またプロセス
が複雑である等の欠点がある。

また、Ｃａ還元法は還元剤として金属Ｃａ粉末を使用す
るため反応速度が速く、純度の高いメタルができるが、
Ｃａのコストが高いこと、反応開始温度が高く外熱によ
り７００°Ｃまで原料を余熱する必要があること、更に
、歩留が８４％程度で低いこと等の欠点がある。

これに対し、ＡＩ還元法は、 Ｖ２Ｏ５＋　１０／　３Ａｌ　→２Ｖ＋　５　／　３Ａ
ｌ２０Ｓの反応であり、還元剤であるＡＩ粉末が安価で
あること、原料に着火剤を少量のせ大気中で点火するだ
けで容易に反応が起こり外熱設備が不要であること、テ
ルミット類は構造が簡単で容易に大型化することが可能
であること等の長所を備えている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、従来のＡＩ還元法では、バナジウム鉱石中のＶ
２Ｏ５がＡｌ２Ｏ３スラグへ移行するためメタル中の■
歩留が低下する欠点があった。また、メタル中のＡｌｘ
が高いという欠点もあった。

本発明は上記したＡＩ還元法の長所を生かしつつ、この
欠点を改善したものであり、■歩留の向上を目的とした
ものである。

［問題点を解決するための手段］ この目的のため本発明は、五酸化バナジウム鉱石を鉱石
サイズ２０　ｍ＋ａ以下で且つ１■以下が５〜５０ｗｔ
％となるように調整し、これに金属バナジウムをテルミ
ット反応で製造した際に発生したＡｌ□０３９０％〜９
９％の組成を有するスラグを造滓剤として配合し、更に
還元剤としてＡＩ粉末を添加し、反応炉において下記に
定義するＱ値をＱ＝８５０〜ｌ　Ｏ５０ｋｃａｌ／ｋｇ
にしてテルミット反応させることを基本的な特徴とする
ものである。

（五酸化バナジウム鉱石＋Ａｌ粉末＋１滓剤　）　のｆ
ｔＪｔ（ｋｇ）［作用コ 上記のように本発明の目的は、原料の粒径を適正に調整
すること、造滓剤として金属バナジウムをテルミット反
応で製造した際に副生じＡ　１２０゜９０％以上９９％
以下の組成を有するスラグ（以下の説明においては■ス
ラグと略称する。）を使用すること、およびテルミット
反応熱量を適正値にすることによって達成されるもので
あるが、以下これらについて説明する。

まず、反応炉に装入する原料の粒径について説明する。

第１図は五酸化バナジウム鉱石の粒径分布と■歩留との
関係を示す図である。第１図において、粒径は細かいほ
ど還元剤との接触面積が拡大し、テルミット反応が迅速
に起こり、未反応による原料ロスを少なくすることがで
き、■歩留を向上させる。しかし、粒径２０關以下で且
つ粒径１韻以下のものが５０％を超える粒径分布になる
とＶ歩留の向上は飽和しはじめるので、あまり粒径を細
かくすると、製造コストが高くなる。このため本発明に
おいては、■歩留がほぼ９０％以上を確保できる粒度分
布として、２０＋ｎｍ以下で且つ１ル以下が５〜５０ｗ
ｔ％の範囲に調整するものである。

また、造滓剤として配合するＶスラグは５市以下の粒径
に調整するのが望ましい。

更に本発明においては、■歩留を向上させるために、テ
ルミット反応に際して下記のごとく定義するＱ値が８５
０〜ｌ　Ｏ５０ｋｃａｌ／ｋｇになるように原料の配合
を調整する。

Ｑ値を上記の範囲とすれば、反応熱量が最適の範囲に選
ばれて爆発的なテルミット反応が抑制され、原料と生成
物の飛散ロスによるＶ歩留の低下を防ぐことができる。

このＱ値と■歩留との関係を第２図に示す、この図で明
らかなように、Ｑ値を８５０〜１０５０　ｋｃａｌ／ｋ
ｇとすれば、はぼ９０％以上の高いＶ歩留が得られるこ
とがわかる。

なお、テルミット反応炉のコーテイング材としては種々
のものが使用されるが、前記の■スラグを用いると、他
のコーテイング材を使用した場合に比べ、コーテイング
材と反応メタルとの分離がよく、また両者の間の反応も
抑制され、■歩留が向上する。第１表はコーテイング材
の種類と製品になるメタルの歩留との関係を調べた結果
である。

第１表 ［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例について説明する。

第２表に示す原料を、Ｖスラグをコーティングした反応
炉に装入し、Ｑ値＝　９５０　ｋｃａｌ／　ｋｇでテル
ミット反応させ、金属バナジウムを製造した。

その結果、得られた生成物であるメタルとスラグの組成
を第３表に示す、第３表から判るように、■歩留は９４
．２％と良好な値を示した。

第２表 ［発明の効果］ 本発明によれば、原料の粒径およびＱ値を適正に調整し
てテルミット反応させると共に、造滓剤としてはＶスラ
グを使用するので、■歩留が極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は五酸化バナジウム鉱石の粒径と■歩留との関係
を示す図、第２図はＱ値と■歩留との関係を示す図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 五酸化バナジウム鉱石を鉱石サイズ２０ｍｍ以下で且つ
   １ｍｍ以下が５〜５０ｗｔ％となるように調整し、これ
   に金属バナジウムをテルミット反応で製造した際に発生
   したＡｌ＿２Ｏ＿３９０％〜９９％の組成を有するスラ
   グを造滓剤として配合し、更に還元剤としてＡｌ粉末を
   添加し、反応炉において下記に定義するＱ値をＱ＝８５
   ０〜１０５０ｋｃａｌ／ｋｇにしてテルミット反応させ
   ることを特徴とする金属バナジウムの製造方法。 Ｑ＝テルミット反応熱（ｋｃａｌ）／（五酸化バナジウ
   ム鉱石＋Ａｌ粉末＋造滓剤）の重量（ｋｇ）