[0001] 本发明涉及冶金技术领域，具体为一种金属钒车削废料的回收利用方法。

[0002] 金属钒是一种具有战略意义的稀有金属，其被广泛应用在航天、航空等高科技领域。纯金属钒一般指纯度介于99.0%～99.9%之间的钒，纯度超过99.9%的钒被称作高纯金属钒。高纯金属钒具有熔点高、储氢、加工性能好、高温抗蠕变性能强、中子吸收截面小以及对液态钠有耐蚀性等优良特性。近年来开展的钒靶材在平板显示、玻璃及装饰镀膜、磁数据存储、半导体及微电子、太阳能光伏等领域的研究日益增多，对钒靶材的需求量也与日俱增。

[0003] 钒靶材是一种高纯度的金属钒材料，在制备过程中需要先利用电子束炉熔炼出金属钒板，再将金属钒板焊接在一起，利用电子束铸锭炉熔炼成金属钒锭，由金属钒锭加工成金属钒靶材再应用。由于电子束熔炼工艺的原因，金属钒锭表皮处的杂质含量较高，需要对铸锭表面进行一定深度的车削处理，这样就会产生大量金属钒车削废料。目前金属钒锭车削废料率在5%‑15%，产生的大量金属钒车削废料如何高值化回收利用，是摆在金属钒加工企业面前的难题，由于金属钒车削废料杂质含量高、表面氧化且含有污渍等，无法直接回收利用。

[0009] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1

[0010] 本发明实施例提供一种金属钒车削废料的回收利用方法，具体包括以下步骤：S1. 将丝卷状的车削废料截短至长度小于50毫米，然后使用稀释的盐酸溶液对表面的氧化层进行处理。确保稀盐酸的浓度在1到5摩尔每升之间，以达到最佳的处理效果。处理完毕后，用去离子水彻底冲洗干净，以去除残留的盐酸。接着，将清洗干净的废料放入电阻炉中进行烘干处理，温度控制在80到120℃之间，烘干时间保持在1到2小时。通过这一系列的预处理步骤，可以有效地去除金属表面的氧化层和杂质，从而提高金属钒的纯度和回收率。

[0011] S2. 在完成上述预处理步骤后，将处理好的车削废料放入碘化炉体中。首先，启动真空泵进行抽真空操作，以创建一个真空环境。随后，开启扩散泵进行预热，以进一步提高真空度。真空环境有助于提高碘化反应的效率，减少副反应的发生，从而确保反应的顺利进行。

[0012] S3. 当真空度达到小于1×10^‑2Pa时，开始对母丝进行加热除气处理。除气步骤有助于减少气体杂质对后续反应的影响，从而提高金属钒的纯度。通过这一过程，可以确保反应过程中不会引入额外的杂质，进一步提升金属钒的质量。

[0013] S4. 当真空度达到1×10^‑3Pa时，停止抽真空操作。此时，加入适量的单质碘进行碘化反应。加碘量应控制在碘与粗钒的比例为1：（30‑100）之间，以确保反应的高效进行。精确控制加碘量，可以显著提高反应的效率和金属钒的回收率，从而提高整体的生产效益。

[0014] S5. 在碘化过程中，低温区域的粗钒与碘蒸气在700到1000℃之间发生反应，生成挥发性的碘化钒。随后，在高温区域，挥发性碘化钒在1100到1500℃的条件下分解，形成金属钒和碘蒸气。金属钒沉积在母丝表面，而碘蒸气则返回低温区域继续参与碘化反应。通过控制不同温度区域的反应条件，实现了金属钒的有效沉积和碘蒸气的循环利用，从而提高了资源的利用率和生产效率。

[0015] S6. 待炉温降至大约25℃时，取出经过碘化处理的金属钒棒。此时，可以得到纯度高达99.95%以上的金属钒。剩余的粗钒则重新进行清洗和烘干处理，以便在下一次碘化过程中再次使用。通过这一系列的后处理步骤，确保了金属钒的高纯度，同时实现了粗钒的循环利用，有效降低了生产成本。这一过程不仅提高了资源的利用率，还符合可持续发展的要求，具有良好的经济效益和环保效益。

[0016] 具体的，将20kg长度截短的钒锭车削料用浓度为1.2mol/l的稀盐酸进行表面酸洗，再用去离子水冲洗干净，放入电阻炉中80℃，烘干2小时后待用。将处理好的车削料加入炉体中，开启真空泵抽真空，开启扩散泵预热。当真空度小于1×10‑2Pa时，母丝加热开始除气。当真空度达到1×10‑3Pa左右时，停止抽真空，加入250g单质碘开始碘化，碘化过程中低温区粗钒与碘蒸气在780℃反应生成挥发性碘化钒，高温区挥发性碘化钒在母丝上于1420℃分解成钒和碘蒸气，钒沉积于母丝表面形成金属钒产品。碘化反应结束后，炉温冷却至室温时取出结晶钒棒，得到纯度为99.96%的金属钒15.3kg。实施例2

[0017] 将30kg长度截短的钒锭车削料用浓度为2.5mol/l的稀盐酸进行表面酸洗，再用去离子水冲洗干净，放入电阻炉中加热至120℃，烘干1小时后待用。将处理好的车削料加入炉体中，开启真空泵抽真空，开启扩散泵预热。当真空度小于1×10‑2Pa时，母丝加热开始除气。当真空度达到1×10‑3Pa左右时，停止抽真空，加入520g单质碘开始碘化，碘化过程中低温区粗钒与碘蒸气在830℃反应生成挥发性碘化钒，高温区挥发性碘化钒在母丝上于1350℃分解成钒和碘蒸气，钒沉积于母丝表面形成金属钒产品。碘化反应结束后，炉温冷却至室温时取出结晶钒棒，得到纯度为99.98%的金属钒25.8kg。实施例3

[0018] 将32kg长度截短的钒锭车削料用浓度为4.3mol/l的稀盐酸进行表面酸洗，再用去离子水冲洗干净，放入电阻炉中加热至100℃，烘干1.4小时后待用。将处理好的车削料加入炉体中，开启真空泵抽真空，开启扩散泵预热。当真空度小于1×10‑2Pa时，母丝加热开始除气。当真空度达到1×10‑3Pa左右时，停止抽真空，加入560g单质碘开始碘化，碘化过程中低温区粗钒与碘蒸气在900℃反应生成挥发性碘化钒，高温区挥发性碘化钒在母丝上于1330℃分解成钒和碘蒸气，钒沉积于母丝表面形成金属钒产品。碘化反应结束后，炉温冷却至室温时取出结晶钒棒，得到纯度为99.97%的金属钒18.5kg。

[0019] 最终，通过实施例1‑3的分析，本发明揭示了利用碘化提纯法对金属钒车削废料进行回收利用的有效性。鉴于金属钒车削废料的丝卷状特性，截断后的丝条间存在缝隙，这为碘化反应提供了便利条件，从而能够高效利用这些废料。由于金属钒车削废料中杂质含量较高，碘化法能够选择性地利用碘将金属钒从低温区转移到高温区进行沉积，有效实现了金属钒的分离和提纯。通过这种方法，金属钒的纯度可达到99.95%以上，成功实现了金属钒车削废料的高价值回收利用。

[0020] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。