Переплавка металла в вакууме с помощью электронной бомбардировки значительно повышает чистоту металла. Другой способ повышения чистоты металла - электрорафинирование. По одному из способов электролитом служил расплав: при 620 °С 51% КС1, 41% LiCl, 8 %VC12. Кальциетерми-ческий кусковой ванадий чистотой 99,47 % служил анодом, молибденовый стержень - катодом. Процесс проводили в атмосфере инертного газа при напряжении на электродах 0,30-0,54 В. Электролиз проводили в две ступени.
Полученный ванадий был высокопластичен и применялся для изготовления деталей ядерного реактора.
Эффективный метод рафинирования ванадия - вакуумная электронно-лучевая зонная плавка. Очистка металла в этом случае происходит за счет зонного рафинирования и за счет преимущественного испарения примесных элементов.
При скорости движения зоны 1 мм/мин степень очистки ванадия от летучих примесей составляет: для Fe 100, А1 1170, Ni 5000. Очистка от труднолетучих примесей (Mo, Nb, Hf, Zr) наблюдается также при низких скоростях плавки за счет зонной перекристаллизации. При больших скоростях движения зоны и малых концентрациях примеси степень очистки снижается, поскольку лимитирующей стадией процесса массопереноса является диффузия примеси к поверхности расплава.
Чистейший ванадий - типичный пластичный металл. Однако механические свойства ванадия сильно зависят от степени его чистоты. Особенно резко ухудшают качество металла даже малые содержания примесей внедрения - углерода, кислорода, азота и водорода. Они наиболее трудно удаляются из ванадия при его получении. Примеси других элементов в сопоставимых количествах гораздо меньше, чем примеси внедрения, ухудшают качество ванадия.
Вакуумное восстановление ванадия
Перспективный способ получения ванадия - восстановление его оксидов углеродом в вакууме при 1250-1700 °С. Использование химически чистых исходных материалов, особенно по нелетучим компонентам, обеспечивает спектрально чистого металла. Высокий вакуум и непрерывное удаление газов из зоны реакции обеспечивают низкое содержание примесей внедрения. Достоинства карботермического метода - дешевый восстановитель, раскисляющая способность которого в высоком вакууме превышает раскисляющую способность кальция и магния, возможность непрерывного контроля и корректирования процесса на любой стадии, высокая производительность и степень извлечения.
Известен ряд методов восстановления VC13 и VC12 магнием, литием, натрием, калием, кальцием, цирконием, водородом.
