專(zhuān)利名稱(chēng)：一種含釩溶液生產(chǎn)五氧化二釩的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含釩溶液生產(chǎn)五氧化二釩的工藝。
背景技術(shù)：
五氧化二釩既是一種釩冶金的產(chǎn)品又是一種冶煉金屬釩及釩鐵合金等的原料，它廣泛用于冶金、化工等行業(yè)。五氧化二釩生產(chǎn)的傳統(tǒng)工藝是銨鹽沉淀法，即先將含釩溶液中的釩氧化成V(V)，再調(diào)溶液的PH值至8. 5 9. 5，然后按溶液中V2O5的質(zhì)量比1 1. 3 1. 5加入銨鹽沉淀析出偏釩酸銨，或?yàn)榱藴p少銨鹽用量，先調(diào)溶液的pH值至1. 5 2. 5，再按溶液中V2O5的質(zhì)量比1 0.6 1.0加入銨鹽沉淀析出多釩酸銨，過(guò)濾、洗滌得到的偏釩酸銨或多釩酸銨再經(jīng)500 550°C煅燒得五氧化二釩產(chǎn)品。銨鹽沉淀法生產(chǎn)五氧化二釩雖然產(chǎn)品中鈉含量低，產(chǎn)品質(zhì)量好，但產(chǎn)生大量的氨氮廢水，生產(chǎn)成本高。因此，最近有人提出中和沉淀生產(chǎn)五氧化二釩的方法，即先將溶液中的釩氧化成V(V)，然后調(diào)pH沉紅釩，紅釩再經(jīng)500 550°C煅燒轉(zhuǎn)化成五氧化二釩和釩酸鈉，水洗后五氧化二釩與釩酸鈉分離，烘干得五氧化二釩產(chǎn)品。該工藝雖然不產(chǎn)生氨氮廢水，但紅釩中夾雜了大量的鈉，煅燒后水洗， 釩以釩酸鈉的形式大量進(jìn)入洗水中，嚴(yán)重影響釩的直收率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既可提高五氧化二釩產(chǎn)品質(zhì)量，又能確保釩的直收率，減少氨氮廢水產(chǎn)生，降低生產(chǎn)成本的一種含釩溶液生產(chǎn)五氧化二釩的工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案是包括以下步驟含釩溶液氧化后調(diào)PH沉紅釩或直接調(diào)pH沉紅釩，所述pH值為 0. 5 2. 5 ；紅釩銨鹽溶液洗鈉；洗鈉后的紅釩煅燒得五氧化二釩；紅釩煅燒產(chǎn)生的氨氣酸吸收后得到的銨鹽溶液返回洗鈉工序循環(huán)使用。本發(fā)明的紅釩銨鹽溶液洗鈉，巧妙利用銨根離子與多釩酸根離子的結(jié)合力大于鈉離子與多釩酸根離子的結(jié)合力，通過(guò)NH4+與Na+的置換除去紅釩中的鈉；由于工藝中使用的銨鹽只是起到去鈉的作用，其使用量及后續(xù)需處量的廢水中氨氮含量大大減少，且紅釩采用銨鹽洗鈉可有效降低洗水中釩的濃度，產(chǎn)品純度可以得到進(jìn)一步提高，傳統(tǒng)的銨鹽沉釩-煅燒工藝得到的精釩純度為97 99%，而由本發(fā)明工藝得到的精釩純度可達(dá)99%以上，且本發(fā)明的方法處理簡(jiǎn)單，不會(huì)存在工業(yè)化運(yùn)用過(guò)程的難度。溶液中含有三價(jià)釩或四價(jià)釩時(shí)，先將三價(jià)和四價(jià)釩氧化成五價(jià)釩，再調(diào)pH沉紅釩；當(dāng)溶液中的釩全部以五價(jià)形式存在時(shí)，直接調(diào)PH沉紅釩。所述的銨鹽優(yōu)選采用硫酸銨、氯化銨、硝酸銨中的一種或幾種。所述的洗鈉過(guò)程銨鹽的加入量為紅釩質(zhì)量的0. 5% 50%。洗鈉過(guò)程控制紅釩與水的固液比為1 1.0 10g/ml為宜。所述的含釩溶液氧化是指加入雙氧水、氯酸鈉、過(guò)硫酸鈉、高錳酸鉀中的一種或幾種，使溶液中的三價(jià)和四價(jià)釩氧化成五價(jià)釩。
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所述的調(diào)pH沉紅釩是指在含釩溶液中加入硫酸、硝酸、鹽酸中的一種或幾種，或加入氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀中的一種或幾種，調(diào)節(jié)PH 值，使溶液中的釩以紅釩形式沉淀析出。所述的煅燒是指洗鈉后的紅釩經(jīng)300 600°C熱處理1 4小時(shí)。所述的氨氣吸收是指煅燒煙氣采用含硫酸、硝酸、鹽酸中的一種或幾種的溶液噴淋，吸收紅釩分解產(chǎn)生的氨氣使之轉(zhuǎn)變成銨鹽。本發(fā)明實(shí)施的具體工藝過(guò)程為含釩溶液生產(chǎn)五氧化二釩工藝過(guò)程主要包括以下步驟以V2O5計(jì)含釩2 200g/ L的溶液氧化后調(diào)PH沉紅釩或直接調(diào)pH沉紅釩，紅釩銨鹽溶液洗鈉，洗鈉后的紅釩煅燒得五氧化二釩產(chǎn)品，其工藝過(guò)程的相應(yīng)參數(shù)為按含釩溶液中的三價(jià)和四價(jià)釩氧化成五價(jià)釩化學(xué)反應(yīng)計(jì)量數(shù)的1 3倍加入氧化劑，0 100°C，氧化1 10小時(shí)；五價(jià)釩溶液中加入硫酸、硝酸、鹽酸中的一種或幾種，或加入氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、 碳酸氫鉀中的一種或幾種，調(diào)節(jié)PH值至0. 5 2.5，0 100°C攪拌1 M小時(shí)使溶液中的釩以紅釩形式沉淀析出；過(guò)濾得到的紅釩再按其質(zhì)量的0. 5% 50%加入硫酸銨、氯化銨、硝酸銨中的一種或幾種，并按固液比1 1.0 10g/ml加水，0 100°C浸泡或攪拌洗滌0. 5 50小時(shí)，除去紅釩中的鈉等雜質(zhì)；除鈉后的紅釩經(jīng)300 600°C熱處理1 4小時(shí)得五氧化二釩產(chǎn)品。紅釩煅燒產(chǎn)生的氨氣用含硫酸、硝酸、鹽酸中的一種或幾種的溶液吸收，吸收得到的銨鹽溶液返回洗鈉工序循環(huán)使用。綜上所述，本發(fā)明與已有的技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)及效果本發(fā)明巧妙地利用 NH4+和Na+與釩酸根及多釩酸根結(jié)合力的差異，將銨鹽溶液加入含釩溶液中和沉淀析出的紅釩中浸泡或攪拌洗滌，除去紅釩中的鈉等雜質(zhì)。因此，即使中和沉淀得到的紅釩中夾雜了大量的鈉等雜質(zhì)，通過(guò)銨鹽洗滌后煅燒也能得到合格的五氧化二釩產(chǎn)品。含釩溶液采用中和沉釩，銨鹽洗鈉工藝生產(chǎn)五氧化二釩可顯著降低生產(chǎn)成本，紅釩銨鹽洗鈉工藝銨鹽的用量不到銨鹽沉釩工藝銨鹽用量的三分之一，紅釩銨鹽洗鈉形成的氨氮廢水不到銨鹽沉釩產(chǎn)生氨氮廢水體積的十分之一。此外，紅釩采用銨鹽洗鈉可有效降低洗水中釩的濃度，更進(jìn)一步提高工藝過(guò)程釩的直收率。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例旨在說(shuō)明本發(fā)明而不是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定。實(shí)施例1含V2O5 43. 64g/L的釩渣碳酸鈉焙燒水浸液2000ml，加入硫酸調(diào)pH值至2. 0,98°C 攪拌0.5小時(shí)，過(guò)濾、洗滌得紅釩，按紅釩質(zhì)量的20%加入硫酸銨，再按固液比1 5g/ml加水50°C攪拌6小時(shí)洗鈉，洗鈉后的紅釩550°C煅燒1小時(shí)得純度為99. 3%的V2O5產(chǎn)品。紅釩銨鹽洗鈉產(chǎn)生的洗水用于釩渣碳酸鈉焙燒得到的焙砂浸出。實(shí)施例2以V2O5計(jì)含釩47. 35g/L的石煤酸浸提釩反萃液1000ml，加入高錳酸鉀，室溫氧化 4小時(shí)，使溶液中的三價(jià)和四價(jià)釩氧化成五價(jià)釩，然后加入氫氧化鈉調(diào)pH值至1. 8，80°C攪拌2小時(shí)，過(guò)濾、洗滌得紅釩，紅釩按固液比1 lg/ml加水，并同時(shí)按紅釩質(zhì)量的5%加入氯化銨，室溫浸泡36小時(shí)過(guò)濾，洗鈉后的紅釩450°C煅燒1. 5小時(shí)得純度為99. 5%的V2O5產(chǎn)品。實(shí)施例3含V2O5 106. 5g/L的釩離子交換解吸液600ml，加鹽酸調(diào)pH值至2. 1，加熱至沸攪拌1小時(shí)沉釩，過(guò)濾洗滌得紅釩，按紅釩質(zhì)量的35%加入硝酸銨，并按固液比1 4g/ml加水，50°C攪拌3小時(shí)洗鈉，洗鈉后的紅釩500°C煅燒1. 5小時(shí)得純度為99. 6%的V2O5產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種含釩溶液生產(chǎn)五氧化二釩的工藝，其特征在于，生產(chǎn)過(guò)程包括以下步驟含釩溶液氧化后調(diào)PH沉紅釩或直接調(diào)PH沉紅釩，所述PH值為0. 5 2. 5 ；得到的紅釩采用銨鹽溶液洗鈉；洗鈉后的紅釩煅燒得五氧化二釩；紅釩煅燒產(chǎn)生的氨氣酸吸收后得到的銨鹽溶液返回洗鈉工序循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的銨鹽是指硫酸銨、氯化銨、硝酸銨中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的洗鈉過(guò)程銨鹽的加入量為紅釩質(zhì)量的0. 5% 50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，洗鈉過(guò)程控制紅釩與水的固液比為 1 1.0 10g/ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的紅釩煅燒是指洗鈉后的紅釩經(jīng) 300 600°C熱處理1 4小時(shí)得五氧化二釩。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的含釩溶液是以V2O5計(jì)含釩2 200g/L的溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的含釩溶液氧化是指按含釩溶液中的三價(jià)和四價(jià)釩氧化成五價(jià)釩化學(xué)反應(yīng)計(jì)量數(shù)的1 3倍加入雙氧水、氯酸鈉、過(guò)硫酸鈉、 高錳酸鉀中的一種或幾種，0 100°C，氧化1 10小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的沉紅釩是指在含釩溶液中加入硫酸、硝酸、鹽酸中的一種或幾種，或加入氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀中的一種或幾種，調(diào)節(jié)PH值至0. 5 2. 5，使溶液中的釩以紅釩形式沉淀析出。
全文摘要
本發(fā)明系一種含釩溶液生產(chǎn)五氧化二釩的生產(chǎn)工藝，工藝過(guò)程主要包括含釩溶液氧化后調(diào)pH沉紅釩或直接調(diào)pH沉紅釩，紅釩銨鹽溶液洗鈉，洗鈉后的紅釩煅燒得五氧化二釩產(chǎn)品，具有產(chǎn)品質(zhì)量好，試劑用量少，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01G31/02GK102336437SQ20111026255
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者王學(xué)文, 王明玉 申請(qǐng)人:中南大學(xué)