本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)材料的提純技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種五氧化二釩的提純方法,尤其涉及一種由工業(yè)級(jí)五氧化二釩通過(guò)氯化水解法制備高純五氧化二釩新方法。
背景技術(shù):
釩是重要的戰(zhàn)略資源,具有眾多優(yōu)良的物理和化學(xué)性能,被稱為金屬“維生素”。釩也因此被廣泛應(yīng)用于鋼鐵、冶金以及化學(xué)工業(yè)等眾多領(lǐng)域。在眾多釩產(chǎn)品中,結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定、應(yīng)用最廣泛的就是五氧化二釩。然而,近些年來(lái),普通五氧化二釩面臨生產(chǎn)過(guò)剩、銷售市場(chǎng)低迷、價(jià)格持續(xù)走低等現(xiàn)狀。而全釩電池、釩鋁中間合金、電極材料、催化劑等高精尖領(lǐng)域?qū)ξ逖趸C純度提出更高要求,并且高純五氧化二釩產(chǎn)品附加值更高。目前,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)高純五氧化二釩基本依賴進(jìn)口,急需研發(fā)高純五氧化二釩的有效簡(jiǎn)便制備方法,以減緩釩產(chǎn)品市場(chǎng)的疲軟狀態(tài),帶動(dòng)釩的消費(fèi)升級(jí),并增加我國(guó)在釩產(chǎn)品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
目前制備高純五氧化二釩主要采用濕法,主要方法包括:(1)溶劑萃取法:此種方法多以含釩溶液為原料,制備得到的五氧化二釩純度高,但萃取劑價(jià)格昂貴且用于稀釋的有機(jī)溶劑易燃、有毒,易對(duì)環(huán)境造成污染;(2)離子交換法:此種方法多以含釩溶液為原料,制備的五氧化二釩純度較高,但離子交換樹脂的生產(chǎn)能力小、再生頻繁,致使生產(chǎn)成本過(guò)高,不適合工業(yè)化制備高純五氧化二釩;(3)化學(xué)沉淀法:此種方法成本相對(duì)低,產(chǎn)品可用于制備釩鋁合金,但釩的損失較大,有效除硅的同時(shí)引進(jìn)新 的雜質(zhì)鋁,受沉淀平衡的限制大,應(yīng)用有一定的局限性;(4)結(jié)晶法:此法以偏釩酸銨或多釩酸銨為原料,堿溶結(jié)晶后再次返溶沉釩煅燒得到五氧化二釩產(chǎn)品,成本低、操作方便、工藝簡(jiǎn)單,但會(huì)產(chǎn)生廢水。
cn104843789a公開了一種提純五氧化二釩的方法,所述方法包括如下步驟:(1)將含釩原溶液鈣化,過(guò)濾得到釩酸鈣固相;之后將釩酸鈣固相酸化得到待處理含釩溶液;(2)加入除雜劑進(jìn)行除雜,得到凈化釩液和除雜泥;所述除雜劑包括碳酸銨和/或碳酸氫銨;(3)調(diào)節(jié)凈化釩液ph值,加入(nh4)2so4進(jìn)行沉釩,得到多釩酸銨沉淀,之后經(jīng)過(guò)加熱除去水和氨,得到五氧化二釩;在步驟(1)之前或之后可選進(jìn)行步驟(1’):除硅磷雜質(zhì)。但是,所述方法只針對(duì)含釩溶液。cn104164569a公開了一種釩渣銨鹽浸取制備五氧化二釩的方法。包括如下步驟:(1)將釩渣與添加劑混合配料,經(jīng)焙燒得到焙砂;(2)將步驟(1)所得焙砂用銨鹽水溶液浸出,液固分離;(3)將步驟(2)分離后的溶液冷卻結(jié)晶并分離,得到偏釩酸銨晶體;(4)將步驟(3)所得偏釩酸銨晶體烘干后焙解,即可得到五氧化二釩產(chǎn)品。所述添加劑為鈣鹽和/或鎂鹽,優(yōu)選碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鎂、氧化鎂或氫氧化鎂中的一種或至少兩種的混合物。但是,該方法得到的五氧化二釩的純度不夠高。
此外,也有專利文獻(xiàn)以氯氣作為氯化劑提釩,制備的五氧化二釩產(chǎn)品純度高,但氯氣腐蝕性很強(qiáng),對(duì)設(shè)備、操作要求高從而使成本大幅升高,且污染嚴(yán)重再生困難。
因此,本發(fā)明旨在提供一種短流程、低成本、操作簡(jiǎn)便和污染小的五氧化二釩提純方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種五氧化二釩的提純方法,所述提純方法的流程短、成本低、操作簡(jiǎn)便并且污染小,得到的五氧化二釩產(chǎn)品的純度≥99.99%,能夠滿足航空航天用釩鋁合金、全釩電池等領(lǐng)域的要求,同時(shí)為小批量或規(guī)?;a(chǎn)高純五氧化二釩提供基礎(chǔ)。
為達(dá)此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種五氧化二釩提純的方法,所述方法為:將待提純五氧化二釩與無(wú)水三氯化鋁在150℃~200℃、惰性氣氛下反應(yīng),得到三氯氧釩氣體和殘?jiān)?氧化鋁),之后,將三氯氧釩氣體進(jìn)行后處理,即得到高純五氧化二釩。
所述高純五氧化二釩是指五氧化二釩產(chǎn)品的純度≥99.99%。
所述反應(yīng)的化學(xué)方程式為:v2o5+2alcl3→2vocl3+al2o3。
本發(fā)明提供的五氧化二釩的提純方法以含雜質(zhì)的五氧化二釩為原料、以無(wú)水三氯化鋁為氯化劑進(jìn)行氯化反應(yīng),使釩以氣態(tài)的形式實(shí)現(xiàn)與其他雜質(zhì)如k、na、ca、fe及p等的有效分離,收集到純凈的三氯氧釩氣體,之后用對(duì)三氯氧釩進(jìn)行后處理,即可得到高純五氧化二釩。
本發(fā)明制備出的高純五氧化二釩產(chǎn)品,產(chǎn)品純度高且本發(fā)明制備流程短,有效降低了生產(chǎn)成本,減少了三廢的產(chǎn)生,對(duì)環(huán)境污染小。
所述反應(yīng)的溫度為150℃~200℃,如155℃、160℃、165℃、170℃、180℃、185℃或195℃等,優(yōu)選為160℃~180℃。
優(yōu)選地,所述反應(yīng)的時(shí)間為0.5~5h,如1h、2h、3h、4h或4.5h等,優(yōu)選為2~4h。
所述惰性氣氛是指不含有水分且不與待處理五氧化二釩或無(wú)水三氯化 鋁反應(yīng)的氣體。
優(yōu)選地,所述惰性氣氛包括但不局限于氮?dú)鈿夥?、氦氣氣氛或氬氣氣氛中的任意一種或至少兩種的組合。典型但非限制性的組合為:氮?dú)馀c氦氣氣氛,氦氣與氬氣氣氛,氮?dú)?、氦氣和氬氣氣氛?/p>
所述待提純五氧化二釩與無(wú)水三氯化鋁的摩爾比為1:1~1:5,如摩爾比為1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:4或1:4.5等,優(yōu)選為1:3~1:4。
優(yōu)選地,所述待提純五氧化二釩為工業(yè)品或自制五氧化二釩粗品。
優(yōu)選地,所述待提純五氧化二釩的純度不高于98%,如待提純五氧化二釩的純度為98%、95%、96%、90%、88%、85%、70%或50%等。
優(yōu)選地,所述無(wú)水三氯化鋁為優(yōu)級(jí)純?cè)噭?、工業(yè)品或自制無(wú)水三氯化鋁粗品。
優(yōu)選地,所述無(wú)水三氯化鋁的純度不低于98%,如純度為98%、98.5%、99%或99.5%等。
所述后處理為:將三氯氧釩氣體冷凝,水解,并將水解產(chǎn)物進(jìn)行液固分離,得到固體產(chǎn)物(多釩酸、多釩酸銨或偏釩酸銨沉淀)和液體產(chǎn)物(鹽酸溶液或氯化銨溶液),之后,將固體產(chǎn)物熱解。
冷凝后的三氯氧釩的溫度低于120℃,如冷凝后的三氯氧釩的溫度為115℃、110℃、105℃、100℃、90℃、80℃、70℃、60℃、30℃、20℃或10℃等,優(yōu)選為70~100℃。
所述水解的介質(zhì)為高純水、氨水或銨鹽水溶液中的任意一種或至少兩種的混合物。所述高純水是指水的溫度為25℃時(shí),電導(dǎo)率小于0.1us/cm,ph值為6.8~7.0及去除其他雜質(zhì)和細(xì)菌的水。
所述水解的反應(yīng)方程式如下:
2vocl3+(3+n)h2o→v2o5·nh2o↓+6hcl
6vocl3+2nh4++20oh-→(nh4)2v6o16↓+18cl-+10h2o
vocl3+4nh4oh→nh4vo3↓+3nh4cl+2h2o
優(yōu)選地,以高純水為介質(zhì)進(jìn)行水解時(shí),水解后溶液的ph≤3,如ph為2.8、2.5、2.2、2.0、1.8、1.5、1.2或1等。
優(yōu)選地,以氨水為介質(zhì)進(jìn)行水解時(shí),水解后溶液的ph為7~10,如ph為7.2、7.5、7.8、8、8.5、8.8、9、9.5或9.8等。
優(yōu)選地,以銨鹽水溶液為介質(zhì)進(jìn)行水解時(shí),水解后的溶液為ph≤3,如ph為2.8、2.5、2.2、2.0、1.8、1.5、1.2或1等,或ph為8~10,如8.1、8.3、8.5、8.8、9.0、9.2、9.5或9.8等,優(yōu)選為ph為8~9。
采用高純水、氨水或銨鹽水溶液中的任意一種或至少兩種的組合為水解介質(zhì),水解得到多釩酸、多釩酸銨或偏釩酸銨沉淀。通過(guò)控制水解劑的加入量控制水解最終ph值,且控制水解速率。
所述液固分離為本領(lǐng)域常用的操作手段,所述液固分離可為過(guò)濾或離心分離等。
所述熱解在氧化性氣體中進(jìn)行,以便將水解產(chǎn)物中可能存在的少量三價(jià)釩氧化為五價(jià)釩,得到高純五氧化二釩。熱解方程式如下:
v2o5·nh2o→v2o5+nh2o(n為正數(shù))
(nh4)2v6o16→3v2o5+2nh3+h2o
2nh4vo3→v2o5+2nh3+h2o
優(yōu)選地,所述氧化性氣體為空氣或純氧氣。在純凈空氣或純凈氧氣氣氛中熱解水解產(chǎn)物,最終得到高純五氧化二釩產(chǎn)品。
優(yōu)選地,所述熱解的溫度為400℃~550℃,如410℃、420℃、430℃、 460℃、470℃、490℃、500℃、510℃、520℃、530℃或540℃等,優(yōu)選為500℃~550℃。
優(yōu)選地,所述熱解的時(shí)間為3h~5h,如3.5h、4h、4.5h或4.7h等,優(yōu)選為3h~4h。
所述待提純五氧化二釩與無(wú)水三氯化鋁反應(yīng)產(chǎn)生的殘?jiān)?氧化鋁)與鹽酸反應(yīng),得到無(wú)水三氯化鋁,所述無(wú)水三氯化鋁用于與待提純五氧化二釩反應(yīng)。實(shí)現(xiàn)反應(yīng)介質(zhì)的再生循環(huán)。
所述液固分離得到的液體產(chǎn)物(鹽酸溶液或氯化銨溶液)可直接回收。
優(yōu)選地,采用鹽酸溶液吸收所述熱解產(chǎn)生的氨氣,得到氯化銨,所述氯化銨回收,可用于三氯氧釩的水解。
本發(fā)明提供的提純方法可有效簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)介質(zhì)的再生循環(huán),對(duì)環(huán)境污染小。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案,所述五氧化二釩的提純方法包括如下步驟:
(1)將摩爾比為1:1~1:5的待提純五氧化二釩與無(wú)水三氯化鋁在惰性氣氛、溫度為150℃~200℃的條件下,反應(yīng)0.5~5h,得到三氯氧釩氣體和殘?jiān)鰵堅(jiān)c鹽酸反應(yīng),生成無(wú)水三氯化鋁,所述無(wú)水三氯化鋁用于與待提純五氧化二釩反應(yīng);
(2)將三氯氧釩氣體冷凝到120℃以下,水解,將得到的水解產(chǎn)物液固分離,得到固體產(chǎn)物和液體產(chǎn)物,所述液體產(chǎn)物回收;
(3)將固體產(chǎn)物在氧化性氣體中熱解3~5h,熱解的溫度為400℃~550℃,得到高純五氧化二釩和氨氣,所述氨氣與鹽酸溶液反應(yīng),得到氯化銨。
本發(fā)明提供的提純方法以工業(yè)級(jí)五氧化二釩為原料,無(wú)水三氯化鋁為 氯化劑,首先使釩以氣態(tài)的形式實(shí)現(xiàn)與其他雜質(zhì)如k、na、ca、fe及p等的有效分離,冷凝收集到純凈的三氯氧釩液體,采用高純水、氨水或銨鹽水溶液中的一種或兩種以上的混合物水解得到多釩酸、多釩酸銨或偏釩酸銨沉淀,在純凈空氣或純凈氧氣氣氛中熱解水解產(chǎn)物,最終得到高純五氧化二釩產(chǎn)品。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明提供的提純方法工藝流程短,有效降低了生產(chǎn)成本,減少了三廢的產(chǎn)生,對(duì)環(huán)境污染?。?/p>
本發(fā)明提供的提純方法制備出的五氧化二釩產(chǎn)品純度高(純度≥99.99%),能夠滿足航空航天用釩鋁合金、全釩電池等領(lǐng)域的要求,同時(shí)為小批量或規(guī)?;a(chǎn)高純五氧化二釩提供基礎(chǔ)。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的五氧化二釩提純的工藝流程圖。其中,g表示氣體,s表示固體,l表示液體。
圖2是實(shí)施例1提供的五氧化二釩的xrd譜圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
圖1是本發(fā)明提供的一種五氧化二釩的提純工藝流程圖。所述五氧化二釩的提純方法包括如下步驟:
(1)氯化:將工業(yè)級(jí)五氧化二釩與無(wú)水三氯化鋁混合,在惰性氣體保護(hù)下加熱反應(yīng),得到三氯氧釩氣體和殘?jiān)?氧化鋁),將三氯氧釩氣體冷凝,收集到三氯氧釩液體;
(2)水解:將三氯氧釩液體于高純水、銨鹽水溶液或氨水中的任意一 種或至少兩種的混合物中水解,并將水解產(chǎn)物液固分離,得到固體產(chǎn)物和液體產(chǎn)物;
(3)熱解:將固體產(chǎn)物在純凈空氣氣氛熱解,得到高純五氧化二釩和氣體產(chǎn)物;
(4)副產(chǎn)物回收:將步驟(1)得到的殘?jiān)c鹽酸反應(yīng)回收無(wú)水三氯化鋁;將步驟(2)固液分離后得到的液體產(chǎn)物(氯化銨溶液或鹽酸溶液)直接回收;將步驟(3)熱解過(guò)程產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物用稀鹽酸吸收,實(shí)現(xiàn)氯化銨的回收再使用。
實(shí)施例1:
一種五氧化二釩的提純方法,包括如下步驟:
(1)氯化:將原料純度為96.5%的工業(yè)級(jí)五氧化二釩17.2g與無(wú)水三氯化鋁按照摩爾比1:4混合,反應(yīng)溫度為170℃,反應(yīng)3.5h,得到三氯氧釩氣體和氧化鋁殘?jiān)瑢⑷妊踱C氣體冷凝,收集到三氯氧釩液體24.12g;
(2)水解:將5ml三氯氧釩于110ml稀氨水(1+2)中水解,過(guò)濾得到偏釩酸銨5.99g和濾液,濾液為弱堿性ph約為8;
(3)熱解:將偏釩酸銨在純凈空氣氣氛中、500℃煅燒3h,得到橙黃色固體產(chǎn)品4.35g和氨氣;
(4)副產(chǎn)物回收:將步驟(1)得到的氧化鋁殘?jiān)c鹽酸反應(yīng)回收三氯化鋁;將步驟(2)過(guò)濾得到的氯化銨濾液直接回收再利用;將步驟(3)熱解過(guò)程產(chǎn)生的氨氣用稀鹽酸吸收,實(shí)現(xiàn)氯化銨的回收再使用。
所述稀氨水(1+2)即氨水與高純水的體積比為1:2。
步驟(3)得到的產(chǎn)品的x射線衍射譜圖如圖1所示,分析xrd譜圖,煅燒得到的產(chǎn)品確為五氧化二釩,產(chǎn)品純度分析為99.995%。
實(shí)施例2:
一種五氧化二釩的提純方法,包括如下步驟:
(1)氯化:將原料純度為97.2%的工業(yè)級(jí)五氧化二釩17.1g與無(wú)水三氯化鋁按照摩爾比1:1混合,反應(yīng)溫度為160℃,反應(yīng)2h,得到三氯氧釩氣體和氧化鋁殘?jiān)瑢⑷妊踱C氣體冷凝,收集到三氯氧釩液體12.79g;
(2)水解:將5ml三氯氧釩水解于50ml高純水中,液固分離得到多釩酸0.17g和濾液,濾液為強(qiáng)酸性ph小于1;
(3)熱解:將多釩酸在純凈氧氣氣氛中、500℃煅燒3h,得到橙黃色五氧化二釩產(chǎn)品0.15g和氨氣;
(4)副產(chǎn)物回收:將步驟(1)得到的氧化鋁殘?jiān)c鹽酸反應(yīng)回收三氯化鋁;將步驟(2)過(guò)濾得到的氯化銨溶液直接回收再利用;將步驟(3)熱解過(guò)程產(chǎn)生的氨氣用稀鹽酸吸收,實(shí)現(xiàn)氯化銨的回收再使用。
步驟(3)得到的產(chǎn)品的xrd衍射譜圖與圖1相似,純度經(jīng)分析為99.991%。
實(shí)施例3:
一種五氧化二釩的提純方法,包括如下步驟:
(1)氯化:將原料純度為88.5%的工業(yè)級(jí)五氧化二釩18.7g與無(wú)水三氯化鋁按照摩爾比1:2混合,反應(yīng)溫度為170℃,反應(yīng)3.5h,得到三氯氧釩氣體和氧化鋁殘?jiān)瑢⑷妊踱C氣體冷凝,收集到三氯氧釩液體15.45g;
(2)水解:將5ml三氯氧釩水解于100ml氯化銨(ph為9)水溶液中,過(guò)濾,得到多釩酸銨1.04g和濾液,濾液為強(qiáng)酸性ph為1;
(3)熱解:將多釩酸銨在純凈空氣氣氛中、500℃煅燒3h,得到橙黃色五氧化二釩產(chǎn)品0.92g和氨氣;
(4)副產(chǎn)物回收:將步驟(1)得到的氧化鋁殘?jiān)c鹽酸反應(yīng)回收三氯化鋁;將步驟(2)過(guò)濾得到的氯化銨溶液直接回收再利用;將步驟(3)熱解過(guò)程產(chǎn)生的氨氣用稀鹽酸吸收,實(shí)現(xiàn)氯化銨的回收再使用。
步驟(3)得到的產(chǎn)品的xrd衍射譜圖與圖1相似,產(chǎn)品純度經(jīng)分析為99.990%。
實(shí)施例4:
一種五氧化二釩的提純方法,包括如下步驟:
(1)氯化:將原料純度為96.5%的工業(yè)級(jí)五氧化二釩17.2g與無(wú)水三氯化鋁按照摩爾比1:3混合,反應(yīng)溫度為180℃,反應(yīng)5h,得到三氯氧釩氣體和氧化鋁殘?jiān)?,將三氯氧釩氣體冷凝,收集到三氯氧釩液體19.87g;
(2)水解:將5ml三氯氧釩水解于130ml稀氨水(1+2)溶液中,過(guò)濾得到偏釩酸銨5.16g和濾液,濾液為強(qiáng)堿性ph為9;
(3)熱解:將偏釩酸銨在純凈空氣氣氛中、500℃煅燒3h,得到橙黃色五氧化二釩產(chǎn)品3.75g和氨氣;
(4)副產(chǎn)物回收:將步驟(1)得到的氧化鋁殘?jiān)c鹽酸反應(yīng)回收三氯化鋁;將步驟(2)過(guò)濾得到的氯化銨溶液直接回收再利用;將步驟(3)熱解過(guò)程產(chǎn)生的氨氣用稀鹽酸吸收,實(shí)現(xiàn)氯化銨的回收再使用。
步驟(3)得到的產(chǎn)品的xrd衍射譜圖與圖1相似,產(chǎn)品純度經(jīng)分析為99.993%。
實(shí)施例5:
一種五氧化二釩的提純方法,包括如下步驟:
(1)氯化:將原料純度為97.5%的工業(yè)級(jí)五氧化二釩17.1g與無(wú)水三氯化鋁按照摩爾比1:5混合,反應(yīng)溫度為150℃,反應(yīng)5h,得到三氯氧釩氣 體和氧化鋁殘?jiān)?,將三氯氧釩氣體冷凝,收集到三氯氧釩液體25.12g;
(2)水解:將5ml三氯氧釩水解于150ml稀氨水(1+2)溶液中,過(guò)濾,得到偏釩酸銨5.15g和濾液,濾液為強(qiáng)堿性ph為10;
(3)熱解:將偏釩酸在純凈空氣氣氛中、400℃煅燒5h,得到橙黃色五氧化二釩產(chǎn)品3.99g和氨氣;
(4)副產(chǎn)物回收:將步驟(1)得到的氧化鋁殘?jiān)c鹽酸反應(yīng)回收三氯化鋁;將步驟(2)過(guò)濾得到的氯化銨溶液直接回收再利用;將步驟(3)熱解過(guò)程產(chǎn)生的氨氣用稀鹽酸吸收,實(shí)現(xiàn)氯化銨的回收再使用。
步驟(3)得到的產(chǎn)品的xrd衍射譜圖與圖1相似,產(chǎn)品純度經(jīng)分析為99.994%。
實(shí)施例6:
一種五氧化二釩的提純方法,包括如下步驟:
(1)氯化:將原料純度為98%的工業(yè)級(jí)五氧化二釩17.0g與無(wú)水三氯化鋁按照摩爾比1:3混合,反應(yīng)溫度為200℃,反應(yīng)0.5h,得到三氯氧釩氣體和殘?jiān)?,將三氯氧釩氣體冷凝,收集到三氯氧釩液體8.07g;
(2)水解:將5ml三氯氧釩水解于200ml氯化銨(ph為10),過(guò)濾,得到偏釩酸銨5.16g和濾液,濾液為弱堿性ph為8;
(3)熱解:將偏釩酸銨在純凈空氣氣氛中、550℃煅燒4h,得到橙黃色五氧化二釩產(chǎn)品3.75g和氨氣;
(4)副產(chǎn)物回收:將步驟(1)得到的殘?jiān)c鹽酸反應(yīng)回收三氯化鋁;將步驟(2)過(guò)濾得到的氯化銨溶液直接回收再利用;將步驟(3)熱解過(guò)程產(chǎn)生的氨氣用稀鹽酸吸收,實(shí)現(xiàn)氯化銨的回收再使用。
步驟(3)得到的產(chǎn)品的xrd衍射譜圖與圖1相似,產(chǎn)品純度經(jīng)分析 為99.997%。
實(shí)施例7:
一種五氧化二釩的提純方法,包括如下步驟:
(1)氯化:將原料純度為97%的工業(yè)級(jí)五氧化二釩17.1g與無(wú)水三氯化鋁按照摩爾比1:4混合,反應(yīng)溫度為170℃,反應(yīng)4h,得到三氯氧釩氣體和氧化鋁殘?jiān)?,將三氯氧釩氣體冷凝,收集到三氯氧釩液體25.12g;
(2)水解:將5ml三氯氧釩水解于100ml硫酸銨溶液中(ph為9),過(guò)濾,得到多釩酸銨1.05g和濾液,濾液為強(qiáng)酸性ph為1;
(3)熱解:將多釩酸銨在純凈空氣氣氛中、500℃煅燒3h,得到橙黃色五氧化二釩產(chǎn)品0.93g和氨氣;
(4)副產(chǎn)物回收:將步驟(1)得到的氧化鋁殘?jiān)c鹽酸反應(yīng)回收三氯化鋁;將步驟(2)過(guò)濾得到的氯化銨溶液直接回收再利用;將步驟(3)熱解過(guò)程產(chǎn)生的氨氣用稀鹽酸吸收,實(shí)現(xiàn)氯化銨的回收再使用。
步驟(3)得到的產(chǎn)品的xrd衍射譜圖與圖1相似,產(chǎn)品純度經(jīng)分析為99.991%。
實(shí)施例8:
一種五氧化二釩的提純方法,除步驟(2)為:將5ml三氯氧釩水解于240ml氯化銨(ph為10),過(guò)濾,得到偏釩酸銨5.16g和濾液,濾液為弱堿性ph為9外,其余與實(shí)施例6相同。
得到的產(chǎn)品的xrd衍射譜圖與圖1相似,產(chǎn)品純度經(jīng)分析為99.998%。
實(shí)施例9:
一種五氧化二釩的提純方法,除步驟(2)為:將5ml三氯氧釩水解于 270ml氯化銨(ph為10),過(guò)濾,得到偏釩酸銨5.17g和濾液,濾液為弱堿性ph為10外,其余與實(shí)施例6相同。
步驟(3)得到的產(chǎn)品的xrd衍射譜圖與圖1相似,產(chǎn)品純度經(jīng)分析為99.996%。
實(shí)施例10
一種五氧化二釩的提純方法,除步驟(2)為:將5ml三氯氧釩水解于150ml硫酸銨溶液中(ph為9),過(guò)濾,得到多釩酸銨1.07g和濾液,濾液為強(qiáng)酸性ph為3外,其余與實(shí)施例7相同。
步驟(3)得到的產(chǎn)品的xrd衍射譜圖與圖1相似,產(chǎn)品純度經(jīng)分析為99.994%。
實(shí)施例11:
一種五氧化二釩的提純方法,除步驟(2)為:將5ml三氯氧釩于90ml稀氨水(1+2)中水解,過(guò)濾得到偏釩酸銨5.98g和濾液,濾液的ph約為7外,其余與實(shí)施例1相同。
步驟(3)得到的產(chǎn)品的x射線衍射譜圖與圖1相似,純度經(jīng)分析為99.994%。
實(shí)施例12:
一種五氧化二釩的提純方法,除步驟(2)為:將5ml三氯氧釩水解于150ml高純水中,液固分離得到多釩酸0.15g和濾液,濾液為強(qiáng)酸性ph為3外,其余與實(shí)施例2相同。
步驟(3)得到的產(chǎn)品的xrd衍射譜圖與圖1相似,純度經(jīng)分析為99.992%。
對(duì)比例1
除步驟(1)中的反應(yīng)溫度為145℃外,其余的步驟與實(shí)施例1相同。
僅收集到三氯氧釩1.53g,三氯氧釩全部水解,煅燒,所得五氧化二釩產(chǎn)品純度為99.897%。
對(duì)比例2
除步驟(1)中的反應(yīng)溫度為205℃外,其余的步驟與實(shí)施例1相同。
步驟(3)得到的產(chǎn)品為紅棕色五氧化二釩,其純度為99.850%。
對(duì)比例3
除將步驟(1)中的惰性氣體替換為空氣外,其余步驟與實(shí)施例1相同。
僅收集到三氯氧釩5.24g且收集器底部有些磚紅色沉淀物,步驟(3)得到的產(chǎn)品純度為99.910%。
申請(qǐng)人聲明,以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了,任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。