制备五氧化二钒的方法技术

本发明专利技术涉及制备五氧化二钒的方法，属于湿法冶金领域。本发明专利技术解决的技术问题是提供制备五氧化二钒的方法。本发明专利技术的方法，将多钒酸铵返溶除氨气后调pH值到10～13之间沉降除杂，用乙醇结晶析出多钒酸钠固体，返溶多钒酸钠固体后沉偏钒酸铵，焙烧得到99.9％纯度五氧化二钒。与现有技术相比，本发明专利技术工艺简单，操作方便，对设备要求不高；得到的五氧化二钒纯度高，应用范围广；氨气回收利用，乙醇经过精馏循环利用，物料损耗少，节约了成本；废液归入钒厂沉多钒酸铵工序，实现了废弃物循环利用，减少了污染，促进环保和废弃资源综合利用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，属于湿法冶金领域。本专利技术解决的技术问题是提供。本专利技术的方法，将多钒酸铵返溶除氨气后调pH值到10～13之间沉降除杂，用乙醇结晶析出多钒酸钠固体，返溶多钒酸钠固体后沉偏钒酸铵，焙烧得到99.9％纯度五氧化二钒。与现有技术相比，本专利技术工艺简单，操作方便，对设备要求不高；得到的五氧化二钒纯度高，应用范围广；氨气回收利用，乙醇经过精馏循环利用，物料损耗少，节约了成本；废液归入钒厂沉多钒酸铵工序，实现了废弃物循环利用，减少了污染，促进环保和废弃资源综合利用。【专利说明】
本专利技术涉及，属于湿法冶金领域。
技术介绍
高纯五氧化二钒（即纯度99. 9%及其以上的五氧化二钒）主要用于钒的高端产品 领域，常用来制备含钒催化剂、医用硫酸氧钒、钒电池用电解液、金属钒产品等方面，目前需 求量不是很大，国内年需求约2000吨，但价格昂贵、附加值高，且有大量应用的前景。 目前制备99. 9%纯度的五氧化二钒主要有四种方法：第一种方法是石煤提钒得 到的含钒溶液经过多次萃取操作，得到纯度极高的含钒溶液，沉偏钒酸铵后焙烧得到五氧 化二钒；第二种方法是含钒催化剂返溶后经过萃取或树脂吸附除杂，沉钒得到纯度极高的 偏钒酸铵，焙烧后得到五氧化二钒。目前市面上供应的99. 9%纯度以上的五氧化二钒主要 来自于以上两种方法生产的产品。但以上两种方法均存在产品杂质硅含量高的缺陷，并且 第一种方法还存在反复操作次数多，工艺路线长等缺陷，第二方法还存在原料来源少，产量 低的缺陷。 第三种方法是钒钛磁铁矿提取的含钒溶液通过化学试剂除硅、钙等杂质后，经过 三次以上反复的返溶沉钒操作，得到纯度极高的偏钒酸铵，焙烧后得到五氧化二钒。该方法 存在操作次数多，工艺路线长，收率低，成本高等缺陷。 第四种方法是多钒酸铵用碱返溶后，调pH值除硅，酸解沉钒得到水解红钒，再用 碱返溶后沉偏钒酸铵，焙烧后得到五氧化二钒。该方法除杂彻底但对设备要求高，工艺操作 不方便。 专利CN102730757A公开了一种用偏钒酸铵制备高纯五氧化二钒的方法，该方法 首先将粗偏钒酸铵在水中加热溶解，溶解后用碱调节PH值至8?10,再加除杂剂除杂，过滤 后得偏f凡酸钠溶液，在偏f凡酸钠溶液中加入氨水或按盐沉淀得偏f凡酸按沉淀，偏轨酸按沉 淀经脱水后用稀铵盐溶液水洗，水洗后再经脱水、焙烧得高纯五氧化二钒。该方法需要外加 除杂剂除杂，操作复杂，成本较高且产品杂质含量高。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供。 本专利技术，包括如下步骤： a、将多f凡酸按与氢氧化钠溶液反应，得反应液A，其中，反应温度为80?100°C，反 应时间为2h以上，反应结束后反应液A的pH值为10. 0?13. 0 ; b、将反应液A静置，取上层澄清液，往上层澄清液中加入乙醇，按体积比乙醇：上 层澄清液=1:1?1:5,静置30?60min，过滤，洗涤后得多钒酸钠固体； c、将步骤b得到的多钒酸钠固体溶解于高纯水中，得含钒溶液，加入铵盐，按摩尔 比，NH4+:V = 2. 3?4. 5:1，在45?65°C温度下搅拌沉钒0. 5?2h，静置冷却后过滤，洗涤 后得偏I凡酸按固体； d、处理偏钒酸铵固体，得到五氧化二钒。 其中，步骤a中的氢氧化钠溶液浓度为60?80g/L。 其中，步骤a中多钒酸铵与氢氧化钠溶液反应产生的氨气经硫酸溶液吸收制备成 硫酸铵溶液回收，回收后用于沉多钒酸铵或偏钒酸铵。 其中，步骤b中反应液A静置30?40h，取上层澄清液；步骤b中的洗涤采用体积 浓度30?80%的乙醇溶液洗涤3次。 其中，步骤b中过滤和洗涤的滤液经蒸馏分离，分离出的乙醇返回步骤b中使用， 蒸馏剩下的废液用于沉多钒酸铵。 其中，步骤c中含f凡溶液的f凡浓度为30?130g/L，优选为40?70g/L ;步骤c中 的洗涤采用饱和碳酸氢铵溶液洗涤3次。 其中，步骤b和步骤c中的过滤为抽滤。 其中，步骤d所述处理偏钒酸铵固体的步骤为：将步骤c得到的偏钒酸铵固体烘 干，粉碎后在500?550°C温度条件下焙烧1. 5?2. 5h，得到五氧化二钒。 本专利技术将多钒酸铵返溶除氨气后调pH值到10?13之间沉降除杂，用乙醇结晶析 出多钒酸钠固体，返溶多钒酸钠固体后沉偏钒酸铵，焙烧得到99. 9%纯度五氧化二钒。与现 有技术相比，本专利技术具有如下优势： 1)工艺简单，操作方便，对设备要求不高； 2)本专利技术得到的五氧化二钒纯度高，应用范围广； 3)氨气回收利用，乙醇经过精馏循环利用，物料损耗少，节约了成本； 4)废液归入钒厂沉多钒酸铵工序，实现了废弃物循环利用，减少了污染，促进环保 和废弃资源综合利用。 【具体实施方式】 本专利技术，包括如下步骤： a、将多钒酸铵与氢氧化钠溶液反应，得反应液A，其中，反应温度为80?100°C，反 应时间为2h以上，反应结束后反应液A的pH值为10. 0?13. 0 ;此时，多f凡酸按与氢氧化 钠反应将会产生氨气，为了使多钒酸铵充分反应，氢氧化钠的用量应稍微过量，控制反应后 反应液A的pH值即可控制氢氧化钠的加入量，保证反应液A的pH值为10. 0?13. 0更有 利于沉降除杂。 b、将反应液A静置，取上层澄清液，往上层澄清液中加入乙醇，按体积比，乙醇：上 层澄清液=1:1?5,静置30min以上，过滤，洗涤后得多钒酸钠固体；而多钒酸钠固体不溶 于乙醇，因此，可采用乙醇来沉淀得到多钒酸钠固体。 c、将步骤b得到的多钒酸钠固体溶解于高纯水中，得含钒溶液，加入铵盐，按摩尔 比，NH4+:V = 2. 3?4. 5:1，在45?65°C温度下搅拌沉钒0. 5?2h，静置冷却后过滤，洗涤 后得偏钒酸铵固体；所述高纯水为化学纯度极高的水，其中的杂质的含量小于〇. lmg/L，采 用高纯水是为了尽可能的避免引入杂质，以得到高纯度的偏钒酸铵。 d、处理偏钒酸铵固体，得到高纯五氧化二钒。 本专利技术的原料多钒酸铵为粗多钒酸铵，纯度95%?98%，含有硅、钙、铬、镁、铁等 多种杂质。 本专利技术，反应液A中的多钒酸钠溶于水，而杂质不溶于水， 静置后反应液A将会分层，取上层澄清液进行后续操作，可以去除反应液A中的杂质。为了 保证充分沉降除杂，步骤a中的氢氧化钠溶液浓度优选为60?80g/L，步骤b中反应液A静 置30h以上，取上层澄清液。为了节约时间，提高效率，优选为反应液A静置30?40h。 进一步的，为了提高多钒酸钠固体的得率，从而提高五氧化二钒的收率，步骤b中 的洗涤优选采用体积浓度30?80%的乙醇溶液洗涤3次。 进一步的，为了提高五氧化二钒的纯度以及收率，步骤c中含钒溶液的钒浓度为 30?130g/L，优选为40?70g/L ;步骤c中的洗绦采用饱和碳酸氢按溶液洗绦3次。 进一步的，为了降低成本，提高物料利用率，步骤a中多钒酸铵与氢氧化钠溶液反 应产生的氨气经高浓度硫酸溶液吸收制备成硫酸铵溶液回收，回收后用于沉多钒酸铵或偏 钒酸铵。为了提高吸收效率，所述硫酸溶液优选为70 %以上质量浓度的硫酸溶液。 步骤b中过滤和洗涤的滤液经精馏塔蒸馏分离，分离出本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备五氧化二钒的方法，其特征在于包括如下步骤：a、将多钒酸铵与氢氧化钠溶液反应，得反应液A，其中，反应温度为80～100℃，反应时间为2h以上，反应结束后反应液A的pH值为10.0～13.0；b、将反应液A静置，取上层澄清液，往上层澄清液中加入乙醇，按体积比乙醇:上层澄清液＝1:1～1:5，静置30～60min，过滤，洗涤后得多钒酸钠固体；c、将步骤b得到的多钒酸钠固体溶解于高纯水中，得含钒溶液，加入铵盐，按摩尔比，NH4+:V＝2.3～4.5:1,在45～65℃温度下搅拌沉钒0.5～2h,静置冷却后过滤，洗涤后得偏钒酸铵固体；d、处理偏钒酸铵固体，得到五氧化二钒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文龙，彭穗，曹敏，李道玉，毛凤娇，杨林江，
申请(专利权)人：攀钢集团研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51