一种熔融挥发提纯五氧化二钒的方法技术

本发明专利技术涉及钒冶金技术领域，公开了一种熔融挥发提纯五氧化二钒的方法。该方法包括以下步骤：(1)将五氧化二钒在800～1500℃条件下熔化形成液态熔池；(2)维持液态熔池温度使液态五氧化二钒转变为五氧化二钒蒸气；(3)以0.15～0.2Mpa的压力从液态熔池的底部向液态熔池中通入气体，五氧化二钒蒸气从所述液态熔池中挥发并冷却降温至120～450℃，得到纯度不低于99.9％的五氧化二钒。本发明专利技术根据五氧化二钒与杂质氧化物熔点和饱和蒸汽压的差异性，采用熔池底部供气鼓泡加快五氧化二钒蒸气挥发从而分离提纯制备高纯五氧化二钒，过程中没有使用化学，也无废水产生，工艺简单，生产成本低。生产成本低。生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种熔融挥发提纯五氧化二钒的方法


[0001]本专利技术涉及钒冶金
，具体涉及一种熔融挥发提纯五氧化二钒的方法。

技术介绍

[0002]五氧化二钒广泛应用于钢铁、化工、航空航天、能源等领域。随着材料领域的发展，钒电解液、钒铝合金、金属钒、钒催化剂等高端含钒材料对原料五氧化二钒的纯度要求越来越高，高纯五氧化二钒市场需求量也呈快速增长趋势。目前，高纯五氧化二钒制备有化学沉淀法、溶液萃取法、氯化法等方法。
[0003]CN112209441A公开了一种偏钒酸铵提纯制备高纯五氧化二钒的方法，其通过碱溶偏钒酸铵、钒液陈化、水解沉钒、返溶沉钒得到纯度大于99.8％的偏钒酸铵，再通过煅烧脱氨得到高纯五氧化二钒。该方法采用二次溶解、一次吸附除杂、二次沉淀、一次煅烧脱氨的方法获得了高纯五氧化二钒，过程中使用了氢氧化钠、硫酸、氨水等化学药剂，因此，该工艺具有工艺流程长、药剂用量大且产生的废水处理难度大的不足。
[0004]CN111057876A公开了一种用微乳液萃取制备高纯五氧化二钒的方法，其通过调节pH、微乳液制备、萃取、负载微乳相洗涤、反萃、碱性铵盐沉钒、煅烧脱氨得到高纯五氧化二钒，过程中使用了有机萃取剂、煤油、氢氧化钠、氯化钠、硫酸、硫酸铵或氯化铵等化学药剂，因此，该工艺也存在工艺流程长、药剂用量大且产生的废水处理难度大的不足。
[0005]CN103130279B公开了一种氯化法生产高纯五氧化二钒方法，其先将含钒物质和碳单质混合均匀经烘干加入到反应器中，先后通过氯化、精馏、水解和后处理后等到高纯五氧化二钒，该工艺虽然减少了传统湿法冶金过程中形成的工业有害废水，整个生产过程工艺简单，基本无废物产生，但采用氯气存在安全风险。
[0006]综上所述，现有高纯五氧化二钒制备方法存在工艺流程长，药剂消耗大、环境污染、杂质去除不彻底等问题，因此，开发一种工艺简单、安全环保、低成本的高纯五氧化二钒制备方法十分必要。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的高纯五氧化二钒制备方法存在工艺流程长，药剂消耗大、污染环境、杂质去除不彻底的问题，提供一种熔融挥发提纯五氧化二钒的方法，该专利技术根据五氧化二钒与杂质氧化物熔点和饱和蒸汽压的差异性，在保证V2O5不发生分解反应的条件下，使其熔化形成液态熔池，温度高于熔点后五氧化二钒饱和蒸气压将快速增加，通过熔池底部供气鼓泡加快五氧化二钒的挥发速率，而杂质元素难以挥发，从而实现五氧化二钒换热杂质杂的高效分离，通过五氧化二钒蒸气冷凝收集得到高纯五氧化二钒。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供一种熔融挥发提纯五氧化二钒的方法，该方法包括以下步骤：
[0009](1)将五氧化二钒在800～1500℃条件下熔化形成液态熔池；
[0010](2)维持液态熔池温度使液态五氧化二钒转变为五氧化二钒蒸气；
[0011](3)以0.15～0.2Mpa的压力从液态熔池的底部向液态熔池中通入气体，五氧化二钒蒸气从所述液态熔池中挥发并冷却降温至120～450℃，得到纯度不低于99.9％的五氧化二钒。
[0012]优选地，所述方法还包括：
[0013](4)当液态熔池液位降低至步骤(1)所述液态熔池液位初始值的0.05～0.10倍时，排空液态熔池中的剩余物料；
[0014](5)重复步骤(1)～(4)，进行连续生产。
[0015]优选地，在步骤(1)中，所述五氧化二钒的纯度≤99.5％，杂质含量≥0.5质量％。
[0016]更优选地，所述杂质包括Fe、Cr、Mn、Si、Na、K、P和S中的至少一种。
[0017]优选地，在步骤(1)中，将五氧化二钒在850～1300℃条件下熔化形成液态熔池。
[0018]优选地，在步骤(3)中，以0.16～0.19Mpa的压力向液态熔池中通入气体。
[0019]优选地，在步骤(3)中，向液态熔池中通入的气体为氩气、氦气、氧气、氮气或空气中的至少一种。
[0020]优选地，在步骤(3)中，五氧化二钒蒸气通过循环冷却水冷却降温。
[0021]优选地，所述方法在五氧化二钒提纯装置中实施，所述五氧化二钒提纯装置包括依次设置的熔化炉、冷凝器和尾气处理系统，
[0022]所述熔化炉的顶部设置有加料口，四周和底部设置有多个加热元件，所述熔化炉的底部还设置有出料口和供气系统；
[0023]所述冷凝器包括冷却通道，所述冷却通道的上内壁和下内壁分别间隔设置有多个冷凝器隔板，所述冷却通道的顶部外侧设置有冷却水进口、冷却水通道和冷却水出口，所述冷却通道的底部连续可拆卸设置有多个收集器。
[0024]优选地，相邻两个所述冷凝器隔板之间的间隔为20～80cm。
[0025]优选地，所述冷却通道的底部连续可拆卸设置有3～8收集器。
[0026]优选地，所述方法包括以下步骤：
[0027]S1、将五氧化二钒从所述加料口加入所述熔化炉中，关闭加料口，然后对所述熔化炉加热升温，五氧化二钒在800～1500℃条件下熔化形成液态熔池；
[0028]S2、持续对所述熔化炉加热维持液态熔池温度，将液态五氧化二钒转变为五氧化二钒蒸气；
[0029]S3、开启所述供气系统，以0.15～0.2Mpa的压力从所述液态熔池的底部向所述液态熔池中通入所述气体，五氧化二钒蒸气从所述液态熔池中挥发并在所述冷却通道中冷却降温至120～450℃，所述收集器内得到纯度不低于99.9％的五氧化二钒。
[0030]优选地，所述方法还包括：
[0031]S4、当液态熔池液位降低至步骤S2所述液态熔池液位初始值的0.05～0.10倍时，关闭供气系统，停止加热，打开出料口，排空液态熔池中的剩余物料；
[0032]S5、关闭出料口，重复步骤S1～S4，进行连续生产。
[0033]本专利技术根据五氧化二钒与杂质氧化物熔点和饱和蒸汽压的差异性，采用熔池底部供气鼓泡加快五氧化二钒蒸气挥发从而分离提纯制备高纯五氧化二钒，过程中没有使用化学，也无废水产生，工艺简单，生产成本低，仅通过一步加热挥发分离即可得到高纯五氧化
二钒，与其它五氧化二钒生产工艺相比，在安全环保、经济成本方面具有明显优势。
附图说明
[0034]图1是本专利技术所述的五氧化二钒提纯装置示意图。
[0035]附图标记说明
[0036]10熔化炉；11加料口；12加热元件；13出料口；14供气系统；
[0037]20冷凝器；21冷却通道；22冷凝器隔板；23冷却水进口；24冷却水通道；25冷却水出口；26收集器；
[0038]30尾气处理系统。
具体实施方式
[0039]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0040]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔融挥发提纯五氧化二钒的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将五氧化二钒在800～1500℃条件下熔化形成液态熔池；(2)维持液态熔池温度使液态五氧化二钒转变为五氧化二钒蒸气；(3)以0.15～0.2Mpa的压力从液态熔池的底部向液态熔池中通入气体，五氧化二钒蒸气从所述液态熔池中挥发并冷却降温至120～450℃，得到纯度不低于99.9％的五氧化二钒。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：(4)当液态熔池液位降低至步骤(1)所述液态熔池液位初始值的0.05～0.10倍时，排空液态熔池中的剩余物料；(5)重复步骤(1)～(4)，进行连续生产。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述五氧化二钒的纯度≤99.5％，杂质含量≥0.5质量％；优选地，所述杂质包括Fe、Cr、Mn、Si、Na、K、P和S中的至少一种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，将五氧化二钒在850～1300℃条件下熔化形成液态熔池；优选地，在步骤(3)中，以0.16～0.19Mpa的压力向液态熔池中通入气体。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，向液态熔池中通入的气体为氩气、氦气、氧气、氮气或空气中的至少一种。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，五氧化二钒蒸气通过循环冷却水冷却降温。7.根据权利要求1
‑
6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法在五氧化二钒提纯装置中实施，所述五氧化二钒提纯装置包括依次设置的熔化炉(10)、冷凝器(20)和尾气处理系统(30)，所述熔化炉(10)的顶部设置有加料口(11)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：师启华，涂忠兵，尹丹凤，高雷章，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：