一种沉钒的方法和五氧化二钒的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种沉钒的方法，其特征在于，该方法包括将酸性钒酸根离子溶液在密闭条件下进行加热处理，加热处理的温度为90-250℃，时间为0.5-5h。本发明专利技术还提供了一种五氧化二钒的制备方法，其特征在于，采用本发明专利技术提供的沉钒的方法将酸性钒酸根离子进行沉钒，然后将沉钒所得固体干燥后焙烧。本发明专利技术方法，与现有沉钒工艺中水解沉钒相比，沉钒条件容易实现；沉钒率高，沉钒速度快；本发明专利技术方法与铵盐沉钒法相比，减少了沉淀废水中难于处理的盐分含量，具有重要的环保意义，且不需加入铵盐即可完成沉钒过程，降低了成本；本发明专利技术提供的沉钒的方法，工艺简单，可广泛应用于工业生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种沉钒的方法和包括该沉钒的方法的五氧化二钒的制备方法。
技术介绍
沉钒主要有水解沉钒法和铵盐沉钒法两种方法。水解沉钒法是钒酸钠溶液随着溶液酸性增加逐步水解，生成多钒酸钠的过程，这是工业上最早应用的方法，该方法是向钒酸钠溶液中加入热硫酸，调节pH值到I. 7-1. 9，在加热煮沸并搅拌的条件下沉淀出红棕色的多钒酸钠，该方法沉钒条件苛刻，需要耗费大量的酸才能达到I. 7-1. 9的pH值，且沉钒率较低。 因此，目前工业生产中常用的沉钒方法是铵盐沉钒法。即在一定条件下向含钒浸出液中加入水溶性的铵盐，包括氯化铵、硫酸铵和硝酸铵等，可使钒以偏钒酸铵或多钒酸铵形式从溶液中析出。然后经煅烧得v205。根据沉钒的pH值的不同，铵盐沉钒法可分为弱碱性铵盐沉钒、弱酸性铵盐沉钒和强酸性铵盐沉钒，但目前世界范围内最常用的铵盐沉钒工艺主要有弱碱性铵盐沉钒工艺与强酸性铵盐沉钒工艺。弱碱性铵盐沉钒法基于弱碱性偏钒酸盐溶液与铵盐作用生成偏钒酸铵(NH4VO3)的反应，并在低温下结晶析出，所以此法又称偏钒酸铵沉钒法。pH = 8 9时，溶液中的钒主要以偏钒酸根(简化为V03_)形式存在。当向钒溶液中加入水溶性的铵盐时，将发生复分解反应，生成偏钒酸铵，在低温下偏钒酸铵的溶解度急剧降低而结晶析出。弱碱性铵盐沉钒法沉淀反应时间很长；高的铵盐消耗有利于钒的充分沉淀析出。强酸性铵盐沉钒工艺是将钒酸盐溶液添加酸调节pH值2. 0-2. 5，然后加入水溶性的铵盐，在高温下沉淀生成橘黄色的多钒酸铵((NH4)2V6O16)沉淀。该工艺与偏钒酸铵沉淀相比，需要的铵盐消耗量较低，但需要更高的操作温度。铵盐沉钒过程中，除了生成钒酸铵沉淀外，还同时生成了大量的盐分，例如硫酸铵等，生成的盐分进入沉淀废水中，环境污染严重，给废水的处理带来了极大的困难，而且铵耗也较大，能耗高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有沉钒工艺中水解沉钒的沉钒条件苛刻，铵盐沉钒的沉淀废水含有硫酸铵等盐分，废水难于处理，环境污染严重的缺陷，提供一种新的沉钒方法。本专利技术的专利技术人在研究中意外发现，在密闭条件下和酸性条件下，提高钒酸根离子溶液的温度至90-250°C，即可使钒水解沉淀以多钒酸盐的形式析出。因此，为了实现上述目的，本专利技术提供了一种沉钒的方法，其特征在于，该方法包括将酸性钒酸根离子溶液在密闭条件下进行加热处理，加热处理的温度为90-250°C，时间为O. 5-5h。本专利技术提供的沉钒的方法，只要在密闭条件下和酸性条件下，在90-250°C温度下进行，即可实现沉钒，与现有沉钒工艺中水解沉钒相比，沉钒条件容易实现；沉钒率高，沉钒速度快；本专利技术方法与铵盐沉钒法相比，减少了沉淀废水中难于处理的盐分含量，具有重要的环保意义，且不需加入铵盐即可完成沉钒过程，降低了成本；本专利技术提供的沉钒的方法，工艺简单，可广泛应用于工业生产。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施例方式以下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。一方面，本专利技术提供了一种沉钒的方法，该方法包括将酸性钒酸根离子溶液在密闭条件下进行加热处理，加热处理的温度为90-250°C，时间为O. 5-5h。根据本专利技术，尽管加热处理的温度为90-250°C，时间为O. 5_5h即可实 现本专利技术的目的，但优选情况下，加热处理的温度为100-200°C，时间为l_2h，可以进一步提高沉钒率。为了使沉淀出的多钒酸盐更加均匀，进一步减少杂质含量，加热处理优选为恒温加热处理。为了进一步加速沉钒速度，加热处理优选在搅拌条件下进行。酸性钒酸根离子溶液的pH值优选为O. 5-5. 5。对于酸性钒酸根离子溶液的制备方法无特殊要求，可以采用本领域常用的各种方法使钒酸根离子溶液呈酸性，例如可以采用向钒酸根离子溶液中加入酸溶液的方法。对于加入的酸溶液可以是各种能够使钒酸根离子溶液达到上述pH值且不对沉钒效果产生不利影响的各种酸溶液，优选为硫酸溶液。所述酸溶液的浓度没有特别限定，只要能够将PH值调节至上述范围即可。本专利技术中，钒酸根离子溶液中钒酸根离子的浓度优选为O. 5-0. 68摩尔/升。本领域技术人员应该理解的是，本专利技术中的钒酸根离子溶液为沉钒合格液，优选为钒酸钠溶液。所述钒酸钠溶液例如可以通过钠化焙烧工艺得到，如可以将磨矿粒度为106-180 μ m的石煤与氯化钠混合均匀放入流化床炉中，氯化钠的用量为石煤用量的10-20重量％，在800-850°C下焙烧2-2. 5h制得钒酸钠，然后用去离子水溶解后过滤，再制备成不同浓度的fL酸钠溶液。采用本专利技术提供的上述方法，当所述钒酸根离子溶液为钒酸钠溶液时，沉钒后所得的固体为多钒酸钠，将该固体焙烧后能够获得五氧化二钒。沉钒后所得的固体也俗称“红饼”，一般用通式XNa2O · yV205 · ηΗ20来表示，Na2O的含量越低即x相对越小，则后续焙烧后得到的五氧化二钒的纯度越高，一般地认为Na2O的含量低于5重量％是可接受的。因此，另一方面，本专利技术提供了一种五氧化二钒的制备方法，该方法包括采用上述的沉钒的方法将酸性钒酸根离子进行沉钒，然后将沉钒所得固体干燥后焙烧。本专利技术将沉钒所得固体干燥后焙烧制得五氧化二钒的具体方法没有特别要求，可以采用本领域常用的各种方法，例如可以将沉钒所得固体用去离子水进行洗涤，洗涤后在60-100°C下干燥3-5h，然后在360-600°C下焙烧3_5h制得五氧化二钒固体。以上详细描述了本专利技术的优选实施方式，但是，本专利技术并不限于上述实施方式中的具体细节，在本专利技术的技术构思范围内，可以对本专利技术的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本专利技术的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本专利技术对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本专利技术的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本专利技术的思想，其同样应当视为本专利技术所公开的内容。实施例以下的实施例将对本专利技术作进一步的说明，但并不因此限制本专利技术。本专利技术中沉钒率是指沉钒所得固体中钒的含量占钒酸根离子溶液中钒的含量的比率。实施例I该实施例用来说明本专利技术提供的沉钒方法和五氧化二钒的制备方法。用硫酸将钒酸钠溶液(钒酸根离子浓度为O. 6摩尔/升)的pH值调到2. 5，然后倒入反应釜中，反应釜中配备有搅拌装置，拧紧螺栓使反应釜密闭后，将反应釜置于150°C 烘箱中恒温加热I. 5h，并不断搅拌，随后进行过滤，将沉钒所得固体取出，用去离子水洗涤，洗涤后放入80°C烘箱中干燥4h，然后在480°C下焙烧4h制得五氧化二钒固体。沉钒率和制得的五氧化二钒的纯度见表I。实施例2该实施例用来说明本专利技术提供的沉钒方法和五氧化二钒的制备方法。用硫酸将钒酸钠溶液(钒酸根离子浓度为O. 5摩尔/升)的pH值调到O. 5，然后倒入反应釜中，反应釜中配备有搅拌装置，拧紧螺栓使反应釜密闭后，将反应釜置于200°C烘箱中恒温加热lh，并不断搅拌，随后进行过滤，将沉钒所得固体取出，用去离子水洗涤，洗涤后放入100°C烘箱中干燥3h，然后在600°C下焙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沉钒的方法，其特征在于，该方法包括将酸性钒酸根离子溶液在密闭条件下进行加热处理，加热处理的温度为90？250℃，时间为0.5？5h。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马伟，邓孝伯，程子洪，刘丰强，王天罡，韦林森，吴志敏，李千文，
申请(专利权)人：攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司，攀钢集团攀枝花钢钒有限公司，大连理工大学，
类型：发明
国别省市：