專利名稱：一種硫酸氧釩的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硫酸氧釩的制備方法，具體地講，涉及一種利用偏釩酸銨制備硫 酸氧釩的方法。
背景技術(shù)：
硫酸氧釩又稱硫酸釩酰，其化學(xué)式為V0S04。硫酸氧釩是一種具有廣泛用途的化工 原料，主要用作染織的媒染劑、玻璃和陶瓷的著色劑以及釩電池中的電解液。另外，硫酸氧 釩可以促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成并幫助輸送營(yíng)養(yǎng)，因此，硫酸氧釩在醫(yī)藥行業(yè)中也有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的硫酸氧釩的制備工藝是以五氧化二釩(V2O5)或三氧化二釩(V2O3)為原料， 將五氧化二釩中的五價(jià)釩還原成四價(jià)釩，或?qū)⑷趸C中的三價(jià)釩氧化成四價(jià)釩，然后 加入硫酸、結(jié)晶從而得到硫酸氧釩。公開(kāi)號(hào)為CN1491898A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種在硫 酸中加入V2O3和V2O5，然后通過(guò)過(guò)濾、蒸發(fā)結(jié)晶來(lái)制備硫酸氧釩的方法。上述方法都是以釩的氧化物作為原料來(lái)生產(chǎn)硫酸氧釩，釩的氧化物一般通過(guò)煅燒 偏釩酸銨來(lái)制備，該過(guò)程產(chǎn)生氨氣，因此造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種以偏釩酸銨為原料直接制備 硫酸氧釩的方法。根據(jù)本發(fā)明的制備硫酸氧釩的方法包括以下步驟將偏釩酸銨在密閉的反應(yīng)器內(nèi) 以540°C 600°C的溫度煅燒；向煅燒得到的產(chǎn)物中加入硫酸并通入SO2氣體，進(jìn)行加熱熬 煮；使加熱熬煮后得到的溶液結(jié)晶，從而得到硫酸氧釩。其中，加入的硫酸的質(zhì)量百分比濃度可以為63. 5% 82.9%。加入的硫酸可以通 過(guò)將水和98%濃硫酸混合得到。加入的水和98%濃硫酸的體積比可以為1 1 1 3。 水和98%濃硫酸總加入質(zhì)量與偏釩酸銨質(zhì)量比可以為0.8 1 2 1。煅燒的時(shí)間可以 為0.5小時(shí)至2. 5小時(shí)。加熱熬煮的溫度可以大于80°C。加熱熬煮的時(shí)間可以為30分鐘 至100分鐘。根據(jù)本發(fā)明的制備硫酸氧釩的方法以偏釩酸銨為原料，在硫酸氧釩的制備過(guò)程中 不產(chǎn)生環(huán)境污染物氨氣，并且有效地利用了工業(yè)中產(chǎn)生的SO2氣體，因此，該方法與現(xiàn)有技 術(shù)相比更環(huán)保。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照本發(fā)明的具體實(shí)施例詳細(xì)地描述本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的硫酸氧釩的制備方法是以偏釩酸銨為原料，采用以下步驟來(lái)完成 首先，將偏釩酸銨在密閉的反應(yīng)器內(nèi)以540°C 600°C的溫度煅燒；向煅燒得到的產(chǎn)物中加 入硫酸并通入SO2氣體，進(jìn)行加熱熬煮；使加熱熬煮后得到的溶液進(jìn)行結(jié)晶，從而得到硫酸氧釩。
在540°C 600°C的溫度下對(duì)偏釩酸銨進(jìn)行煅燒，可以使偏釩酸銨充分地分解為 V2O5和氨氣，并且得到的氨氣進(jìn)一步分解為氮?dú)夂蜌錃猓瑲錃鈱2O5還原成為V204。偏釩酸 銨在密閉煅燒之后得到的產(chǎn)物主要為V2O4以及少量未被還原的V2O5，向該產(chǎn)物中加入硫酸 可以使V2O4與硫酸反應(yīng)生成硫酸氧釩，通入SO2氣體可以使產(chǎn)物中未被還原的V2O5還原成 為V2O4，從而與硫酸作用生成硫酸氧釩，降低硫酸氧釩中的雜質(zhì)含量。其中，在密閉的容器 中煅燒偏釩酸銨還可以防止還原得到的V2O4重新被氧化為V205。在上述步驟中，煅燒時(shí)間可為0. 5小時(shí)至2. 5小時(shí)。在該時(shí)間范圍內(nèi)，偏釩酸銨可 以完全反應(yīng)。如果煅燒時(shí)間小于0. 5小時(shí)，則偏釩酸銨不能完全反應(yīng)，而如果煅燒時(shí)間超過(guò) 2. 5小時(shí)，則又會(huì)使能源產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)。加熱熬煮溫度可大于80°C，加熱熬煮時(shí)間可為 30分鐘至100分鐘。在大于80°C的溫度加熱熬煮，硫酸氧釩的合成效率高。另外，加熱熬 煮30分鐘至100分鐘可以完成硫酸氧釩的合成，而如果加熱熬煮的時(shí)間超過(guò)100分鐘，則 可能會(huì)使部分低價(jià)釩重新氧化成高價(jià)的釩。在上述步驟中，加入的硫酸量可以根據(jù)偏釩酸銨中的釩與硫酸最終形成硫酸氧釩 的化學(xué)計(jì)量來(lái)確定，但在實(shí)際操作中，實(shí)際加入量應(yīng)高于理論加入量，以使反應(yīng)充分地進(jìn) 行。加入的硫酸的質(zhì)量百分比濃度可以為63. 5% 82.9%。該硫酸可以通過(guò)將水和98% 濃硫酸混合得到。其中，水和98%濃硫酸體積比為1 1 1 3，這是因?yàn)榱蛩釢舛冗^(guò)高 和過(guò)低都不利于加熱熬煮。當(dāng)硫酸濃度過(guò)高時(shí)，加熱熬煮的溶液太粘稠而不利于加熱熬煮。 當(dāng)硫酸濃度過(guò)低時(shí)，硫酸氧釩結(jié)晶時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)。水和98%濃硫酸總加入質(zhì)量與偏釩酸銨質(zhì) 量比為0.8 1 2 1，以提供足夠的硫酸與偏釩酸銨中的釩反應(yīng)生成硫酸氧釩。另外，通入的SO2氣體的量能夠使煅燒得到的產(chǎn)物中的未被還原的V2O5還原成為 V2O4即可。另外，通入的SO2氣體除了使未被還原的V2O5還原成為V2O4之外，還可以在加熱 熬煮的過(guò)程中防止四價(jià)的釩被氧化。實(shí)施例1將500g偏釩酸銨加入密閉的加熱爐內(nèi)，在540°C 550°C的溫度下煅燒2. 5小時(shí)， 取出產(chǎn)物；向取出的產(chǎn)物中加入體積比為1 1的水和98%濃硫酸500ml，以lOOL/min的流 量通入凈化回收的工業(yè)SO2氣體(純度為99% )，并在大于95°C的溫度下加熱煮沸60min ； 將經(jīng)過(guò)上述步驟得到的天藍(lán)色溶液蒸發(fā)結(jié)晶，從而得到硫酸氧釩(VOSO4)粉末。在制備的 硫酸氧釩粉末中，硫酸氧釩的含量大于98. 5%，五價(jià)釩的含量小于0. 5%，在氫氧化銨溶液 中不沉淀物質(zhì)的含量小于1. 5%。實(shí)施例2將IOOOg偏釩酸銨加入密閉的加熱爐內(nèi)，在550°C 560°C的溫度下煅燒1小時(shí)， 取出產(chǎn)物；向取出的產(chǎn)物中加入體積比為1 2的水和98%濃硫酸750ml，以lOOOL/min 的流量通入凈化回收的工業(yè)SO2稀釋氣體，并在大于94°C的溫度下加熱煮沸90min，所述工 業(yè)SO2稀釋氣體按體積百分比計(jì)算包括20 % 25 %的SO2、60 % 65 %的N2、7 % 15 %的 O2以及 5%的CO2 ；將經(jīng)過(guò)上述步驟得到的天藍(lán)色溶液蒸發(fā)結(jié)晶，從而得到硫酸氧釩 (VOSO4)粉末。在制備的硫酸氧釩粉末中，硫酸氧釩的含量大于98.3%，五價(jià)釩的含量小于 0. 5%，在氫氧化銨溶液中不沉淀物質(zhì)的含量小于1. 2%。實(shí)施例3將IOOOg偏釩酸銨加入密閉的加熱爐內(nèi)，在580°C 600°C的溫度下煅燒0. 5小時(shí)，取出產(chǎn)物；向取出的產(chǎn)物中加入體積比為1 3的水和98%濃硫酸500ml，以lOOL/min 的流量通入凈化回收的工業(yè)SO2氣體(純度為99% )，并在大于95°C的溫度下加熱煮沸 40min;將經(jīng)過(guò)上述步驟得到的天藍(lán)色溶液蒸發(fā)結(jié)晶，從而得到硫酸氧釩(VOSO4)粉末。在 制備的硫酸氧釩粉末中，硫酸氧釩的質(zhì)量百分含量大于98.5%，五價(jià)釩的質(zhì)量百分含量小 于 0. 5%。在上述的實(shí)施例中，所使用的SO2氣體并不局限于純度為99%的SO2氣體或凈化 回收的工業(yè)SO2稀釋氣體，只要所使用氣體中含有的SO2氣體的量能夠使溶液中五價(jià)釩充分 地還原為四價(jià)釩即可。從上面各實(shí)施例的描述可以看出，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制得硫酸氧釩的純度高， 硫酸氧釩的質(zhì)量百分含量均在98%以上。在硫酸氧釩的制備過(guò)程中不產(chǎn)生氨氣，且有效地 利用了工業(yè)中產(chǎn)生的SO2氣體，因此根據(jù)本發(fā)明的硫酸氧釩的制備方法更環(huán)保。
權(quán)利要求
一種硫酸氧釩的制備方法，包括以下步驟將偏釩酸銨在密閉的反應(yīng)器內(nèi)以540℃～600℃的溫度煅燒；向煅燒得到的產(chǎn)物中加入硫酸并通入SO2氣體，進(jìn)行加熱熬煮；使加熱熬煮后得到的溶液結(jié)晶，從而得到硫酸氧釩。
2.如權(quán)利要求1所述的硫酸氧釩的制備方法，其特征在于，加入的硫酸的質(zhì)量百分比 濃度為63. 5% 82. 9%。
3.如權(quán)利要求2所述的硫酸氧釩的制備方法，其特征在于，加入的硫酸通過(guò)水和98% 濃硫酸混合而得到。
4.如權(quán)利要求3所述的硫酸氧釩的制備方法，其特征在于，水和98%濃硫酸的體積比 為 1 1 1 3。
5.如權(quán)利要求4所述的硫酸氧釩的制備方法，其特征在于，水和98%濃硫酸總加入質(zhì) 量與偏釩酸銨質(zhì)量比為0.8 1 2 1。
6.如權(quán)利要求1所述的硫酸氧釩的制備方法，其特征在于，煅燒的時(shí)間為0.5小時(shí)至 2. 5小時(shí)。
7.如權(quán)利要求1所述的硫酸氧釩的制備方法，其特征在于，加熱熬煮的溫度大于80°C。
8.如權(quán)利要求7所述的硫酸氧釩的制備方法，其特征在于，加熱熬煮的時(shí)間為30分鐘 至100分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制備硫酸氧釩的方法，該方法包括以下步驟將偏釩酸銨在密閉的反應(yīng)器內(nèi)以540℃～600℃的溫度煅燒；向煅燒得到的產(chǎn)物中加入硫酸并通入SO2氣體，進(jìn)行加熱熬煮；使加熱熬煮后得到的溶液結(jié)晶，從而得到硫酸氧釩。根據(jù)本發(fā)明的制備硫酸氧釩的方法不產(chǎn)生污染物氨氣，且有效地利用了工業(yè)中產(chǎn)生的SO2氣體，因此具有很好的環(huán)境效益。
文檔編號(hào)C01G31/00GK101920994SQ20101027036
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者付自碧, 劉學(xué)文, 周芳, 王永鋼, 鄧孝伯 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司;攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司