一種偏釩酸銨的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種偏釩酸銨的制備方法，其中，該方法包括以下步驟：（1）調(diào)節(jié)含釩溶液的pH值；（2）將結(jié)晶劑A添加到步驟（1）所得的含釩溶液中，且在攪拌條件下進(jìn)行第一接觸反應(yīng)，待所述結(jié)晶劑A完全溶解后，再添加結(jié)晶劑B進(jìn)行第二接觸反應(yīng)，所述結(jié)晶劑A為銨鹽，所述結(jié)晶劑B為低碳醇；（3）將步驟（2）所得的產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，并將分離出的固體進(jìn)行干燥處理。本發(fā)明提供的偏釩酸銨的制備方法使得偏釩酸銨的結(jié)晶時間由120分鐘縮短到5分鐘，且沉釩率可達(dá)到99%以上，且采用本發(fā)明的制備方法簡單易用、設(shè)備要求低、操作方便、適應(yīng)范圍廣、成本低，具有很好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】一種偏釩酸銨的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種偏釩酸銨的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 偏釩酸銨是淡黃色或白色的晶體，主要用作化學(xué)試劑、催化劑、催干劑、媒染劑 等，在陶瓷工藝中廣泛用作釉料，也可用于制取五氧化二釩。工業(yè)中生產(chǎn)偏釩酸銨的方 法主要是在經(jīng)過凈化處理后的釩酸鈉溶液中加入氯化銨或硫酸銨，得到偏釩酸銨沉淀 ： NaV03+NH4Cl=NH4V03丨+NaCl。由于偏釩酸銨在水中的溶解度相對加大，釩在廢液中的含量 較高（1-2. 5克/升V205)，整個操作時間較長，能量消耗較大。
[0003] 在專利申請CN101121961A題為《加溫加壓生產(chǎn)偏釩酸銨的方法及其加溫加壓分 解塔》中公布了一種新的生產(chǎn)偏釩酸銨的方法，其內(nèi)容主要是：先將釩礦石粉碎成細(xì)度為 80-200目的礦粉；將礦粉與烯硫酸或純堿溶液混合成礦漿；將以上礦漿放入加溫加壓分解 塔內(nèi)加溫加壓，加溫范圍80°C _240°C，加壓范圍0_3MPa，加溫加壓時間5-35分鐘；將分解 后礦漿中的礦渣與含釩溶液分離，將含釩溶液送入萃取槽萃??；然后加碳銨反萃，加氨鹽沉 淀出偏釩酸銨，偏釩酸銨經(jīng)離心脫水、烘干后得到偏釩酸銨產(chǎn)品。該方法采用反萃后加銨鹽 的方法也存在廢液中釩含量高、沉釩時間長等工業(yè)問題，未能從根本上解決偏釩酸銨的制 備問題。
[0004] 因此，如何能進(jìn)一步地優(yōu)化偏釩酸銨的制備方法，以能夠獲得沉釩率高、制備時間 短和工藝簡單易用等的制備偏釩酸銨的制備方法還有待于進(jìn)一步研究和亟待開發(fā)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的制備偏釩酸銨的方法中沉釩時間長、廢液中釩 含量高以及工藝復(fù)雜等缺點，提供了一種偏釩酸銨的制備方法。
[0006] 本發(fā)明提供給一種偏釩酸銨的制備方法，其中，該方法包括以下步驟：
[0007] (1)調(diào)節(jié)含釩溶液的pH值；
[0008] (2)將結(jié)晶劑A添加到步驟（1)所得的含釩溶液中，且在攪拌條件下進(jìn)行第一接觸 反應(yīng)，待所述結(jié)晶劑A完全溶解后，再添加結(jié)晶劑B進(jìn)行第二接觸反應(yīng)，所述結(jié)晶劑A為銨 鹽，所述結(jié)晶劑B為低碳醇；
[0009] (3)將步驟（2)所得的產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，并將分離出的固體進(jìn)行干燥處理。
[0010] 本發(fā)明提供的偏釩酸銨的制備方法，通過在釩液中加入可溶性銨鹽，待該可溶性 銨鹽溶解后又加入無水乙醇，使得偏釩酸銨的結(jié)晶時間由120分鐘縮短到5分鐘，且沉釩率 可達(dá)到99%以上，無水乙醇經(jīng)減壓蒸餾后又可以重新應(yīng)用到偏釩酸銨的結(jié)晶中，即可以循 環(huán)使用，達(dá)到環(huán)保節(jié)能綠色生產(chǎn)的要求，采用本發(fā)明的制備方法簡單易用、設(shè)備要求低、操 作方便、適應(yīng)范圍廣、成本低，具有很好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0011] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【具體實施方式】
[0012] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0013] 本發(fā)明提供了一種偏釩酸銨的制備方法，其中，該方法包括以下步驟：
[0014] ( 1)調(diào)節(jié)含釩溶液的pH值；
[0015] (2)將結(jié)晶劑A添加到步驟（1)所得的含釩溶液中，且在攪拌條件下進(jìn)行第一接觸 反應(yīng)，待所述結(jié)晶劑A完全溶解后，再添加結(jié)晶劑B進(jìn)行第二接觸反應(yīng)，所述結(jié)晶劑A為銨 鹽，所述結(jié)晶劑B為低碳醇；
[0016] (3)將步驟（2)所得的產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，并將分離出的固體進(jìn)行干燥處理。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟（1)中，可以根據(jù)所述含釩溶液的酸性或堿性選擇適合的無機(jī) 堿或無機(jī)酸來調(diào)節(jié)所述含釩溶液的pH值，在本發(fā)明，調(diào)節(jié)所述含釩溶液中pH值的無機(jī)堿或 無機(jī)酸沒有具體限定，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常用的無機(jī)堿或無機(jī)酸，優(yōu)選地，所 述無機(jī)堿可以為氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉和氨水中的一種 或多種，更優(yōu)選地，所述無機(jī)堿可以為氫氧化鈉；優(yōu)選地，所述無機(jī)酸可以為硫酸、鹽酸、硝 酸中的一種或多種，更優(yōu)選的，所述無機(jī)酸可以為硫酸。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟（1)中，可以將含釩溶液的pH值調(diào)節(jié)至7-12,優(yōu)選調(diào)節(jié)至 8-10。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟（2)中，所述攪拌條件沒有具體限定，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員 所熟知的攪拌條件即可，在本發(fā)明，優(yōu)選地，攪拌條件可以為：攪拌速度為30-120轉(zhuǎn)/分，更 優(yōu)選地，攪拌條件可以為：攪拌速度為60-100轉(zhuǎn)/分；在本發(fā)明，對于攪拌時間沒有具體限 定，只要能夠滿足將銨鹽完全溶解即可。另外，用于該攪拌的工具沒有具體限定，可以為本 領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的攪拌工具，例如，可以使用磁力攪拌棒或增力電動攪拌器等等
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟（2)中，所述第一接觸條件可以為：接觸溫度為25-80°C，優(yōu)選 為25-50°C ;所述第二接觸反應(yīng)的條件可以為：接觸溫度為25-80°C，優(yōu)選為25-50°C，接觸 時間為1-2分鐘，優(yōu)選接觸時間為1-1. 5分鐘，更優(yōu)選接觸時間為1分鐘；在本發(fā)明，所述第 一接觸條件中的接觸溫度與所述第二接觸條件中的接觸溫度可以相同或不同，優(yōu)選地，本 發(fā)明采用所述第一接觸條件中的接觸溫度與所述第二接觸條件中的接觸溫度相同。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟（2)中，所述結(jié)晶劑A為能夠與所述含釩溶液中游離的釩酸根 離子生成沉淀的物質(zhì)，優(yōu)選地，所述結(jié)晶劑A可以為硫酸銨、氯化銨、硝酸銨、草酸銨、碳酸 銨和碳酸氫銨中的一種或多種，更優(yōu)選地，所述結(jié)晶劑A可以為硫酸銨。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟（2)中，所述結(jié)晶劑B為能夠與所述含釩溶液中的水互溶的物 質(zhì)，優(yōu)選地，所述結(jié)晶劑B可以為甲醇、無水乙醇、丙醇和丁醇中的一種或多種，更優(yōu)選地， 所述結(jié)晶劑B可以為無水乙醇。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟（2)中，所述結(jié)晶劑A的用量使得所述含釩溶液中的VCV離子 生成偏釩酸銨沉淀，具體的，加入所述結(jié)晶劑A的量以所述含釩溶液中所檢測到的VCV離子 的量與所述結(jié)晶劑A反應(yīng)式：NH 4++V(V=NH4V03丨來確定。優(yōu)選地，所述結(jié)晶劑A提供的NH4+ 與所述含釩溶液中的VO,的摩爾比可以為1-4 :1，更優(yōu)選地，所述結(jié)晶劑A提供的NH4+與所 述含釩溶液中的VCV的摩爾比可以為2-3 :1。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟（2)中，所述結(jié)晶劑B -方面與所述含釩溶液中的水互溶，可 瞬間降低所述含釩溶液中水的含量，進(jìn)而使所述含釩溶液的濃度升高，偏釩酸銨結(jié)晶的過 飽和度迅速增大，有大量晶核產(chǎn)生，結(jié)晶速度和沉釩率大大提高；另一方面，由于溶液中有 大量乙醇的羥基存在于含釩溶液中，對溶液中偏釩酸根離子的聚合結(jié)晶有一定的促進(jìn)作 用，進(jìn)一步提高了偏釩酸銨結(jié)晶的效率。在本發(fā)明，優(yōu)選地，所述結(jié)晶劑B的用量與所述含 釩溶液的體積比可以為〇. 05-1 :1，更優(yōu)選地，所述結(jié)晶劑B的用量與所述含釩溶液的體積 比可以為0. 1-0. 5 :1。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟（3)中，所述干燥處理的條件可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟 知的干燥條件即可，沒有具體限定，優(yōu)選地，所述干燥處理的條件可以為：干燥的溫度為 40-80°C，更優(yōu)選地，所述干燥處理的條件可以為：干燥的溫度為50-60°C。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明，在步驟（3)中，所述固液分離的條件可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的 固液分離方法以及固液分離的條件進(jìn)行，沒有具體限定，例如可以采用固液分離器、篩、布 氏漏斗進(jìn)行固液分離，本發(fā)明優(yōu)選采用布氏漏斗抽濾進(jìn)行固液分離。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明，所述含釩溶液中總釩含量沒有具體限定，優(yōu)選地，所述含釩溶液中總 釩含量可以為5_150g/L。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，所述含釩溶液的成分要求比較寬松，可以為含釩酸根離子的釩液，可 以對含釩原料進(jìn)行各種處理來獲得上述釩液。所述對含釩原料進(jìn)行處理，可以按本領(lǐng)域技 術(shù)人員所公知的方法進(jìn)行，優(yōu)選為將含釩原料處理為堿性或中性的含有釩酸根離子的釩 液，具體地，對于釩鈦磁鐵礦釩鉻溶液，可以用水等浸出劑浸出過濾得到的釩液；對于釩礦， 可以直接將釩礦浸出過濾得到釩液；同理，對于鐵水吹釩釩渣，則可以直接將鐵水吹釩釩渣 浸出過濾得到釩液；對于石煤，也是可以直接將石煤浸出過濾得到釩液；如果是粗釩產(chǎn)品， 則可以將粗釩產(chǎn)品溶解而得到釩液。
[0029] 在本發(fā)明中，將所述含釩溶液冷卻至常溫后進(jìn)行后續(xù)的處理。
[0030] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0031] 本發(fā)明所采用的含釩溶液的主要化學(xué)成分如表1所示，單位為g · L'
[0032] 表 1
[0033]

【權(quán)利要求】
1. 一種偏釩酸銨的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： (1) 調(diào)節(jié)含釩溶液的pH值； (2) 將結(jié)晶劑A添加到步驟（1)所得的含釩溶液中，且在攪拌條件下進(jìn)行第一接觸反 應(yīng)，待所述結(jié)晶劑A完全溶解后，再添加結(jié)晶劑B進(jìn)行第二接觸反應(yīng)，所述結(jié)晶劑A為銨鹽， 所述結(jié)晶劑B為低碳醇； (3) 將步驟（2)所得的產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，并將分離出的固體進(jìn)行干燥處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟（1)中，將含釩溶液的pH值調(diào)節(jié)至7-12， 優(yōu)選調(diào)節(jié)至8-10。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟（2)中，所述第一接觸反應(yīng)條件為：接觸 溫度為25-80°C，優(yōu)選為25-50°C ;所述第二接觸反應(yīng)條件為：接觸溫度為25-80°C，優(yōu)選為 25-50°C，接觸時間為1-2分鐘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟（2)中，所述結(jié)晶劑A為硫酸銨、氯化銨、 硝酸銨、草酸銨、碳酸銨和碳酸氫銨中的一種或多種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟（2)中，所述結(jié)晶劑B為甲醇、無水乙醇、 丙醇和丁醇中的一種或多種，優(yōu)選為無水乙醇。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其中，在步驟（2)中，所述結(jié)晶劑A提供的NH4+與 所述含釩溶液中的VCV的摩爾比為1-4 :1，優(yōu)選為2-3 :1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其中，在步驟（2)中，所述結(jié)晶劑B的用量與所述 含釩溶液的體積比為〇. 05-1 :1，優(yōu)選為0. 1-0. 5 :1。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟（3)中，所述干燥處理的條件為：干燥的溫 度為 40-80°C，優(yōu)選為 50-60°C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述含釩溶液中總釩含量為5-150g/L。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的方法，其中，所述含釩溶液為釩鈦磁鐵礦釩鉻溶液過濾 所得的釩液、釩礦直接浸出過濾所得的釩液、粗釩產(chǎn)品溶解所得的釩液、鐵水吹釩釩渣浸出 釩液和石煤提釩釩液中的一種或多種。
【文檔編號】C01G31/00GK104058456SQ201310655708
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】殷兆遷, 陳相全, 郭繼科 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司