CN102351245B - 一种钒酸铵的连续生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钒酸铵的连续生产方法，该方法步骤为：A、将钒液用蒸汽加热至50～80℃，第一次加入酸调节钒液的pH值4～6；B、在钒液中加入硫酸铵，加入的质量系数为（NH4）2SO4/V＝0.8～1.5；C、钒液继续搅拌并用蒸汽加热到80～100℃，然后第二次加入酸调节钒液的pH值1.8～2.5；D、钒液用蒸汽加热至沸腾，保持沸腾状态；固液料浆的上清液V≤0.1g/L后输送至浓密池中；E、固液料浆采用浓密技术进行液体澄清；浓密机的底流料浆经过滤设备采用高压水挤压、热水洗涤和空压风吹干后得到钒酸铵。本方法解决了硫酸铵作为铵盐沉淀剂时上清液含钒浓度高的难题，提高沉钒工序钒收率。本方法取消了反应釜内水洗步骤，提高反应容器工作效率，提高产能20%～30%。
Description
技术领域
本发明涉及一种钒酸铵的生产方法，尤其是一种低水份低钾钠的钒酸铵的连续生产方法。
背景技术
传统的钒酸铵生产技术主要采用一次加酸到1.8-2.5，上清液含钒浓度高，钒损失大；反应釜为间断生产方式，需要在沉钒反应容器中进行静置，静置分层后抽走上层液，下部料浆再加入热水进行水洗，静置分层抽走上层液，底部料浆通过真空吸滤来达到固液分离。这种生产方式由于其需要两次静置，每次静置需要30分钟，大大降低了生产效率；生产过程洗钾钠过程只能在反应容器中进行，每吨钒酸铵要消耗新水20m3，对环保水处理形成巨大的压力，且洗涤效果不理想，钒酸铵钾钠杂质高；现场操作难度大、劳动强度高，环境差。且由于在反应容器内洗涤，增加了钒酸铵的返溶，致使沉钒上清液中还有大量的钒酸铵，无法回收，造成钒回收率低。
公开号为CN101157478A的中国专利申请公开了一种多钒酸铵制备方法，其以传统的钠化焙烧-水浸工艺生产的含钒溶液为原料，先使钒与加入的钙化合物结合生成钒酸钙，然后用碳酸氢铵与钒酸钙反应，使钒转入溶液，而钙生成更难溶的碳酸钙，分离后的溶液在适当的酸度和加热条件下生成多钒酸铵，经过生成钒酸钙再溶解的过程后可获得的多钒酸铵K2O+Na2O<1.0%的多钒酸铵，用该多钒酸铵可生产含钾钠含量很低的三氧化二钒和无氧化二钒，沉钒废水中的铵含量仅为传统的工艺提钒废水中的60～75%。但其未对生产方式，生产效率做出详细的说明，且其钾钠杂质含量高。
发表在《稀有金属》2009年12期的论文：《提高酸性铵盐沉钒效果的研究》，提及以江西某地含钒石煤经焙烧．水浸-离子交换所得的富钒液为对象，研究了加酸加铵方式、添加晶种以及产品洗涤方式对酸性铵盐沉钒，制备多聚钒酸铵(APV)的影响。结果表明：冷态下采用2次加酸1次加铵、加铵pH值为5左右的方式沉钒有助于提高沉钒效果，V205纯度，可达99％以上；低浓度含钒溶液沉钒时，按其生成APV质量的l/200加入晶种破坏溶液过饱和度，可将沉钒时间缩短25％；得到的沉淀物经，液固比为40:1的自来水洗涤，能将APV中Na+，K+含量降至O.24％，且钒损失率仅为O.2％。但其洗涤消耗水量大，不适合工业生产，且为间歇式生产方式、未对钒酸铵中水份做出详细的说明。
综上，现有的处理沉钒后所得钒酸铵的方法，不仅在沉钒后要进行静置，且需要大量的洗水来洗涤钾钠等杂质，使得钒酸铵水分含量高，且所用洗水越多，造成钒酸铵返溶，钒收率低。因此一种新的处理沉钒废水及钒酸铵的方法亟待解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低水份、低钾钠的钒酸铵的连续生产方法。
为解决上述技术问题，本发明的工艺步骤为：
A、将钒液用蒸汽加热至50～80℃，加入酸调节钒液的pH值4～6；
B、在调节pH值后的钒液中加入硫酸铵，加入的质量系数为（NH4）2SO4/V＝0.8～1.5；
C、加入硫酸铵的钒液继续搅拌并用蒸汽加热到80～100℃，然后第二次用酸调节钒液的pH值1.8～2.5；
D、第二次调节pH值后的钒液用蒸汽加热至沸腾，保持沸腾状态；钒酸铵沉淀使钒液形成固液料浆，固液料浆的上清液V≤0.1g/L后，将固液料浆输送至浓密池中；
E、固液料浆采用浓密技术，在浓密机中进行液体澄清；浓密机的底流料浆经过滤设备采用高压水挤压、热水洗涤和空压风吹干后得到钒酸铵。
本发明所述步骤A和C中，第一次和第二次所加入酸均为硫酸。
本发明所述步骤A、C、和D中的蒸汽加热均采用双侧均匀蒸汽加热。
本发明所述步骤D中保持沸腾状态50～200分钟。
本发明所述步骤E中的底流料浆占固液料浆总重量的7%～20%。
本发明所述步骤E中热水洗涤为50～80℃。
本发明所述步骤E过滤设备为全自动立式压滤机；压滤机设置为：进料400～600s、一次挤压10s、洗涤400～500s、二次挤压70～100s、吹干60～70s、卸料100s。
本发明所述步骤E中的滤液、洗水再次进入浓密机澄清；浓密机溢流后用叶滤机回收废水中钒酸铵。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明改变了硫酸铵的加入形式，通过冷、热二次加酸工艺，解决了硫酸铵作为铵盐沉淀剂时上清液含钒浓度高的难题，提高沉钒工序钒收率。本发明通过取消了反应釜内水洗步骤，提高反应容器工作效率，提高产能20%～30%。
尤其是在全自动立式压滤机内部水洗，高压水挤压，使钒酸铵中K2O+Na2O含量维持在0.5%～0.1wt%，含水分10～25wt%，同时洗水消耗量减少8～13m3/吨钒，减轻污水处理压力；利用叶滤机技术有效回收废水中钒酸铵，提高钒酸铵的收率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
图1所示，本钒酸铵的连续生产方法采用以下工艺步骤：
A、将经过净化除杂的钒液通过蒸汽加热，温度在50～80℃之间时，第一次加入酸调节钒液的pH值4～6；所加入的酸最好为硫酸；
B、步骤A结束后，加入沉淀剂（硫酸铵），加入的质量系数为（NH4）2SO4/V=0.8～1.5；
C、步骤C结束后，继续搅拌并加热到80～100℃时，第二次用酸调节钒液的pH值1.8～2.5；所加入的酸最好为硫酸；
D、然后蒸汽加热，沸腾后保持50～200分钟，上层液V≤0.1g/L时反应结束后，固液料浆直接用泵输送至浓密池中；
E、料浆采用浓密技术，在浓密机中进行液体澄清，料浆进入底部料浆罐；经过滤设备采用高压水挤压、热水洗涤K2O+Na2O、空压风吹干后输送至钒酸铵库；过滤设备最好采用全自动立式压滤机；
F、滤液、洗水等再次进入浓密机澄清；浓密机溢流后经过叶滤机回收废水中钒酸铵。
实施例1：将含钒为20.34g/L、磷含量0.2mg/L、硅含量为88.52mg/L的42.5m3钒液在8#反应釜内搅拌、蒸汽加热，加热到60℃开始第一次加入硫酸，调整pH至4.5；然后加入折合硫酸铵1.490吨的硫酸铵溶液；再次加热到85℃开始进行二次加入硫酸，调节pH到2.0；继续加热至沸腾，保持120min，上清液至0.077g/L后直接打入浓密机。经过浓密机将料浆进行浓密后，料浆泵输送至APV打浆槽，再输送至全自动立式压滤机进行压滤。压滤机设置为：进料（400S）、一次挤压（10S）、洗涤（400S）、二次挤压（70S）、吹干（70S）、卸料（100S）。生产钒酸铵0.48吨，消耗热水2.51m3；经立式压滤机压滤后所得钒酸铵主品位为88.9wt%，钒酸铵中水份为19wt%，钒酸铵中K2O+Na2O为0.11wt%。
实施例2：将含钒为14.36g/L、磷含量0.3mg/L、硅含量为117mg/L的45.1m3钒液在7#反应釜内搅拌、蒸汽加热，加热到60℃开始第一次加入硫酸，调整pH至 4.5；然后加入折合硫酸铵1.154吨的硫酸铵溶液，再次加热到85℃开始进行二次加入硫酸到pH 2.0；继续加热至沸腾，保持140min，上清液至0.08g/L后直接打入浓密机。经过浓密机将料浆进行浓密后，料浆泵输送至APV打浆槽，再输送至全自动立式压滤机进行压滤。压滤机设置为：进料（500S）、一次挤压（10S）、洗涤（450S）、二次挤压（70S）、吹干（60S）、卸料（100S）。生产钒酸铵0.5吨，消耗热水2.54m3；经立式压滤机压滤后所得钒酸铵主品位为89.09wt%，钒酸铵中水份为22wt%；钒酸铵中K2O+Na2O为0.12%。
实施例3：将含钒为21.21g/L、磷含量0.25mg/L、硅含量为112.7mg/L 的44.2m3钒液在4#反应釜内搅拌加热；然后加热到60℃开始第一次加入硫酸，调整pH至4.5，加入折合硫酸铵1.541吨的硫酸铵溶液；再次加热到85℃开始进行二次加入硫酸到pH 2.0，继续加热至沸腾，保持260min，上清液至0.026g/L后直接打入浓密机。经过浓密机将料浆进行浓密后，料浆泵输送至APV打浆槽，再输送至全自动立式压滤机进行压滤。进料（600S）、一次挤压（10S）、洗涤（500S）、二次挤压（100S）、吹干（60S）、卸料（100S）。生产钒酸铵0.53吨，消耗热水2.54m3；经立式压滤机压滤后所得钒酸铵主品位89.79wt%，钒酸铵中水份为18wt%，钒酸铵中K2O+Na2O为0.11wt%。
通过以上实施例可以看出，据本生产方法得到的钒酸铵其成分合格，且水分在20wt%左右，远低于40wt%，且耗水节省。通过延长沸腾时间，可以有效降沉钒上清液中钒含量；采用浓密技术，可稳定料浆浓度；增加压滤机进料时间可提高压滤机单循环产量；延长二次挤压时间，可有效降低钒酸铵中水分；通过增加压滤机水洗时间可有效降低钒酸铵中K2O+Na2O含量。
原生产方法和本生产方法技术指标对比表，见表1。
Claims (3)
1.一种钒酸铵的连续生产方法，其特征在于，该方法的工艺步骤为：
A、将钒液用蒸汽加热至50～80℃，第一次加入酸调节钒液的pH值4～6；
B、在调节pH值后的钒液中加入硫酸铵，加入的质量系数为（NH4）2SO4/V＝0.8～1.5；
C、加入硫酸铵的钒液继续搅拌并用蒸汽加热到80～100℃，然后第二次加入酸调节钒液的pH值1.8～2.5；
D、第二次调节pH值后的钒液用蒸汽加热至沸腾，保持沸腾状态50～200分钟；钒酸铵沉淀使钒液形成固液料浆，固液料浆的上清液V≤0.1g/L后，将固液料浆输送至浓密池中；
E、固液料浆采用浓密技术，在浓密机中进行液体澄清；浓密机的底流料浆经过滤设备采用高压水挤压、50～80℃热水洗涤和空压风吹干后得到钒酸铵，所述底流料浆占固液料浆总重量的7%～20%；
所述步骤E过滤设备为全自动立式压滤机；压滤机设置为：进料400～600s、一次挤压10s、洗涤400～500s、二次挤压70～100s、吹干60～70s、卸料100s，所得钒酸铵的K2O+Na2O含量在0.5-0.1wt%，含水量为10-25 wt %。
2.根据权利要求１所述的一种钒酸铵的连续生产方法，其特征在于：所述步骤A、C、和D中的蒸汽加热均采用双侧均匀蒸汽加热；所述步骤A和C中，第一次和第二次所加入酸均为硫酸。
3.根据权利要求１或2所述的钒酸铵的连续生产方法，其特征在于：所述步骤E中的滤液、洗水再次进入浓密机澄清；浓密机溢流后用叶滤机回收废水中钒酸铵。
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| 提高酸性铵盐沉钒效果的研究;马蕾等;《稀有金属》;20091231;第33卷(第6期);936-939 * |
| 马蕾等.提高酸性铵盐沉钒效果的研究.《稀有金属》.2009,第33卷(第6期),936-939. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102351245A (zh) | 2012-02-15 |
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