CN103979606A

CN103979606A - 一种制备硫酸氧钒的方法

Info

Publication number: CN103979606A
Application number: CN201410233786.1A
Authority: CN
Inventors: 许娟娟; 王彬彬; 潘少彦; 吴刘柱; 李千文; 彭一村
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2014-08-13

Abstract

本发明公开了一种制备硫酸氧钒的方法，所述方法包括如下步骤：将五氧化二钒加入到浓硫酸中，搅拌均匀，得到混合液；向混合液中加入还原剂溶液，并在搅拌的条件下进行反应；在反应结束后，对得到的产物进行静置，以得到硫酸氧钒溶液，然后对硫酸氧钒溶液进行蒸发或溶析结晶，得到硫酸氧钒。本发明的制备硫酸氧钒的方法具有低耗能，低运行成本，生产工艺简单等优点。另外，由于五氧化二钒的溶解、五价钒离子的还原以及硫酸氧钒的生成在同一个系统中同时完成，所以反应速度快，且产品质量高。

Description

一种制备硫酸氧钒的方法

技术领域

本发明属于化工和冶金技术领域，具体地讲，涉及一种制备硫酸氧钒的方法。

背景技术

硫酸氧钒(vanadyl sulfate)，亦称硫酸钒酰，其分子式为VOSO₄·nH₂O，分子量为163.0(以无水物计)。硫酸氧钒具有两种构型，一种为不溶于水的灰绿色晶体；另一种可溶于水为蓝色晶体。将不溶于水的构型与水混合并加热至130℃即可转变为可溶于水的构型。硫酸氧钒可主要用于媒染剂、催化还原剂、陶瓷、玻璃的着色剂、电池的电解液及医药原料等领域。

为了制备硫酸氧钒产品，在现有技术中，首先将五氧化二钒溶解在一定浓度的硫酸溶液中，得到活化溶液，但是，该活化过程中需要在加热的条件下进行并且所需温度较高；然后，向活化溶液中加入还原剂，以将五价钒离子还原为四价钒离子，但是，该还原过程仍然需要在加热的条件下进行；之后，在常温常压下过滤掉无法溶解参与反应的五氧化二钒，继而得到硫酸氧钒溶液；最后，通过蒸发或溶析结晶，得到硫酸氧钒产品。

综上来看，现有的制备硫酸氧钒的方法能耗高、工艺繁琐。

发明内容

为了解决上述问题中的一个或多个，本发明提供一种制备硫酸氧钒的方法，所述方法包括如下步骤：(a)将五氧化二钒加入到浓硫酸中，搅拌均匀，得到混合液；(b)向混合液中加入还原剂溶液，并在搅拌的条件下进行反应；(c)在反应结束后，对得到的产物进行静置，以得到硫酸氧钒溶液，然后对硫酸氧钒溶液进行蒸发或溶析结晶，得到硫酸氧钒。

根据本发明的实施例，浓硫酸的浓度不小于98重量％。

根据本发明的实施例，还原剂溶液包括从草酸、酒石酸和二氧化硫中选择的至少一种还原剂。

根据本发明的实施例，在步骤(b)中，反应时间为60min～120min。

根据本发明的实施例，在步骤(a)中，控制浓硫酸与五氧化二钒的摩尔比为3:1～8:1。

根据本发明的实施例，在步骤(a)中，控制浓硫酸与五氧化二钒的摩尔比为4:1～6:1。

根据本发明的实施例，在步骤(c)中，将静置后的溶液过滤，以得到硫酸氧钒溶液。

本发明的制备硫酸氧钒的方法通过将五氧化二钒置于浓硫酸中，然后加入还原剂溶液，利用浓硫酸与还原剂溶液混合放出的稀释热量以及还原反应本身放出的热量并在搅拌的条件下，在不借助额外加热的条件下即可制备硫酸氧钒，从而降低了制备硫酸氧钒的耗能，降低了制备硫酸氧钒的运行成本，简化了生产工艺。另外，由于五氧化二钒的溶解、五价钒离子的还原以及硫酸氧钒的生成在同一个系统中同时完成，反应速度快，产品质量高。

具体实施方式

下面将详细地描述根据本发明的制备硫酸氧钒的方法。

根据本发明的制备硫酸氧钒的方法，包括下述步骤：将五氧化二钒加入到浓硫酸中，搅拌均匀，得到混合液；之后，向混合液中加入还原剂溶液，并在搅拌的条件下进行反应；最后，在反应结束后，对得到的产物进行静置，以得到硫酸氧钒溶液，然后对硫酸氧钒溶液进行蒸发或溶析结晶，得到硫酸氧钒。

在本发明的实施例中，将五氧化二钒加入到浓硫酸的步骤控制浓硫酸(浓硫酸的浓度不小于98重量％)与五氧化二钒的摩尔比为3:1～8:1，更优选地，可控制浓硫酸与五氧化二钒的摩尔比为4:1～6:1。并且，向五氧化二钒与浓硫酸混合得到的混合液中加入还原剂溶液的步骤可以根据将混合液中五价钒离子还原为四价钒离子的理论用量来确定还原剂溶液中还原剂的用量。

在本发明的实施例中，还原剂溶液的浓度可根据还原剂在常温常压下其在水中的溶解度来确定，只要是还原剂能够在水中完全溶解后得到的任何浓度的还原剂溶液即可。

在本发明的实施例中，所使用的还原剂可以选自草酸、酒石酸和二氧化硫中的至少一种。然而，所罗列出的这些还原剂仅是示例，可以使用在本领域中已知的其它合适的能够溶于水的还原剂。

在本发明的实施例中，在向混合液中加入还原剂溶液之后，在搅拌的条件下进行反应的反应时间可以为60min～120min。

在反应结束后，可以将得到的产物进行静置，以得到硫酸氧钒溶液；然后，对硫酸氧钒溶液进行蒸发或溶析结晶，以得到硫酸氧钒。另外，可在静置之后对静置得到的溶液进行过滤，以除去无法溶解参与反应的五氧化二钒，从而得到硫酸氧钒溶液。

另外，在本发明的方法中，优选地使用高纯五氧化二钒来制备硫酸氧钒，以提高硫酸氧钒的纯度和产率。

本发明的制备硫酸氧钒的方法通过将五氧化二钒置于浓硫酸中，然后加入还原剂溶液，利用浓硫酸与还原剂溶液混合放出的稀释热量以及还原反应本身放出的热量并在搅拌的条件下，在不借助额外加热的条件下即可制备硫酸氧钒，从而降低了制备硫酸氧钒的耗能，降低了制备硫酸氧钒的运行成本，简化了生产工艺。

另外，由于五氧化二钒的溶解、五价钒离子的还原以及硫酸氧钒的生成在同一个系统中同时完成，所以反应速度快，且产品质量高。

下面将结合具体实施例详细描述本发明的制备硫酸氧钒的方法。

实施例1

将183g高纯五氧化二钒加入到220mL浓硫酸中，搅拌混匀后，得到混合液；将126g草酸晶体加入到1000mL的水中配成草酸溶液，将该草酸溶液加入到前述混合液中，并在200r/min的条件下反应120min；反应结束后，对得到的产物进行静置后，过滤得到硫酸氧钒溶液，之后，对硫酸氧钒溶液溶析结晶，得到硫酸氧钒晶体。根据检测得知，干基硫酸氧钒晶体的含量为94.84％。

实施例2

将183g高纯五氧化二钒加入到220mL浓硫酸中，搅拌混匀后，得到混合液；将126g草酸晶体加入到1000mL的水中配成草酸溶液，将该草酸溶液加入到前述混合液中，并在400r/min的条件下反应60min；反应结束后，对得到的产物进行静置(无沉淀)，得到硫酸氧钒溶液，之后，对硫酸氧钒溶液进行溶析结晶，得到硫酸氧钒晶体。根据检测得知，干基硫酸氧钒晶体的含量为94.86％。

实施例3

将183g高纯五氧化二钒加入到220mL浓硫酸中，搅拌混匀后，得到混合液；将42g酒石酸晶体加入到1000mL的水中配成酒石酸溶液，将该酒石酸溶液加入到前述混合物中，并在300r/min的条件下反应90min；反应结束后，对得到的产物进行静置(无沉淀)，得到硫酸氧钒溶液，之后，对硫酸氧钒溶液进行蒸发处理，得到硫酸氧钒晶体。根据检测得知，干基硫酸氧钒晶体的含量为93.23％。

从上述实施例可知，本发明的制备硫酸氧钒的方法通过将五氧化二钒置于浓硫酸中，然后加入还原剂溶液，利用浓硫酸与还原剂溶液混合放出的稀释热量以及还原反应本身放出的热量并在搅拌的条件下，在不借助额外加热的条件下即可制备硫酸氧钒，从而降低了制备硫酸氧钒的耗能，降低了制备硫酸氧钒的运行成本，简化了生产工艺。

另外，由于五氧化二钒的溶解、五价钒的还原以及硫酸氧钒的生成在同一个系统中同时完成，所以反应速度快，且产品质量高，例如，得到的干基硫酸氧钒晶体的含量在93.20％以上。

上面虽然结合实施例对本发明的实施方式做了详细的说明，但是，本发明并不限于上述实施方式，本发明所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，在权利要求保护范围内，还可以对上述实施例进行变更或改变等。

Claims

1.一种制备硫酸氧钒的方法，所述方法包括如下步骤：

(a)将五氧化二钒加入到浓硫酸中，搅拌均匀，得到混合液；

(b)向混合液中加入还原剂溶液，并在搅拌的条件下进行反应；

(c)在反应结束后，对得到的产物进行静置，以得到硫酸氧钒溶液，然后对硫酸氧钒溶液进行蒸发或溶析结晶，得到硫酸氧钒。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，浓硫酸的浓度不小于98重量％。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，还原剂溶液包括从草酸、酒石酸和二氧化硫中选择的至少一种还原剂。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(b)中，反应时间为60min～120min。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(a)中，控制浓硫酸与五氧化二钒的摩尔比为3:1～8:1。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，在步骤(a)中，控制浓硫酸与五氧化二钒的摩尔比为4:1～6:1。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(c)中，将静置后的溶液进行过滤处理，以得到硫酸氧钒溶液。