CN106241872A - 一种大颗粒偏钒酸铵的制备方法 - Google Patents

一种大颗粒偏钒酸铵的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106241872A
CN106241872A CN201610616282.7A CN201610616282A CN106241872A CN 106241872 A CN106241872 A CN 106241872A CN 201610616282 A CN201610616282 A CN 201610616282A CN 106241872 A CN106241872 A CN 106241872A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ammonium
metavanadate
solution
ammonium metavanadate
bulky grain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610616282.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106241872B (zh
Inventor
周康根
彭长宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201610616282.7A priority Critical patent/CN106241872B/zh
Publication of CN106241872A publication Critical patent/CN106241872A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106241872B publication Critical patent/CN106241872B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G31/00—Compounds of vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32—Spheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/51—Particles with a specific particle size distribution
    • C01P2004/52—Particles with a specific particle size distribution highly monodisperse size distribution

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种大颗粒偏钒酸铵的制备方法，通过调控偏钒酸钠溶液浓度、铵盐溶液浓度、两种溶液的加入方式和反应时间等影响晶粒尺寸的因素，采用并加料沉淀法技术制备出颗粒平均粒径大、粒度分布窄的偏钒酸铵产品。

Description

一种大颗粒偏钒酸铵的制备方法
技术领域
本发明属于化工合成和湿法冶金技术领域，具体涉及一种大颗粒偏钒酸铵的制备方法。
背景技术
偏钒酸铵是一种淡黄色或白色的晶体，主要用作化学试剂、催化剂、电池材料、合金等。工业上采用固体铵盐和偏钒酸钠溶液沉淀技术制备偏钒酸铵，即在经过净化处理后的偏钒酸钠溶液中，加入氯化铵或硫酸铵或碳酸铵等固态铵盐，得到偏钒酸铵沉淀。沉淀法制备偏钒酸铵的过程中，只有当[NH4 +]*[VO3 -]≥Ksp才能获得偏钒酸铵晶核，进而形成偏钒酸铵沉淀。偏钒酸铵的沉淀过程中包括：NH4VO3晶体生成的化学反应NH4 ++VO3 -＝NH4VO3↓、NH4VO3成核和NH4VO3晶粒长大三个阶段。由于化学反应都很快，因此影响NH4VO3成核速率和NH4VO3晶粒长大速率的主要因素就是NH4VO3的过饱和度。根据结晶学的理论，制备粒度分布窄的大颗粒尺寸偏钒酸铵的关键在于降低溶液的浓度，从而降低偏钒酸铵的过饱和度，减少偏钒酸铵的成核数目，达到降低成核速率和提高晶粒长大速率的目的。研究表明，均相成核速度与过饱和度的5-18次方成正比，所以化学反应过程中极其微小的过饱和度，都会产生非常巨大的成核速率，形成大量的细小偏钒酸铵颗粒。由于偏钒酸铵的溶解度较大，为了快速形成偏钒酸铵沉淀，工业上直接将铵盐固体投加到偏钒酸钠溶液中，产生极高浓度[NH4 +]，从而形成高浓度的偏钒酸铵过饱和度，使得偏钒酸铵的成核速率远大于其晶粒长大速率，难以产出大颗粒的偏钒酸铵产品。
而在高温钒合金冶炼过程中，颗粒尺寸太小，钒化合物挥发严重，导致合金组分实际比例偏离配方，影响了合金性能。大颗粒尺寸偏钒酸铵能确保合金配方精确，而控制偏钒酸铵的成核速率，抑制偏钒酸铵的过饱和度，是制备大颗粒尺寸偏钒酸铵的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种并加料沉淀技术制备大颗粒偏钒酸铵的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种大颗粒偏钒酸铵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)先用少量的偏钒酸铵粉末作为晶种添加到水溶液中，得到偏钒酸铵的悬浊液溶液浓度为5-20g/L，偏钒酸铵晶种的用量为反应所得偏钒酸铵质量的1/10-1/20；
2)取含钒总浓度为35-140g/L的偏钒酸钠溶液和浓度为2-10mol/L的铵盐溶液在恒温搅拌条件下，按一定速度同时滴加到步骤1)的偏钒酸铵溶液中，温度为20-60℃，搅拌速度100-500r/min；步骤1)的偏钒酸铵悬浊液体积为反应总体积的1/10-1/15；
3)偏钒酸钠溶液和铵盐溶液同时加料完毕，静置陈化后真空抽滤，洗涤干燥，形成的大颗粒偏钒酸铵的平均粒径范围200～500μm。
所述的大颗粒偏钒酸铵的制备方法，偏钒酸钠溶液是在有色金属钒钛磁铁矿、钒矿、铁水吹钒渣、石煤或粗钒产品经湿法过程所得的偏钒酸钠溶液中的一种或多种，溶液的pH值为10-14。
所述的大颗粒偏钒酸铵的制备方法，铵盐溶液为氯化铵、硝酸铵、硫酸铵或碳酸铵中的一种，溶液的pH值为1-5。
所述的大颗粒偏钒酸铵的制备方法，偏钒酸钠和铵盐滴加搅拌反应时间为3-20h，沉淀产物静置陈化时间为5-48h。
所述的大颗粒偏钒酸铵的制备方法，加料完毕，继续反应，静置陈化，倾去上清液，真空抽滤、水洗和乙醇洗涤后，湿渣在50-80℃真空干燥8-24h。
本发明的优点和积极效果：
通过调控偏钒酸钠溶液浓度、铵盐溶液浓度、两种溶液的加入方式和反应时间等影响晶粒尺寸的因素，采用并加料沉淀法技术制备出颗粒平均粒径大、粒度分布窄的偏钒酸铵产品。
附图说明
图1为实施例1偏钒酸铵粒度分布；
图2为实施例1偏钒酸铵样品SEM；
图3为实施例2偏钒酸铵样品粒度分布；
图4为实施例2偏钒酸铵样品SEM；
图5为对照例偏钒酸铵样品粒度分布；
图6为对照例偏钒酸铵样品SEM。
具体实施方式
以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。
实施例1：在2000ml的反应器中，加入200ml蒸馏水和5g市售的偏钒酸铵粉料，启动搅拌，转速设置为200转/min，反应器温度升至20℃，在恒温和搅拌条件下，以50ml/min的速率滴加1000ml含钒浓度为40g/L的偏钒酸钠溶液，同时以80ml/min的速率滴加480ml2.6mol/L的氯化铵溶液，加料完毕，继续反应5h，静置陈化36h，倾去上清液，真空抽滤、水洗和乙醇洗涤后，湿渣在80℃真空干燥10h，得到偏钒酸铵颗粒，经粒度分布测定，其平均粒径267.768μm见图1，所得偏钒酸铵颗粒形貌见图2。
实施例2：在2000ml烧杯反应器中，加入150ml蒸馏水和3.0g市售偏钒酸铵粉料，启动搅拌，转速设置为300转/min，反应器温度升至50℃，恒温和搅拌条件下，以100ml/min的速率滴加800ml含钒浓度为80g/L的偏钒酸钠溶液，同时以80ml/min的速率滴加600ml8.0mol/L的硝酸铵溶液，加料完毕，继续反应15h，静置陈化24h，倾去上清液，真空抽滤、水洗和乙醇洗涤后，湿渣在60℃真空干燥18h，得到偏钒酸铵颗粒，经粒度分布测定，其平均粒径为264.880μm见图3，所得偏钒酸铵颗粒形貌见图4。
对照实施例：国内某公司采用氯化铵固体直接加入到偏钒酸钠溶液中制备出的偏钒酸铵产品，取样进行粒度分布的检测，其平均粒径为83.235μm见图5，颗粒形貌见图6。
对照三个产品的SEM图片，不难发现：采用本发明方法所得偏钒酸铵颗粒均呈球形，而常规技术的偏钒酸铵则是晶粒的不规则聚集体。

Claims (5)

1.一种大颗粒偏钒酸铵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)先用少量的偏钒酸铵粉末作为晶种添加到水溶液中，得到偏钒酸铵的悬浊液溶液浓度为5-20g/L，偏钒酸铵晶种的用量为反应所得偏钒酸铵质量的1/10-1/20；
2)取含钒总浓度为35-140g/L的偏钒酸钠溶液和浓度为2-10mol/L的铵盐溶液在恒温搅拌条件下，按一定速度同时滴加到步骤1)的偏钒酸铵溶液中，温度为20-60℃，搅拌速度100-500r/min；步骤1)的偏钒酸铵悬浊液体积为反应总体积的1/10-1/15；
3)偏钒酸钠溶液和铵盐溶液同时加料完毕，静置陈化后真空抽滤，洗涤干燥，形成的大颗粒偏钒酸铵的平均粒径范围200～500μm。
2.根据权利要求1所述的大颗粒偏钒酸铵的制备方法，其特征在于，偏钒酸钠溶液是在有色金属钒钛磁铁矿、钒矿、铁水吹钒渣、石煤或粗钒产品经湿法过程所得的偏钒酸钠溶液中的一种或多种，溶液的pH值为10-14。
3.根据权利要求1所述的大颗粒偏钒酸铵的制备方法，其特征在于，铵盐溶液为氯化铵、硝酸铵、硫酸铵或碳酸铵中的一种，溶液的pH值为1-5。
4.根据权利要求1所述的大颗粒偏钒酸铵的制备方法，其特征在于，偏钒酸钠和铵盐滴加搅拌反应时间为3-20h，沉淀产物静置陈化时间为5-48h。
5.根据权利要求1或4所述的大颗粒偏钒酸铵的制备方法，其特征在于，加料完毕，继续反应，静置陈化，倾去上清液，真空抽滤、水洗和乙醇洗涤后，湿渣在50-80℃真空干燥8-24h。
CN201610616282.7A 2016-07-29 2016-07-29 一种大颗粒偏钒酸铵的制备方法 Expired - Fee Related CN106241872B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610616282.7A CN106241872B (zh) 2016-07-29 2016-07-29 一种大颗粒偏钒酸铵的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610616282.7A CN106241872B (zh) 2016-07-29 2016-07-29 一种大颗粒偏钒酸铵的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106241872A true CN106241872A (zh) 2016-12-21
CN106241872B CN106241872B (zh) 2018-05-18

Family

ID=57605594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610616282.7A Expired - Fee Related CN106241872B (zh) 2016-07-29 2016-07-29 一种大颗粒偏钒酸铵的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106241872B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107381637A (zh) * 2017-09-04 2017-11-24 河钢股份有限公司承德分公司 一种偏钒酸铵结晶过程中防结疤的方法
CN109179504A (zh) * 2018-10-19 2019-01-11 河钢股份有限公司承德分公司 一种制备大粒度偏钒酸铵的方法
CN110016556A (zh) * 2019-05-20 2019-07-16 昆明理工大学 从碱性钒铬溶液中沉钒的方法
CN113955801A (zh) * 2021-12-09 2022-01-21 淄博凡纳蒂斯技术服务有限公司 晶种分解法制备高纯偏钒酸铵的方法
CN114162865A (zh) * 2022-01-19 2022-03-11 四川轻化工大学 一种高纯偏钒酸铵晶体及制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104003443A (zh) * 2014-06-13 2014-08-27 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种加晶种制备偏钒酸铵的方法
CN104098137A (zh) * 2014-07-24 2014-10-15 福建福晶科技股份有限公司 一种偏钒酸铵的制备与纯化方法
CN104477992A (zh) * 2015-01-07 2015-04-01 攀钢集团研究院有限公司 五氧化二钒的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104003443A (zh) * 2014-06-13 2014-08-27 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种加晶种制备偏钒酸铵的方法
CN104098137A (zh) * 2014-07-24 2014-10-15 福建福晶科技股份有限公司 一种偏钒酸铵的制备与纯化方法
CN104477992A (zh) * 2015-01-07 2015-04-01 攀钢集团研究院有限公司 五氧化二钒的制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107381637A (zh) * 2017-09-04 2017-11-24 河钢股份有限公司承德分公司 一种偏钒酸铵结晶过程中防结疤的方法
CN109179504A (zh) * 2018-10-19 2019-01-11 河钢股份有限公司承德分公司 一种制备大粒度偏钒酸铵的方法
CN109179504B (zh) * 2018-10-19 2020-12-04 河钢股份有限公司承德分公司 一种制备大粒度偏钒酸铵的方法
CN110016556A (zh) * 2019-05-20 2019-07-16 昆明理工大学 从碱性钒铬溶液中沉钒的方法
CN113955801A (zh) * 2021-12-09 2022-01-21 淄博凡纳蒂斯技术服务有限公司 晶种分解法制备高纯偏钒酸铵的方法
CN114162865A (zh) * 2022-01-19 2022-03-11 四川轻化工大学 一种高纯偏钒酸铵晶体及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106241872B (zh) 2018-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106241872A (zh) 一种大颗粒偏钒酸铵的制备方法
RU2701564C1 (ru) Способ получения поливанадата аммония из высококонцентрированного ванадийсодержащего раствора
RU2530126C2 (ru) Получение ортофосфата железа
US9371572B2 (en) Process for manufacture of nanometric, monodisperse, stable metallic silver and a product obtained therefrom
CN104477992B (zh) 五氧化二钒的制备方法
CN102674460B (zh) 一种高纯仲钨酸铵的制取方法
CN101302027B (zh) 高纯电子级碳酸钡的生产方法
WO2019104744A1 (zh) 一种碱式氯化锌颗粒物及其制备方法
CN104368290B (zh) 四氯化钛水溶液的制备方法及装置
US20150252446A1 (en) Method for Producing a High-purity Nanometer Zinc Oxide from Steel Plant Smoke and Dust by Ammonia Decarburization
CN107200359A (zh) 一种氧化铁颜料及其生产方法
Zhang et al. Separation of magnesium from lithium in salt-lake brine through struvite precipitation
CN104478699A (zh) 一种高纯超细草酸钴粉体的制备方法
CN109368688A (zh) 一种高纯度氧化锌间接法的生产工艺
CN106082297B (zh) 一种中心粒径20～60微米氧化钆的制备方法
CN109850952A (zh) 一种含重金属离子水溶液中铁离子的高纯分离方法
CN202688007U (zh) 一种高纯仲钨酸铵的制取系统
CN103725883A (zh) 一种制备硫酸锌溶液脱氟剂的方法
CN107119189B (zh) 一种高钒高铬高钠溶液的沉钒方法
CN104944462A (zh) 一种饲料级氧化锌的制备方法
Guang et al. Preparation of potassium salt with joint production of spherical calcium carbonate from sintering dust
CN209161511U (zh) 一种硫酸锌提纯装置
CN114988383B (zh) 一种电池级的磷酸铁高效制备方法
CN108069851A (zh) 一种无氨草酸沉淀制备草酸钴的方法
CN101570478B (zh) 球形草酸钴粉体的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180518

Termination date: 20210729