CN106676289B - 一种利用含钒物料制备高纯五氧化二钒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用含钒物料制备高纯五氧化二钒的方法，所述方法为：将含钒物料进行焙烧，得到五氧化二钒含量在49wt％以下的焙烧产物，之后将焙烧产物与氯化剂在惰性气氛中进行反应，反应的温度为150℃～200℃，得到三氯氧钒气体和残渣，将三氯氧钒气体进行后处理，得到高纯五氧化二钒；所述氯化剂选自无水三氯化铝或无水三氯化铝与氯化钠的混合物。所述方法条件温和，使得钒以气态的形式逸出，易与其它物质进行分离，产品纯度较高，省去了后续的分离除杂步骤，能够得到纯度≥99％的五氧化二钒产品。本方法工艺流程简单，所需反应时间短，原料来源广泛易得，有效降低了生产成本，减少了三废的产生，对环境污染小。

Description

一种利用含钒物料制备高纯五氧化二钒的方法
技术领域
本发明属于钒提取的技术领域，涉及含钒物料制备高纯五氧化二钒的方法，尤其涉及一种由含钒物料清洁生产五氧化二钒的方法。
背景技术
钒是世界公认的紧缺资源和重要战略物质，钒以其优良的合金性能和催化性能，被广泛地应用于冶金、化工、机械、电子、汽车、铁路及轻工等领域，85％的钒被钢铁行业消耗，其中高纯氧化钒应用于全钒液流电池、钒铝中间合金、电极材料或催化剂等高精尖领域。
我国钒制品生产原料主要包括钒渣、石煤和含钒废催化剂等，其中含钒催化剂主要来自硫酸工业、石油工业与高分子工业等。
钒渣占总生产原料的60％，为我国生产钒制备主要原料，目前我国工业上比较成熟的钒渣提钒工艺是钠化焙烧工艺和钙化焙烧工艺。钠化焙烧工艺虽然具有技术成熟、稳定性好、操作简便等优势，但存在焙烧产生有害气体，含盐废水以及各种废渣处理成本高等问题。钙化焙烧虽然避免了废气以及高盐废水的产生，但仍存在酸浸液杂质多，产品纯度低，酸性废水废渣难以利用的问题。
为了解决钙化焙烧酸浸过程浸出液杂质高的问题，目前研究较多的有钒渣铵浸提钒工艺，如CN 102560086A，CN 103952565A，CN 103937978A，CN 104003442A，CN104831090A等采用碳酸氢铵、碳酸铵、氨水等浸出钒渣钙化或空白焙烧熟料。虽然铵浸提钒法得到的钒产品纯度较高，解决了含盐废水、含铬废渣的问题。但铵浸液固比大，浸出液钒浓度较低，导致偏钒酸铵冷却结晶率低，以及有铵盐易分解等问题。
CN105779757 A，CN 105779758 A，CN 105714102 A，CN 105671339 A，CN105671340 A等采用磷酸铵、草酸铵等浸出钒渣钙化、锰化或空白焙烧熟料，该类铵盐虽然不分解，但引进了阴离子，钒产品纯度也相比碳酸氢铵、碳酸铵、氨水等浸出有所降低。
石煤占总生产原料的30％，目前我国工业上成熟的石煤提钒工艺直接酸浸提钒工艺，得到的钒浸液通过萃取富集钒。传统萃取法富集钒工艺流程为：含钒酸浸液-调pH-还原-萃取-反萃-氧化-沉钒。该工艺虽然很成熟，但流程长，试剂耗量大，生产成本高，废水废渣难以资源化利用。
CN104261473A公开了一种石煤提钒的方法，石煤与硫酸和氧化剂发酵7-10天，水浸，浸出液经过多次除杂，离子交换富集钒，得到纯度较高的钒产品。该工艺离子交换法富集钒的流程：含钒酸浸液-氧化-除铝-除铁-离子交换-解吸-沉钒。该工艺沉钒后液可以返回浸出工序，虽然减少了废水的产生，但工艺仍然流程较长，生产效率低。
石煤提钒后续都要经过富集过程，因此得到的钒产品纯度也较高，但三废问题仍然严重，而且石煤提钒整个工艺流程较长，操作工序多，生产成本高。
硫酸工业废钒催化剂中钒的回收利用目前的方法，大致可分为碱溶浸取法和酸溶浸取法。其中，酸溶浸取法可使废钒催化剂中大量的载体物质不能进入溶液，有利于后面的分离提纯，但仍然有铁铝等金属杂质进入溶液，如CN 102491419A。碱溶浸取法虽可以使铁金属离子与钒分离，但有相当量的硅、铝等杂质仍可进入溶液，易形成胶体而难于分离，导致两种工艺钒产品纯度都不高。
SCR脱硝废钒催化剂提钒工艺，目前研究较多，但是相关工艺技术路线复杂，过程中用到的强酸强碱较多或者采用高温焙烧法，“三废”较多，同时无法实现V与W、Ti等有价金属的高效分离获得到高纯度的产品，如CN105200236A、CN104611564A、CN101921916A等。
石油工业以及高分子工业废钒催化剂较成熟的生产工艺是钠化焙烧提钒工艺，由于废钒催化剂往往包裹油、有机物，直接钠化焙烧容易局部过热，导致回转窑结圈，预点火脱油，容易产生有害气体，传统的钠化焙烧工艺仍然有产生废水废渣等环境问题，废钒催化剂往往是多种有价金属组成，产品互相夹带，纯度不高，如CN 104129814A和CN 105274344。
以上提钒方法都是将钒以钒酸盐的形式浸出到溶液中，或多或少都会有杂质离子共同浸出。
CN 105986126 A公开了一种钒渣高效氯化提钒的系统和方法，添加钒渣质量的10％～30％焦粉，在氯化流化床中500～900℃通氯气停留30～90min进行钒渣氯化。三氯氧钒在水解流化床中直接通过气相水解生产五氧化二钒粉体。氯化残渣和干渣粉料在氧化流化床中氧化处理回收氯气。利用成套系统制备氧化钒，得到的氧化钒产品纯度较高。但氯气腐蚀性很强，对设备、操作要求高从而使成本大幅升高，且污染严重再生困难。氯化残渣含大量的氯，需要700-1000℃氧化处理，氧化处理成本高。CN101709388A公开了一种钒渣氯化焙烧分离钒的工艺，首先将钒渣在回转窑中850～950℃焙烧120～150min，得到氧化焙烧料，再将碳质还原剂、固体氯化剂MgCl2·6H2O与钒渣氧化焙烧料压粒，送入回转窑500℃～700℃下氯化焙烧2～4小时，使三氯氧钒挥发出来提取钒。采用固体氯化剂MgCl2·6H2O虽然避免了氯气腐蚀性强，污染严重等问题，但是需要添加碳质还原剂消除氯化剂MgCl2·6H2O分解水蒸气带来的三氯氧钒的水解反应，该工艺氯化温度较高，导致氯化效率偏低。CN101906531A公开了一种以钒钛磁铁矿精矿粉为主要原料，将其与氯化剂FeCl3、熔剂CaCl2和石墨粉一同造块，然后在1100K～1300K的温度范围内，氩气氛围条件下对经造块后的物料进行2～3小时的氯化提钒焙烧，得到含钒气体。该工艺氯化温度仍然较高。
目前的氯化法均是添加还原剂进行造粒，且存在氯化温度较高(大于500℃)，氯化效率低，生产成本高的问题。
因此，本发明旨在提供一种短流程、低成本、操作简便和污染小的含钒物料提钒新方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用含钒物料制备高纯五氧化二钒的方法，所述提钒方法工艺条件温和，钒提取率高，便于分离，流程短，成本低，操作简便并且污染小，并且能够得到高纯度五氧化二钒。
所述高纯五氧化二钒是指五氧化二钒的纯度≥99wt％，如99.1wt％、99.2wt％、99.3wt％、99.4wt％、99.5wt％、99.6wt％、99.7wt％、99.8wt％或99.9wt％等。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用含钒物料制备高纯五氧化二钒的方法，所述方法为：将含钒物料进行焙烧，得到五氧化二钒含量在49wt％以下的焙烧产物，之后将焙烧产物与氯化剂在惰性气氛中进行反应，反应的温度为150℃～200℃，得到三氯氧钒气体和残渣，将所述三氯氧化钒气体进行后处理，得到高纯五氧化二钒；其中，所述氯化剂选自无水三氯化铝或无水三氯化铝与氯化钠的混合物。
所述焙烧产物中五氧化二钒的含量可为48wt％、47％、45％、42％、40％、38％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％、3％或1％等。
所述含钒物料中的钒需焙烧为五氧化二钒才能与氯化剂反应得到三氯氧钒气体，其它的钒的氧化物在上述条件下与氯化剂反应无法得到三氯氧钒气体。如果含钒物料不进行焙烧，则仅含钒物料中本身以五氧化二钒形式存在的钒可以通过与氯化剂反应得到三氯氧钒气体被提取出，含钒物料中以其他形式存在的钒无法被提取出。
本发明提供的含钒物料的提钒方法以焙烧后的含钒物料为钒源，以无水三氯化铝或无水三氯化铝与氯化钠的混合物为氯化剂，进行氯化反应，使钒以气态的形式逸出，即可将含钒物料中的钒提取出。所述含钒物料提钒的方法使钒生成气态三氯氧钒逸出，因此该方法得到的三氯氧钒的纯度较高。
所述提钒的方法工艺条件温和，反应温度仅为150～200℃。由于钒经过反应生成了气态的三氯氧化钒，便于与反应物料中其它物质的分离，省去了分离钒的步骤，简化了工艺流程，操作方便。所述含钒物料提钒的方法能够得到纯度较高的三氯氧化钒气体。所述三氯氧化钒气体经后处理能够得到高纯的五氧化二钒。
所述提钒的方法工艺流程短，有效降低了生产成本，减少了三废的产生，对环境污染小。
所述含钒物料包括常见的提钒原料：钒渣、石煤或含钒废催化剂中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合如钒渣与石煤，钒渣与含钒废催化剂，石煤与含钒废催化剂。其中，含钒废催化剂主要来自硫酸工业、石油工业与高分子工业，如制硫酸废钒催化剂、石油加氢裂解废钒催化剂、原油脱硫废钒催化剂、SCR脱硝废钒催化剂、乙丙橡胶合成废钒催化剂、苯酐生产废钒催化剂或顺酐生产废钒催化剂等。
优选地，所述焙烧的温度为400～1000℃，如400℃、500℃、550℃、620℃、780℃、800℃、845℃、880℃、921℃、955℃、970℃或1000℃等，优选为700～900℃。
优选地，所述焙烧的时间为0.5～4h，如1h、2h、、3h、3.5h或4h等，优选为2～3.5h。
所述反应的温度为150℃～200℃，如155℃、160℃、165℃、170℃、180℃、185℃或195℃等，优选为160℃～180℃。所述含钒物料的提钒方法能够在较低温度下进行，大大节约了能源的消耗。
优选地，所述反应的时间为0.5～5h，如1h、2h、3h、4h或4.5h等，优选为2～4h。所述反应的时间短，使得整个提钒的流程短，缩短了提钒时间。
所述惰性气氛是指不含有水分且不与待处理含钒物料或无水三氯化铝反应的气体。优选地，所述惰性气氛选自氮气气氛、氦气气氛、氩气气氛和空气气氛中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合为：氮气与氦气气氛，氦气与氩气气氛，氮气、氦气和氩气气氛、空气、空气和氦气气氛等。
所述氯化剂为无水三氯化铝时，无水三氯化铝的摩尔量与焙烧产物中五氧化二钒的摩尔量为1:1～1:8，如摩尔比为1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:4、1:4.5、1:5、1:6、1:7或1:7.5等，优选为1:2～1:4。所述无水三氯化铝的加入量越多，得到的三氯氧钒越多，但是，成本相应增加，三氯氧钒纯度相应下降，因此，优选无水三氯化铝的摩尔量与焙烧产物中五氧化二钒的摩尔量为1:2～1:4。
优选地，所述氯化剂为无水氯化铝和氯化钠的混合物时，无水三氯化铝的摩尔量与焙烧产物中五氧化二钒的摩尔量为1:1～1:8，如摩尔比为1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:4、1:4.5、1:5、1:6、1:7或1:7.5等，优选为1:2～1:4。所述无水三氯化铝的加入量越多，得到的三氯氧钒越多，但是成本相应增加，三氯氧钒纯度相应下降，因此，优选无水三氯化铝的摩尔量与焙烧产物中五氧化二钒的摩尔量为1:2～1:4。
优选地，所述无水三氯化铝的摩尔量不小于氯化钠的摩尔量，优选为无水三氯化铝与氯化钠的摩尔量之比为1:1～9:1，如2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1或8.5:1等，进一步优选为3:2～7:3。氯化钠和氯化铝的混合物代替无水三氯化铝与焙烧产物进行反应，显著提高了提钒率、缩短了反应时间并提高了三氯氧钒的纯度(进而有利于五氧化二钒产品纯度的提升)。
优选地，所述无水三氯化铝的纯度不低于98wt％，如纯度为98％、98.5％、99％或99.5％等。选用此纯度的无水三氯化铝可将因无水氯化铝引入杂质的量控制在较低含量。
优选地，所述氯化钠和无水三氯化铝独立地选自优级纯试剂、工业品或自制粗品。
所述残渣用于与盐酸反应得到无水三氯化铝，所述无水三氯化铝用于与焙烧产物反应，以实现原料的循环使用。
所述三氯氧化钒气体还进行后处理得到高纯五氧化二钒，所述后处理为：将三氯氧钒气体冷凝，水解，并将水解产物进行液固分离，得到固体产物(多钒酸、多钒酸铵或偏钒酸铵沉淀)和液体产物(盐酸溶液或氯化铵溶液)，之后，将固体产物热解。
优选地，冷凝后的三氯氧钒的温度低于120℃，如冷凝后的三氯氧钒的温度为115℃、110℃、105℃、100℃、90℃、80℃、70℃、60℃、30℃、20℃或10℃等，优选为70～100℃。
所述水解的介质为高纯水、氨水或铵盐水溶液中的任意一种或至少两种的混合物。
所述高纯水是指水的温度为25℃时，电导率小于0.1us/cm，pH值为6.8～7.0及去除其他杂质和细菌的水。
所述水解的反应方程式如下：
2VOCl3+(3+n)H2O→V2O5·nH2O↓+6HCl
6VOCl3+2NH4 ++20OH-→(NH4)2V6O16↓+18Cl-+10H2O
VOCl3+4NH4OH→NH4VO3↓+3NH4Cl+2H2O
优选地，以高纯水为介质进行水解时，水解后溶液的pH≤3，如pH为2.8、2.5、2.2、2.0、1.8、1.5、1.2或1等。
优选地，以氨水和/或铵盐水溶液为介质进行水解时，水解后溶液的pH为7～10，如pH为7.2、7.5、7.8、8、8.5、8.8、9、9.5或9.8等。
采用高纯水、氨水或铵盐水溶液中的任意一种或至少两种的组合为水解介质，水解得到多钒酸、多钒酸铵或偏钒酸铵沉淀。通过控制水解剂的加入量控制水解最终pH值，且控制水解速率。
所述液固分离为本领域常用的操作手段，所述液固分离可为过滤或离心分离等。
所述热解在氧化性气体中进行，以保证产品中不含有低价钒，得到高纯五氧化二钒。热解方程式如下：
V2O5·nH2O→V2O5+nH2O(n为正数)
(NH4)2V6O16→3V2O5+2NH3+H2O
2NH4VO3→V2O5+2NH3+H2O。
优选地，所述氧化性气体为空气或纯氧气。在纯净空气或纯净氧气气氛中热解水解产物，最终得到五氧化二钒产品。
优选地，所述热解的温度为400℃～550℃，如410℃、420℃、430℃、460℃、470℃、490℃、500℃、510℃、520℃、530℃或540℃等，优选为500℃～550℃。
优选地，所述热解的时间为3h～5h，如3.5h、4h、4.5h或4.7h等，优选为3h～4h。
所述液固分离得到的液体产物(盐酸溶液或氯化铵溶液)回收。
优选地，采用盐酸溶液或去离子水吸收所述热解产生的氨气，得到氯化铵或稀氨水，所述氯化铵或稀氨水回收，可用于三氯氧钒的水解。
本发明提供的含钒物料的提钒方法可有效简便地实现介质的再生循环，对环境污染小。
作为优选的技术方案，所述利用含钒物料制备高纯五氧化二钒的方法包括如下步骤：
(1)将含钒物料在温度为400～1000℃条件下焙烧，得到五氧化二钒含量低于49wt％的焙烧产物；
(2)将焙烧产物与无水三氯化铝或无水三氯化铝与氯化钠的混合物在惰性气氛中反应0.5～5h，反应温度为150℃～200℃，得到三氯氧钒气体和残渣，所述残渣与盐酸反应，生成无水三氯化铝，用于与含钒物料反应；其中，所述焙烧产物中五氧化二钒与无水三氯化铝的摩尔比为1:1～1:8，无水三氯化铝的摩尔量大于氯化钠的摩尔量；
(3)将三氯氧钒气体冷凝到120℃以下后水解，将得到的水解产物液固分离，得到固体产物和液体产物，所述液体产物回收；
(4)将固体产物在氧化性气体中热解3～5h，热解的温度为400℃～550℃，得到五氧化二钒产品和氨气，所述氨气与盐酸溶液反应，得到氯化铵。
本发明提供的利用含钒物料制备高纯五氧化二钒的方法以含钒物料为原料，无水三氯化铝或无水三氯化铝和氯化钠的混合物为氯化剂，首先使钒以气态的形式实现与其他杂质如K、Na、Ca、Fe及P等的有效分离，冷凝收集到纯净的三氯氧钒液体，采用高纯水、氨水或铵盐水溶液中的一种或两种以上的混合物水解得到多钒酸、多钒酸铵或偏钒酸铵沉淀，在纯净空气或纯净氧气气氛中热解水解产物，最终得到高纯五氧化二钒产品。
上述数据范围不仅包括例举出的具体点值还包括其范围内的任意一个数值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的利用含钒物料制备高纯五氧化二钒的方法工艺流程短，原料来源广泛易得，有效降低了生产成本，减少了三废的产生，对环境污染小；
本发明提供的利用含钒物料制备高纯五氧化二钒的方法制备出的五氧化二钒产品纯度高(纯度≥99％)，为含钒物料提钒提供了一种全新的方法。
本发明提供的利用含钒物料制备高纯五氧化二钒的方法工艺条件温和，使得钒以气态的形式逸出，易与其它物质进行分离，纯度较高，省去了后续的分离除杂步骤，工艺流程简单。另外，所述提钒的方法所需反应时间短。
附图说明
图1是本发明一种实施方式提供的利用含钒物料制备高纯五氧化二钒的工艺流程图。其中，g表示气体，s表示固体，l表示液体。
图2是实施例1所得五氧化二钒的XRD谱图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1是本发明提供的一种利用含钒物料制备高纯五氧化二钒的工艺流程图。所述利用含钒物料制备高纯五氧化二钒的方法包括如下步骤：
(1)氯化：将焙烧后的含钒物料熟料与无水三氯化铝或无水氯化铝和氯化钠的混合物混合，通入载气(提供惰性气氛)，加热反应，得到三氯氧钒气体和残渣(氧化铝)；将三氯氧钒气体冷凝，收集到三氯氧钒液体；
(2)水解：将三氯氧钒液体于高纯水、铵盐水溶液或氨水中的任意一种或至少两种的混合物中水解，并将水解产物液固分离，得到固体产物和液体产物；
(3)热解：将固体产物在纯净空气气氛热解，得到高纯五氧化二钒和气体产物；
(4)副产物回收：将步骤(1)得到的残渣与盐酸反应回收无水三氯化铝；将步骤(2)固液分离后得到的液体产物(氯化铵溶液或盐酸溶液)直接回收；将步骤(3)热解过程产生的气体产物用稀盐酸或去离子水吸收，实现氯化铵或稀氨水溶液的回收再使用。
以下实施例中所述稀氨水(1+2)即氨水与高纯水的体积比为1:2。
实施例1：
本实施例所用钒渣中部分成分的质量百分含量为V8.90％，Cr1.37％，Al1.54％，Fe23.34％，Si6.46％，Ca1.05％，Mg1.75％。
利用所述钒渣制备高纯五氧化二钒的方法包括如下步骤：
(1)氯化：取105.5g经900℃焙烧2h的钒渣与无水三氯化铝与氯化钠混合，其中钒渣中五氧化二钒与无水氯化铝的摩尔比为1:3，无水三氯化铝与氯化钠的摩尔比为3:2，反应温度为170℃，氮气气氛作为载气，反应2h，得到三氯氧钒气体和氧化铝残渣，将三氯氧钒气体冷凝，收集到三氯氧钒液体20.89g；
(2)水解：将5mL三氯氧钒于110mL稀氨水(1+2)中水解，过滤得到偏钒酸铵和滤液，滤液为弱碱性pH约为8；
(3)热解：将偏钒酸铵在纯净空气气氛中、500℃煅烧3h，得到橙黄色固体产品和氨气；
(4)副产物回收：将步骤(1)得到的氧化铝残渣与盐酸反应回收三氯化铝；将步骤(2)过滤得到的氯化铵滤液直接回收再利用；将步骤(3)热解过程产生的氨气用稀盐酸吸收，实现氯化铵的回收再使用。
步骤(3)得到的产品的X射线衍射谱图如图2所示，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度分析为99.9wt％。
实施例2：
本实施例所用钒渣中部分成分的质量百分含量为V5.08％，Cr5.20％，Al5.68％，Fe17.52％，Si14.80％，Ca0.50％，Mg6.19％。
利用所述钒渣制备高纯五氧化二钒的方法包括如下步骤：
(1)氯化：所述钒渣原料经800℃焙烧1h后与无水三氯化铝和氯化钠混合，其中钒渣中五氧化二钒与氯化铝的摩尔比1:1，无水三氯化铝与氯化钠的摩尔比为7:3，反应温度为160℃，氦气气氛作为载气，反应1h，得到三氯氧钒气体和氧化铝残渣，冷凝收集到三氯氧钒液体；
(2)水解：将5mL三氯氧钒水解于50mL高纯水中，液固分离得到多钒酸和滤液，滤液为强酸性pH小于1；
(3)热解：将多钒酸在纯净氧气气氛中、500℃煅烧3h，得到橙黄色五氧化二钒产品和氨气；
(4)副产物回收：将步骤(1)得到的氧化铝残渣与盐酸反应回收三氯化铝；将步骤(2)过滤得到的氯化铵溶液直接回收再利用；将步骤(3)热解过程产生的氨气用稀盐酸吸收，实现氯化铵的回收再使用。
步骤(3)得到的产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，纯度经分析为99.8wt％。
实施例3：
本实施例所用钒渣中部分成分的质量百分含量为V8.06％，Cr1.35％，Al1.43％，Fe26.30％，Si7.03％，Ca1.07％，Mg1.68％。
利用所述钒渣制备高纯五氧化二钒的方法包括如下步骤：
(1)氯化：所述钒渣原料经900℃焙烧3h后与无水三氯化铝和氯化钠混合，其中钒渣中五氧化二钒与氯化铝的摩尔比1:2，无水三氯化铝与氯化钠的摩尔比为4:1，反应温度为170℃，氩气气氛作为载气，反应3.5h，得到三氯氧钒气体和氧化铝残渣，冷凝收集到三氯氧钒液体；
(2)水解：将5mL三氯氧钒水解于100mL氯化铵(pH为9)水溶液中，过滤，得到多钒酸铵和滤液，滤液为强酸性pH为1；
(3)热解：将多钒酸铵在纯净空气气氛中、500℃煅烧3h，得到橙黄色五氧化二钒产品和氨气；
(4)副产物回收：将步骤(1)得到的氧化铝残渣与盐酸反应回收三氯化铝；将步骤(2)过滤得到的氯化铵溶液直接回收再利用；将步骤(3)热解过程产生的氨气用稀盐酸吸收，实现氯化铵的回收再使用。
步骤(3)得到的产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度经分析为99.1wt％。
实施例4：
本实施例所用钒渣中部分成分的质量百分含量为V2.69％，Cr0.54％，Al0.44％，Fe21.64％，Si11.49％，Ca3.52％，Mg2.23％。
利用所述钒渣制备高纯五氧化二钒的方法包括如下步骤：
(1)氯化：所述钒渣原料经850℃焙烧4h后与无水三氯化铝混合，其中钒渣中五氧化二钒与氯化铝的摩尔比1:3，反应温度为180℃，空气气氛作为载气，反应5h，得到三氯氧钒气体和氧化铝残渣，冷凝收集到三氯氧钒液体；
(2)水解：将5mL三氯氧钒水解于130mL稀氨水(1+2)溶液中，过滤得到偏钒酸铵和滤液，滤液为弱碱性pH为9；
(3)热解：将偏钒酸铵在纯净空气气氛中、500℃煅烧3h，得到橙黄色五氧化二钒产品和氨气；
(4)副产物回收：将步骤(1)得到的氧化铝残渣与盐酸反应回收三氯化铝；将步骤(2)过滤得到的氯化铵溶液直接回收再利用；将步骤(3)热解过程产生的氨气用稀盐酸吸收，实现氯化铵的回收再使用。
步骤(3)得到的产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度经分析为99.0％。
实施例5：
本实施例所用钒渣中部分成分的质量百分含量为V8.43％，Cr6.60％，Al1.09％，Fe27.2％，Si6.15％，Ca1.00％，Mg0.68％。
利用所述钒渣制备高纯五氧化二钒的方法包括如下步骤：
(1)氯化：所述钒渣原料经1000℃焙烧2h后与无水三氯化铝和氯化钠混合，其中钒渣中五氧化二钒与氯化铝的摩尔比1:5，无水三氯化铝与氯化钠的摩尔比为1:1，反应温度为150℃，氩气和氮气混合气氛作为载气，反应5h，得到三氯氧钒气体和氧化铝残渣，冷凝收集到三氯氧钒液体；
(2)水解：将5mL三氯氧钒水解于150mL稀氨水(1+2)溶液中，过滤，得到偏钒酸铵和滤液，滤液为弱碱性pH为10；
(3)热解：将偏钒酸在纯净空气气氛中、400℃煅烧5h，得到橙黄色五氧化二钒产品和氨气；
(4)副产物回收：将步骤(1)得到的氧化铝残渣与盐酸反应回收三氯化铝；将步骤(2)过滤得到的氯化铵溶液直接回收再利用；将步骤(3)热解过程产生的氨气用稀盐酸吸收，实现氯化铵的回收再使用。
步骤(3)得到的产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度经分析为99.5wt％。
实施例6：
本实施例所用钒渣中部分成分的质量百分含量为V8.90％，Cr1.37％，Al1.54％，Fe23.34％，Si6.46％，Ca1.05％，Mg1.75％。
利用所述钒渣制备高纯五氧化二钒的方法包括如下步骤：
(1)氯化：所述钒渣原料经950℃焙烧3.5h后与无水三氯化铝和氯化钠混合，其中钒渣中五氧化二钒与氯化铝的摩尔比1:3，无水三氯化铝与氯化钠的摩尔比为9:1，反应温度为200℃，氩气和氦气混合气氛作为载气，反应0.5h，得到三氯氧钒气体和残渣，将三氯氧钒气体冷凝，收集到三氯氧钒液体；
(2)水解：将5mL三氯氧钒水解于130mL稀氨水(1+2)溶液中，过滤，得到偏钒酸铵和滤液，滤液为弱碱性pH为9；
(3)热解：将偏钒酸铵在纯净空气气氛中、550℃煅烧4h，得到橙黄色五氧化二钒产品和氨气；
(4)副产物回收：将步骤(1)得到的残渣与盐酸反应回收三氯化铝；将步骤(2)过滤得到的氯化铵溶液直接回收再利用；将步骤(3)热解过程产生的氨气用稀盐酸吸收，实现氯化铵的回收再使用。
步骤(3)得到的产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度经分析为99.5wt％。
实施例7：
本实施例所用钒渣中部分成分的质量百分含量为V5.08％，Cr5.20％，Al5.68％，Fe17.52％，Si14.80％，Ca0.50％，Mg6.19％。
利用所述钒渣制备高纯五氧化二钒的方法包括如下步骤：
(1)氯化：所述钒渣原料经800℃焙烧2h后与无水三氯化铝混合，其中钒渣中五氧化二钒与氯化铝的摩尔比1:4，反应温度为170℃，氮气和氦气混合气氛作为载气，反应4h，得到三氯氧钒气体和氧化铝残渣，冷凝收集到三氯氧钒液体；
(2)水解：将5mL三氯氧钒水解于100mL硫酸铵溶液中(pH为9)，过滤，得到多钒酸和滤液，滤液为强酸性pH为1；
(3)热解：将多钒酸铵在纯净空气气氛中、500℃煅烧3h，得到橙黄色五氧化二钒产品和氨气；
(4)副产物回收：将步骤(1)得到的氧化铝残渣与盐酸反应回收三氯化铝；将步骤(2)过滤得到的氯化铵溶液直接回收再利用；将步骤(3)热解过程产生的氨气用稀盐酸吸收，实现氯化铵的回收再使用。
步骤(3)得到的产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度经分析为99.0wt％。
实施例8：
本实施例所用石煤中部分成分的质量百分含量为V0.73％，Cr0.15％，Al1.22％，Fe2.10％，Si25.00％，Ca0.28％，Mg0.24％，C11.03％。
利用所述石煤制备高纯五氧化二钒的方法包括如下步骤：
(1)氯化：所述原料经800℃焙烧2h后与无水三氯化铝和氯化钠混合，其中石煤中五氧化二钒与氯化铝的摩尔比1:4，无水三氯化铝与氯化钠的摩尔比为3:2，反应温度为170℃，氮气和空气混合气氛作为载气，反应3h，得到三氯氧钒气体和氧化铝残渣，冷凝收集到三氯氧钒液体；
(2)水解：将5mL三氯氧钒水解于100mL氯化铵溶液中(pH为9.5)，过滤，得到多钒酸和滤液，滤液为强酸性pH为1；
(3)热解：将多钒酸铵在纯净空气气氛中、510℃煅烧3h，得到橙黄色五氧化二钒产品和氨气；
(4)副产物回收：将步骤(1)得到的氧化铝残渣与盐酸反应回收三氯化铝；将步骤(2)过滤得到的氯化铵溶液直接回收再利用；将步骤(3)热解过程产生的氨气用稀盐酸吸收，实现氯化铵的回收再使用。
步骤(3)得到的产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度经分析为99.3wt％。
实施例9：
本实施例所用石煤中部分成分的质量百分含量为V0.62％，Cr0.11％，Al1.10％，Fe1.08％，Si29.79％，Ca0.36％，Mg0.16％。
利用所述石煤制备高纯五氧化二钒的方法包括如下步骤：
(1)氯化：所述原料经850℃焙烧2h后与无水三氯化铝和氯化钠混合，其中石煤中五氧化二钒与氯化铝的摩尔比1:4，无水三氯化铝与氯化钠的摩尔比为4:1，反应温度为180℃，氩气和空气混合气氛作为载气，反应3h，得到三氯氧钒气体和氧化铝残渣，冷凝收集到三氯氧钒液体；
(2)水解：将5mL三氯氧钒水解于130mL稀氨水(1+2)溶液中，过滤，得到偏钒酸铵和滤液，滤液为弱碱性pH为9；
(3)热解：将偏钒酸铵在纯净空气气氛中、520℃煅烧2h，得到橙黄色五氧化二钒产品和氨气；
(4)副产物回收：将步骤(1)得到的氧化铝残渣与盐酸反应回收三氯化铝；将步骤(2)过滤得到的氯化铵溶液直接回收再利用；将步骤(3)热解过程产生的氨气用稀盐酸吸收，实现氯化铵的回收再使用。
步骤(3)得到的产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度经分析为99.1wt％。
实施例10：
本实施例所用制硫酸废钒催化剂中部分成分的质量百分含量为V7.22％，Si26.64％，K7.02％，Fe0.62％，Al1.01％，Na0.61％。
利用所述制硫酸废钒催化剂制备高纯五氧化二钒的方法包括如下步骤：
(1)氯化：取154.37g经500℃焙烧3h的废催化剂与无水三氯化铝和氯化钠混合，其中废钒催化剂中五氧化二钒与氯化铝的摩尔比1:3，无水三氯化铝与氯化钠的摩尔比为3:2，反应温度为190℃，氦气和空气混合气氛作为载气，反应3.5h，得到三氯氧钒气体和氧化铝残渣，将三氯氧钒气体冷凝，收集到三氯氧钒液体21.23g；
(2)水解：将5mL三氯氧钒水解于110mL稀氨水(1+2)溶液中，过滤，得到偏钒酸铵5.76g和滤液，滤液为弱碱性pH为8；
(3)热解：将偏钒酸铵在纯净空气气氛中、540℃煅烧1h，得到橙黄色五氧化二钒产品4.33g和氨气；
(4)副产物回收：将步骤(1)得到的氧化铝残渣与盐酸反应回收三氯化铝；将步骤(2)过滤得到的氯化铵溶液直接回收再利用；将步骤(3)热解过程产生的氨气用稀盐酸吸收，实现氯化铵的回收再使用。
步骤(3)得到的产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度经分析为99.2wt％。
实施例11：
本实施例所用石油加氢裂废钒催化剂中部分成分的质量百分含量为V6.80％，Mo4.17％，Ni4.68％，Fe0.22％，S3.12％，Al28.70％。
利用所述石油加氢裂废钒催化剂制备高纯五氧化二钒的方法包括如下步骤：
(1)氯化：所述原料经750℃焙烧2.5h后与无水三氯化铝和氯化钠混合，其中废钒催化剂中五氧化二钒与氯化铝的摩尔比1:3，无水三氯化铝与氯化钠的摩尔比为3:1，反应温度为175℃，氮气气氛作为载气，反应3h，得到三氯氧钒气体和氧化铝残渣，冷凝收集到三氯氧钒液体；
(2)水解：将5mL三氯氧钒水解于120mL稀氨水(1+2)溶液中，过滤，得到偏钒酸铵和滤液，滤液为弱碱性pH为8.5；
(3)热解：将偏钒酸铵在纯净空气气氛中、530℃煅烧1.5h，得到橙黄色五氧化二钒产品和氨气；
(4)副产物回收：将步骤(1)得到的氧化铝残渣与盐酸反应回收三氯化铝；将步骤(2)过滤得到的氯化铵溶液直接回收再利用；将步骤(3)热解过程产生的氨气用稀盐酸吸收，实现氯化铵的回收再使用。
步骤(3)得到的产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度经分析为99.2wt％。
实施例12：
本实施例所用SCR脱硝废钒催化剂中部分成分的质量百分含量为V0.46％，W2.25％，Ti52.77％，Si1.48％，Ca0.52％，Al0.35％。
利用所述SCR脱硝废钒催化剂制备高纯五氧化二钒的方法包括如下步骤：
(1)氯化：所述原料经550℃焙烧3.5h后与无水三氯化铝和氯化钠混合，其中废钒催化剂中五氧化二钒与氯化铝的摩尔比1:4，无水三氯化铝与氯化钠的摩尔比为17:3，反应温度为195℃，氩气气氛作为载气，反应3h，得到三氯氧钒气体和氧化铝残渣，冷凝收集到三氯氧钒液体；
(2)将5mL三氯氧钒水解于100mL氯化铵(pH为9)水溶液中，过滤，得到多钒酸铵和滤液，滤液为强酸性pH为1；
(3)热解：将多钒酸在纯净空气气氛中、535℃煅烧2.5h，得到橙黄色五氧化二钒产品和氨气；
(4)副产物回收：将步骤(1)得到的氧化铝残渣与盐酸反应回收三氯化铝；将步骤(2)过滤得到的氯化铵溶液直接回收再利用；将步骤(3)热解过程产生的氨气用稀盐酸吸收，实现氯化铵的回收再使用。
步骤(3)得到的产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度经分析为99.3wt％。
实施例13：
本实施例所用制苯酐废钒催化剂中部分成分的质量百分含量为V0.56％，Ti3.80％，Al5.68％，Si32.24％。
利用所述制苯酐废钒催化剂制备高纯五氧化二钒的方法包括如下步骤：
(1)氯化：所述原料经400℃焙烧3.5h后与无水三氯化铝和氯化钠混合，其中废钒催化剂中五氧化二钒与氯化铝的摩尔比1:4，无水三氯化铝与氯化钠的摩尔比为13:7，反应温度为165℃，氦气气氛作为载气，反应4h，得到三氯氧钒气体和氧化铝残渣，冷凝收集到三氯氧钒液体；
(2)水解：将5mL三氯氧钒水解于140mL稀氨水(1+2)溶液中，过滤，得到偏钒酸铵和滤液，滤液为弱碱性pH为9.5；
(3)热解：将偏钒酸铵在纯净空气气氛中、540℃煅烧1.5h，得到橙黄色五氧化二钒产品和氨气；
(4)副产物回收：将步骤(1)得到的氧化铝残渣与盐酸反应回收三氯化铝；将步骤(2)过滤得到的氯化铵溶液直接回收再利用；将步骤(3)热解过程产生的氨气用稀盐酸吸收，实现氯化铵的回收再使用。
步骤(3)得到的产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度经分析为99.4wt％。
实施例14：
除步骤(1)钒渣中五氧化二钒与氯化铝的摩尔比1:8外，其余与实施例1相同。
其中，步骤(1)收集到三氯氧钒液体10.23g；步骤(3)热解得到橙黄色五氧化二钒产品和氨气。
步骤(3)得到的产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度经分析为99.2wt％。
实施例15
所述实施例15除步骤(1)中不使用氯化钠外，其余分别与实施例10相同。
其中，步骤(1)收集到三氯氧钒液体的量低于实施例10，为15.98g；步骤(3)热解得到橙黄色产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度为99.0wt％，产品纯度低于实施例10。
实施例16～17
所述实施例16～17除步骤(1)中不使用氯化钠外，其余分别与实施例5～6相同。
其中，步骤(1)收集到三氯氧钒液体的量均低于实施例5～6，产率分别降低5.12％、10.08％；步骤(3)热解得到橙黄色产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度分别99.1wt％、99.0wt％，产品纯度均低于实施例5～6。
实施例18～24
所述实施例18～24除步骤(1)中不使用氯化钠外，其余分别与实施例8～14相同。
其中，步骤(1)收集到三氯氧钒液体的量均低于实施例8～14，产率分别降低20.08％、18.75％、24.23％、19.20％、15.56％、23.87％、24.06％；步骤(3)热解得到橙黄色产品的XRD衍射谱图与图2相似，分析XRD谱图，煅烧得到的产品确为五氧化二钒，产品纯度分别99.2wt％、99.0wt％、99.1wt％、99.0wt％、98.1wt％、99.4wt％、99.1wt％，产品纯度均低于实施例8～14。
对比例1
除将步骤(1)中的无水三氯化铝和氯化钠替换为氯化铁、氯化钙和石墨粉，所述氯化剂∶CaCl2∶原料中的V2O5∶石墨粉之间的摩尔比应为3∶3∶1∶1，所述氯化物为FeCl3外，其余与实施例1相同。
结果为：在低温下并未发生氯化反应，没有产生三氯氧钒气体。
另外，将实施例4的无水三氯化铝替换为氯化铁、氯化钙和石墨粉，所述氯化剂∶CaCl2∶原料中的V2O5∶石墨粉之间的摩尔比应为3∶3∶1∶1，所述氯化物为FeCl3。结果为：在低温下并未发生氯化反应，没有产生三氯氧钒气体。
对比例2
除将无水三氯化铝和氯化钠替换为碳质还原剂和固体氯化剂，且焙烧产物：碳质还原剂：固体氯化剂的质量比为100:20～30:15～24，所述碳质还原剂选自炭黑、石墨或石油焦，所述固体氯化剂为MgCl2·6H2O外，其余与实施例1相同。结果为：在低温下并未发生氯化反应，没有产生三氯氧钒气体。
另外，将实施例4和实施例7以及实施例15～24中的无水三氯化铝和氯化钠替换为碳质还原剂和固体氯化剂，且焙烧产物：碳质还原剂：固体氯化剂的质量比为100:20～30:15～24，所述碳质还原剂选自炭黑、石墨或石油焦，所述固体氯化剂为MgCl2·6H2O。结果为：在低温下并未发生氯化反应，没有产生三氯氧钒气体。
对比例3
除步骤(1)中含钒原料未焙烧外，其余与实施例10相同，结果为仅收集到0.78g三氯氧钒中间体。
对比例4
除步骤(1)中的反应温度为145℃外，其余与实施例1相同。结果为仅收集到3.03g的三氯氧钒中间体。
另外，将实施例4和实施例7中步骤(1)中的反应温度调节为145℃，结果仅分别收集到1.28g和2.05g的三氯氧钒中间体。
对比例5
除步骤(1)中反应的温度为205℃外，其余与实施例1相同。结果为氯化反应初期有氯化铝升华随载气逸出，装置发生堵塞。最终制备得到的五氧化二钒产品纯度为98.6％。
另外，将实施例4和实施例7中步骤(1)中的反应温度调节为205℃，结果氯化反应初期有氯化铝升华随载气逸出，装置发生堵塞。最终制备得到的五氧化二钒产品纯度为98.7wt％。
对比例6
将23.3g工业级五氧化二钒和32.5g无水氯化铝混合，置于等摩尔混合的NaCl-KCl-LiCl体系中，所用质量分别为50.3g、64.0g、36.5g，其余与实施示例10相同。反应结束，反应残渣为坚硬的固体，较难处理，而且反应1h后才收集到三氯氧钒产品，最终收集到三氯氧钒7.22g。采用此种方式，反应速度慢，产率较低，且反应残渣相比实施例10得到的残渣较难处理。
另外，在实施例10的反应原料中增加与NaCl等摩尔的KCl和LiCl，进行氯化反应，其余步骤与实施例10相同。结果为：反应结束，反应残渣为坚硬的固体，较难处理，而且反应1h后才收集到三氯氧钒产品，最终收集到三氯氧钒8.76g。采用此种方式，反应速度慢，产率较低，且反应残渣相比实施例10得到的残渣较难处理。
而在实施例10的反应原料中增加与NaCl任意摩尔比的KCl和LiCl进行氯化反应，其余条件与实施例10相同，其反应得到的三氯氧钒产品均不如实施例10得到的三氯氧化钒的质量多；并且反应速度慢，反应残渣相比实施例10得到的残渣较难处理。
对比例7
除将实施例7的反应原料中增加任意摩尔比的NaCl、KCl和LiCl外，其余与实施例7相同。
反应结束，反应残渣为坚硬的固体，较难处理，而且反应后最终收集到三氯氧钒的产量是实施例7得到的三氯氧钒产量的30-60wt％。
采用上述方法，反应速度慢，产率较低，且反应残渣相比实施例7得到的残渣较难处理。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (29)

1.一种利用含钒物料制备高纯五氧化二钒的方法，其特征在于，所述方法为：将含钒物料进行焙烧，得到五氧化二钒含量在49wt％以下的焙烧产物，之后将焙烧产物与氯化剂在惰性气氛中进行反应，反应的温度为150℃～200℃，得到三氯氧钒气体和残渣，将所述三氯氧化钒气体进行后处理，得到高纯五氧化二钒；其中，所述氯化剂选自无水三氯化铝或无水三氯化铝与氯化钠的混合物；
所述氯化剂为无水三氯化铝时，所述焙烧产物中五氧化二钒与无水三氯化铝的摩尔比为1:1～1:8；
所述氯化剂为无水氯化铝和氯化钠的混合物时，所述焙烧产物中五氧化二钒与无水三氯化铝的摩尔比为1:1～1:8；
所述无水三氯化铝的摩尔量不小于氯化钠的摩尔量；
所述后处理为：将三氯氧钒气体冷凝，水解，并将水解产物进行液固分离，得到固体产物和液体产物，之后，将固体产物热解；
所述惰性气氛是指不含有水分且不与待处理含钒物料或无水三氯化铝反应的气体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含钒物料包括钒渣、石煤或含钒废催化剂中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焙烧的温度为400～1000℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焙烧的温度为700～900℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焙烧的时间为0.5～4h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焙烧的时间为2～3.5h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应的温度为160℃～180℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应的时间为0.5～5h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应的时间为2～4h。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性气氛选自氮气气氛、氦气气氛、氩气气氛和空气气氛中的任意一种或至少两种的组合。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，无水三氯化铝与氯化钠的摩尔量之比为1:1～9:1。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，无水三氯化铝与氯化钠的摩尔量之比为3:2～7:3。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无水三氯化铝的纯度不低于98wt％。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯化钠和无水三氯化铝独立地选自优级纯试剂、工业品或自制粗品。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述残渣用于与盐酸反应得到无水三氯化铝，所述无水三氯化铝用于与焙烧产物反应。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，冷凝后的三氯氧钒的温度低于120℃。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，冷凝后的三氯氧钒的温度为70～100℃。
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水解的介质为高纯水、氨水或铵盐水溶液中的任意一种或至少两种的混合物。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，以高纯水为介质进行水解时，水解后溶液的pH≤3。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，以氨水和/或铵盐水溶液为介质进行水解时，水解后溶液的pH为7～10。
21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热解在氧化性气体中进行。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述氧化性气体为空气或纯氧气。
23.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热解的温度为400℃～550℃。
24.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热解的温度为500℃～550℃。
25.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热解的时间为3h～5h。
26.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热解的时间为3h～4h。
27.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液固分离得到的液体产物回收。
28.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用盐酸溶液或去离子水吸收所述热解产生的氨气，得到氯化铵或稀氨水，所述氯化铵或稀氨水回收。
29.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将含钒物料在温度为400～1000℃条件下焙烧，得到五氧化二钒含量低于49wt％的焙烧产物；
(2)将焙烧产物与无水三氯化铝或无水三氯化铝与氯化钠的混合物在惰性气氛中反应0.5～5h，反应温度为150℃～200℃，得到三氯氧钒气体和残渣，所述残渣与盐酸反应，生成无水三氯化铝，用于与含钒物料反应；其中，所述焙烧产物中五氧化二钒与无水三氯化铝的摩尔比为1:1～1:8，无水三氯化铝的摩尔量大于氯化钠的摩尔量；
(3)将三氯氧钒气体冷凝到120℃以下后水解，将得到的水解产物液固分离，得到固体产物和液体产物，所述液体产物回收；
(4)将固体产物在氧化性气体中热解3～5h，热解的温度为400℃～550℃，得到五氧化二钒产品和氨气，所述氨气与盐酸溶液反应，得到氯化铵。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109837395B (zh) * 2017-11-24 2020-09-18 中国科学院过程工程研究所 一种高值化综合利用高铬型钒渣的系统及方法
CN109835950B (zh) * 2017-11-24 2020-04-24 中国科学院过程工程研究所 一种钒资源清洁氯化生产高纯五氧化二钒的系统及方法
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CN111575478B (zh) * 2019-02-18 2022-03-11 中国石油化工股份有限公司 一种重油中金属的分离方法
CN110436452B (zh) * 2019-07-31 2021-09-21 四川省有色冶金研究院有限公司 一种从石墨型钒矿富集五氧化二钒和石墨的方法
CN110937630A (zh) * 2019-12-20 2020-03-31 大连博融新材料有限公司 一种三氯氧钒的制备方法
CN113953079B (zh) * 2021-10-13 2022-08-09 中国科学院过程工程研究所 一种多金属页岩焙烧-富集钒的方法
CN114380332B (zh) * 2021-12-28 2024-01-26 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种提纯粗三氯氧钒的方法
CN115947370B (zh) * 2022-12-13 2024-06-14 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种利用含钒精制尾渣制备精三氯氧钒的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1832735A1 (ru) * 1988-12-26 1996-08-20 Березниковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института титана Способ получения чистых тетрахлорида титана и окситрихлорида ванадия
CN101906531A (zh) * 2010-07-21 2010-12-08 东北大学 一种自钒钛磁铁矿中提取铁、钒、钛的方法
CN101899582A (zh) * 2010-07-30 2010-12-01 四川省川威集团有限公司 由钒渣提取五氧化二钒的方法
CN103937998B (zh) * 2014-04-21 2016-02-10 中国科学院过程工程研究所 一种从含钒铬硅溶液制备低硅五氧化二钒的方法

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