CN106745246A - 一种制备硫酸氧钒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制备硫酸氧钒的方法。所述方法包括以下步骤:向含五价钒离子的溶液中缓慢加入浓硫酸至溶液pH值不大于1,搅拌均匀,得到固液混合溶液;向固液混合溶液中加入还原剂进行还原反应,以将五价钒离子还原为四价钒离子;用碱液调节还原反应后的溶液pH值至7~9,直至钒离子全部沉淀析出;对析出的沉淀进行过滤和干燥,得到滤饼;用硫酸溶解滤饼,得到硫酸氧钒溶液。本发明直接以含钒浸出液为原料,无需经过五氧化二钒生产的中间环节,所涉及的原料种类较少,工艺流程简单,在很大程度上降低了生产成本。

Description

一种制备硫酸氧钒的方法
技术领域
[0001]本发明涉及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
[0002]硫酸氧钒又称硫酸钒酰,是钒制品中的一种,其化学式为vos〇4,硫酸氧钒具有广 泛的用途,主要用作媒染剂、着色剂和催化剂。近年来随着钒电池的飞速发展,硫酸氧钒可 作为钒电池用电解液,可将我国的矿资源优势转化为能源优势,具有重要的社会经济意义。 此外硫酸氧钒具有类胰岛素的作用,可以纠正胰岛素抵抗综合症,硫酸氧钒能治疗糖尿病、 白内障,有效的降低血糖,改善心功能,并且对高脂血糖、高脂血症具有很好的治疗作用。 [0003]目前,制备硫酸氧钒的主要方法为化学还原法及电解法,化学还原法主要是采用 五氧化二钒作为原料;电解法将粗五氧化二钒直接溶解在浓硫酸中活化后形成的五价钒离 子和硫酸溶液作为负极电解质,以硫酸溶液作为正极电解质,控制负极电解质的pH值并进 行电解,以得到硫酸氧钒溶液。
[0004] 然而,目前制备硫酸氧钒的原料以五氧化二钒为主,五氧化二钒的生产成本决定 了硫酸氧钒的制备成本居高不下,严重的制约了硫酸氧钒的应用推广,尤其是在钒电池领 域的应用。
发明内容
[0005]针对现有技术中存在的不足,本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的 一个或多个问题。例如,本发明的目的之一在于提供一种制备硫酸氧钒的方法,该方法直接 以含钒浸出液为原料,无需经过五氧化二钒生产的中间环节,工艺流程简单,生成成本低。 [0006]为了实现上述目的,本发明提供了一种制备硫酸氧钒的方法。所述方法包括以下 步骤:向含五价钒离子的溶液中缓慢加入浓硫酸至溶液pH值不大于1,搅拌均匀,得到固液 混合溶液;向固液混合溶液中加入还原剂进行还原反应,以将五价钒离子还原为四价钒离 子;用碱液调节还原反应后的溶液pH值至7〜9,直至钒离子全部沉淀析出;对析出的沉淀进 行过滤和干燥,得到滤饼;用硫酸溶解滤饼,得到硫酸氧钒溶液。
[0007] 根据本发明的制备硫酸氧钒的方法的一个实施例,含五价钒溶液所述含五价钒离 子的溶液可以为含钒碱性浸出液。
[0008] 根据本发明的制备硫酸氧钒的方法的一个实施例,向含五价钒离子的溶液中缓慢 加入浓硫酸至溶液pH值稳定在0.8〜1. 〇。
[0009] 根据本发明的制备硫酸氧钒的方法的一个实施例,还原剂可以包括S〇2、H2S和 H2S〇3中的一种或多种。
[0010] 根据本发明的制备硫酸氧钒的方法的一个实施例,还原反应温度可以为65〜85 °(:,反应时间为8〜12匕
[0011] 根据本发明的制备硫酸氧钒的方法的一个实施例,所述碱液包括性物质可以包括 NaOH溶液。
[0012] 根据本发明的制备硫酸氧钒的方法的一个实施例,过滤步骤得到的滤液为硫酸钠 溶液,所述方法还包括通过蒸发结晶回收硫酸钠。
[0013] 与现有技术相比,本发明的制备硫酸氧钒的方法以含钒浸出液为原料,通过水解、 还原、沉淀等一系列步骤制备硫酸氧钒,很大程度上降低了硫酸氧钒的生产成本,简化了工 艺流程。
具体实施方式
[0014] 在下文中,将结合示例性实施例详细地描述根据本发明的制备硫酸氧钒的方法。
[0015] 本发明采用制备五氧化二钒的前端原料,即除杂过后的含钒浸出液(合格液)来制 备硫酸氧钒,首先将含钒的碱性溶液pH调至不大于1,搅拌并不断向溶液中加入还原剂进行 还原,还原完全后将坯原所得的溶液pH调至7〜9,过滤干燥向滤饼中加入定量的硫酸,即得 到硫酸氧钒溶液。
[0016] 在本发明的一个示例性实施例中,本发明的制备硫酸氧钒的方法包括以下步骤: 向含五价钒离子的溶液中缓慢加入浓硫酸至溶液pH值不大于1,搅拌均匀,得到固液混合溶 液;向固液混合溶液中加入还原剂进行还原反应,以将五价钒离子还原为四价钒离子;用碱 液调节还原反应后的溶液pH值至7〜9,直至钒离子全部沉淀析出;对析出的沉淀进行过滤 和干燥,得到滤饼;用硫酸溶解滤饼,得到硫酸氧钒溶液。
[0017] 在本实施例中,含五价钒溶液包括含钒碱性浸出液。向含钒碱性浸出液中缓慢加 入浓硫酸至溶液pH< 1,搅拌均匀,得混合溶液,混合溶液中有固体存在。
[0018] 在本实施例中,向混合溶液中加入还原剂进行还原反应,反应发生的温度为65〜 85°C,反应时间为8〜12h;其中,还原剂包括S02、H2S和H2S03中的一种或多种。还原反应后所 得溶液为蓝色溶液,向其中加入碱性物质或碱液,调节pH值至7〜9,直至钒离子全部沉淀析 出,此时溶液pH为7〜9;其中,碱性物质包括NaOH,碱性溶液包括NaOH溶液。将所得沉淀过滤 烘干后,得到滤饼;向滤饼中加入过量的硫酸溶液,直至全部溶解,得到硫酸氧钒溶液。
[0019] 在本实施例中,产生的废水以硫酸钠溶液为主,可通过后续步骤蒸发结晶回收硫 酸钠作为副产品。
[°020^ 本发明实施例中的含钒浸出液可以通过本领域公知的方法获得;本发明所列举的 还原剂包括S02、H2S和H2S03中的一种或多种,然而这些仅是示例,可以使用本领域中已知的 其他合适的还原剂。
[0021] 为了更好地理解本发明的上述示例性实施例,下面结合具体示例对其进行进一步 说明。
[0022]示例 i
[0023] 取400ml钒浓度为40g/L的含钒碱性浸出液,向其中缓慢滴加浓硫酸,至溶液pH稳 定在0.8〜1,充分搅拌均匀;将溶液加热至65°C,持续向其中通入S02气体,还原8h;向还原 反应结束后的溶液中加入NaOH,使溶液pH稳定在7〜7 • 5,过滤干燥后加入30 %硫酸溶液,直 至完全溶解,得到含钒硫酸氧钒溶液。定容至1L,钒浓度为11.5g/L,钒收率为71.87%。
[0024]示例 2
[0025] 取400ml钒浓度为50g/L的含钒碱性浸出液,向其中缓慢滴入浓硫酸,至溶液pH稳 定在0.8〜1,充分搅拌均匀;将溶液加热至75°C,持续向其中通入S02气体,还原10h;向还原 后的溶液中加入NaOH溶液,使溶液pH稳定在7 •5〜8,过滤干燥后加入30 %硫酸溶液,直至完 全溶解,得到硫酸氧钒溶液。定容至1L,钒浓度为14.46g/L,钒收率为72.31 %。
[0026]示例 3
[0027] 取400ml钒浓度为60g/L的含钒碱性浸出液,向其中缓慢滴入浓硫酸,至溶液PH稳 定在0.8〜1,充分搅拌均匀;将溶液加热至85°C,持续向其中通入S02气体,还原12h;向还原 后的溶液中加入NaOH,使溶液pH稳定在8〜9,过滤干燥后向沉淀中加入30 %硫酸溶液直至 完全溶解,得到硫酸氧钒溶液。定容至1L,钒浓度为16.93g/L,钒收率为70.55 %。
[0028] 综上所述,本发明的制备硫酸氧钒的方法的优点包括:
[0029] (1)本发明直接以含钒浸出液为原料,无需经过五氧化二钒生产的中间环节,所涉 及的原料种类较少,以硫酸和氢氧化钠为主,因此工艺流程简单,生产成本低。
[0030] ⑵采用二氧化硫等还原剂不会引入新的杂质,清洁无污染。
[0031] (3)产生的废水以硫酸钠溶液为主,可通过后续步骤蒸发结晶回收硫酸钠作为副
[0032] 尽管上面己经通过结合示例性实施例描述了本发明,但是本领域技术人员应该清 楚,在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下,可对本发明的示例性实施例进行各 种修改和改变。

Claims (7)

1.一种制备硫酸氧钒的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤: 向含五价钒离子的溶液中缓慢加入浓硫酸至溶液pH值不大于1,搅拌均匀,得到固液混 合溶液; 向固液混合溶液中加入还原剂进行还原反应,以将五价钒离子还原为四价钒离子; 用碱液调节还原反应后的溶液pH值至7〜9,直至钒离子全部沉淀析出; 对析出的沉淀进行过滤和干燥,得到滤饼; 用硫酸溶解滤饼,得到硫酸氧钒溶液。
2.根据权利要求1所述的制备硫酸氧钒的方法,其特征在于,所述含五价钒离子的溶液 为含钒碱性浸出液。
3.根据权利要求1所述的制备硫酸氧钒的方法,其特征在于,向含五价钒离子的溶液中 缓慢加入浓硫酸至溶液pH值稳定在0.8〜1.0。
4.根据权利要求1所述的制备硫酸氧钒的方法,其特征在于,所述还原剂包括s〇2、H2S和 H2S〇3中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备硫酸氧钒的方法,其特征在于,所述还原反应的温度为65 〜85°C,反应时间为8〜12h。
6.根据权利要求1所述的制备硫酸氧钒的方法,其特征在于,所述碱液为NaOH溶液。
7.根据权利要求6所述的制备硫酸氧钒的方法,其特征在于,所述过滤步骤得到的滤液 为硫酸钠溶液,所述方法还包括通过蒸发结晶回收硫酸钠。
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