CN110304655A - 含钒溶液制备二氧化钒的方法 - Google Patents

含钒溶液制备二氧化钒的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110304655A
CN110304655A CN201910725711.8A CN201910725711A CN110304655A CN 110304655 A CN110304655 A CN 110304655A CN 201910725711 A CN201910725711 A CN 201910725711A CN 110304655 A CN110304655 A CN 110304655A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vanadium
solution
preparing
containing vanadium
vanadium solution
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.)
Pending
Application number
CN201910725711.8A
Other languages
English (en)
Inventor
师启华
陈海军
余彬
尹丹凤
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.)
Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
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 Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd filed Critical Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority to CN201910725711.8A priority Critical patent/CN110304655A/zh
Publication of CN110304655A publication Critical patent/CN110304655A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G31/00—Compounds of vanadium
    • C01G31/02—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Landscapes

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

Abstract

本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及含钒溶液制备二氧化钒的方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种能够从源头消除氨氮废水，并且能够保证产品纯度的含钒溶液制备二氧化钒的方法。该方法包括如下步骤：a、调节含钒溶液的pH值至2.0～2.8，加热至30℃～60℃，通入SO2气体得到还原后含钒溶液；b、调节还原后含钒溶液的pH值为3～7，反应，固液分离得到沉钒母液和沉钒固体，沉钒固体在惰性气体中干燥得到二氧化钒。本发明方法钒的回收率可达98％以上，制备得到的二氧化钒的纯度可达99％以上。

Description

含钒溶液制备二氧化钒的方法
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及含钒溶液制备二氧化钒的方法。
背景技术
钒应用广泛，应用于冶金、化工、航空航天等领域，战略地位极其重要。国内外提钒原料为含钒渣、石煤、石油灰、废催化剂等，这些含钒原料通常经过焙烧、浸出后获得含钒溶液，含钒溶液净化富集后获得高浓度钒液，氧化后经酸性铵盐沉钒、煅烧后获得五氧化二钒，然后将五氧化二钒在600℃左右条件下，采用碳、草酸等作为还原剂，缓慢还原可到二氧化钒。该工艺在铵盐沉钒过程中会产生大量的氨氮废水，氨氮废水污染环境，并且处理成本高，已成为限制钒产业发展的瓶颈。
专利文献CN106241871A公开了高浓度钒液酸性铵盐沉钒方法，该方法是将先配置一定浓度的铵盐溶液，调节pH值至2～3，缓慢将铵盐溶液加入至高浓度钒液中，同时加酸保持体系pH值为2～3，持续反应至沉淀完全后，过滤得到多钒酸铵。该方法虽然可以有效降低沉钒废水量，并且具有沉钒率高和产品纯度高的优点，但是，该方法无法从源头消除氨氮废水，导致后期氨氮废水处理成本高。
专利文献CN108531753A公开了一种钒页岩无铵沉钒的方法，该方法是将无铵沉钒剂与含钒溶液混合后在180℃～240℃的温度下水热反应合成二氧化钒。该方法虽然工艺简单，环境友好，但反应温度较高，存在一定的局限性。
现有沉钒方法中，还有以高浓度钒液为原料，通过氧化保证溶液中钒为五价，加入硫酸或碳酸钠调整溶液至酸性，形成五价钒的过饱和体系，结晶出多聚钒酸沉淀。该方法虽然从源头消除了氨氮废水，但该方法实质上属于五价钒的水解沉淀，硫酸或碳酸钠的消耗量较大，使产品的纯度难以保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够从源头消除氨氮废水，并且能够保证产品纯度的含钒溶液制备二氧化钒的方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是提供了含钒溶液制备二氧化钒的方法，该方法包括如下步骤：
a、调节含钒溶液的pH值至2.0～2.8，加热至30℃～60℃，通入SO2气体得到还原后含钒溶液；
b、调节还原后含钒溶液的pH值为3～7，反应，固液分离得到沉钒母液和沉钒固体，沉钒固体在惰性气体中干燥得到二氧化钒。
进一步地，步骤a中，所述调节含钒溶液pH值采用的是体积分数为30％～50％的硫酸溶液。
进一步地，步骤a中，所述通入SO2气体的速率为30～50L/min；每立方米的含钒溶液通气时间为30～70min。
进一步地，步骤a中，所述含钒溶液中V为30～60g/L；钒价态为+5价；pH值为7～11。
进一步地，步骤b中，调节还原后含钒溶液采用的是碱性溶液。
优选地，所述碱性溶液为1～2mol/L的NaOH或Na2CO3溶液中的至少一种。
进一步地，步骤b中，所述反应的时间为60～120min。
进一步地，步骤b中，所述惰性气体为氮气或氩气中的至少一种。
进一步地，步骤b中，所述固体在40℃～70℃的惰性气体中干燥12～24h。
本发明提供了一种常压无铵沉钒方法，通过将含五价钒溶液还原为四价钒溶液，再经水解沉钒、干燥得到二氧化钒，本发明方法从源头消除了氨氮废水，并节约了氨氮废水的处理成本。并且从源头消除了铵盐沉钒造成的环境污染问题。本发明方法钒的回收率可达98％以上，制备得到的二氧化钒的纯度可达99％以上。本发明方法药剂用量少、环境友好、工艺简单、成本低，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
本发明具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。
本发明提供了含钒溶液制备二氧化钒的方法，该方法包括如下步骤：
a、调节含钒溶液的pH值至2.0～2.8，加热至30℃～60℃，通入SO2气体得到还原后含钒溶液；
b、调节还原后含钒溶液的pH值为3～7，反应，固液分离得到沉钒母液和沉钒固体，沉钒固体在惰性气体中干燥得到二氧化钒。
本发明采用的含钒溶液是由钒渣钠化焙烧-水浸所得，含钒溶液中V为30～60g/L；钒价态为+5价；pH值为7～11。
本发明步骤a的目的是将含钒溶液中的五价钒还原为四价钒。含钒溶液中钒以五价钒形式存在，包括VO3 -、V3O9 3-、V4O12 4-等，采用体积分数为30％～50％的硫酸溶液调节含钒溶液的pH值至2.0～2.8，是为了使含钒溶液呈酸性，利用H+保证还原过程的顺利进行；将含钒溶液调节至酸性后，将其加热至30℃～60℃后，通入SO2气体参与还原反应，SO2气体的速率为30～50L/min；；每立方米的含钒溶液通气时间为30～70min。为了保证较高的还原反应效率，将含钒溶液持续保持在30℃～60℃，还原后得到含四价钒溶液。
本发明步骤b的目的是将含四价钒溶液沉钒得到二氧化钒。具体地，步骤b采用碱性溶液调节还原后含钒溶液的pH值至3～7进行反应，是为了使溶液中的钒转化为二氧化钒沉淀，以达到沉钒目的。碱性溶液为1～2mol/L的NaOH或Na2CO3溶液中的至少一种。反应是在常温条件下进行，反应60～120min，固液分离得到沉钒母液和固体，固体在40℃～70℃的惰性气体中干燥12～24h即得二氧化钒。
下面将通过具体的实施例对本发明作进一步地详细阐述。
本发明下述实施例中含钒溶液由钒渣钠化焙烧-水浸所得。
实施例1
本实施例含钒溶液中V为55g/L；钒价态为+5价；pH值为7.3。
采用体积浓度为30％的硫酸溶液调节含钒溶液的pH值至2.6，加热至40℃，通入SO2气体，SO2气体的速率为42L/min，每立方米的含钒溶液通气时间为35min，得到还原后含钒溶液；
采用1.2mol/LNaOH和0.2mol/LNa2CO3的混合碱性溶液调节还原后含钒溶液的pH值为3.1，常温条件下反应100min后，固液分离得到沉钒母液和固体，将固体置于40℃的氮气中干燥20h得到二氧化钒。经测定，钒的回收率达到98.5％，产品V2O5纯度达到99.4％。
实施例2
本实施例含钒溶液中V为36g/L；钒价态为+5价；pH值为10.6。
采用体积浓度为48％的硫酸溶液调节含钒溶液的pH值至2.4，加热至50℃，通入SO2气体，SO2气体的速率为40L/min，每立方米的含钒溶液通气时间为70min，得到还原后含钒溶液；
采用1.8mol/L的NaOH溶液调节还原后含钒溶液的pH值为6.3，常温条件下反应90min后，固液分离得到沉钒母液和固体，将固体置于50℃的氩气中干燥18h得到二氧化钒。经测定，钒的回收率达到97.9％，产品V2O5纯度达到99.0％。
实施例3
本实施例含钒溶液中V为32g/L；钒价态为+5价；pH值为9。
采用体积浓度为45％的硫酸溶液调节含钒溶液的pH值至2.6，加热至60℃，通入SO2气体，SO2气体的速率为50L/min，每立方米的含钒溶液通气时间为45min，得到还原后含钒溶液；
采用2mol/L的Na2CO3溶液调节还原后含钒溶液的pH值为5，常温条件下反应80min后，固液分离得到沉钒母液和固体，将固体置于50℃的氮气和氩气中干燥15h得到二氧化钒。经测定，钒的回收率达到98.7％，产品V2O5纯度达到99.3％。
由实施例1～3可知，采用本发明方法使钒的回收率可达98％以上，制备得到的二氧化钒的纯度可达99％以上。从源头消除了氨氮废水，并节约了氨氮废水的处理成本，并且从源头消除了铵盐沉钒造成的环境污染问题。

Claims (9)

1.含钒溶液制备二氧化钒的方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、调节含钒溶液的pH值至2.0～2.8，加热至30℃～60℃，通入SO2气体得到还原后含钒溶液；
b、调节还原后含钒溶液的pH值为3～7，反应，固液分离得到沉钒母液和沉钒固体，沉钒固体在惰性气体中干燥得到二氧化钒。
2.根据权利要求1所述的含钒溶液制备二氧化钒的方法，其特征在于：步骤a中，所述调节含钒溶液pH值采用的是体积分数为30％～50％的硫酸溶液。
3.根据权利要求1或2所述的含钒溶液制备二氧化钒的方法，其特征在于：步骤a中，所述通入SO2气体的速率为30～50L/min；通气的时间为每立方米的含钒溶液通气时间为30～70min。
4.根据权利要求1～3任一项所述的含钒溶液制备二氧化钒的方法，其特征在于：步骤a中，所述含钒溶液中V为30～60g/L；钒价态为+5价；pH值为7～11。
5.根据权利要求1～4任一项所述的含钒溶液制备二氧化钒的方法，其特征在于：步骤b中，调节还原后含钒溶液采用的是碱性溶液。
6.根据权利要求5所述的含钒溶液制备二氧化钒的方法，其特征在于：所述碱性溶液为1～2mol/L的NaOH或Na2CO3溶液中的至少一种。
7.根据权利要求1～6任一项所述的含钒溶液制备二氧化钒的方法，其特征在于：步骤b中，所述反应的时间为60～120min。
8.根据权利要求1～7任一项所述的含钒溶液制备二氧化钒的方法，其特征在于：步骤b中，所述惰性气体为氮气或氩气中的至少一种。
9.根据权利要求1～8任一项所述的含钒溶液制备二氧化钒的方法，其特征在于：步骤b中，所述固体在40℃～70℃的惰性气体中干燥12～24h。
CN201910725711.8A 2019-08-07 2019-08-07 含钒溶液制备二氧化钒的方法 Pending CN110304655A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910725711.8A CN110304655A (zh) 2019-08-07 2019-08-07 含钒溶液制备二氧化钒的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910725711.8A CN110304655A (zh) 2019-08-07 2019-08-07 含钒溶液制备二氧化钒的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110304655A true CN110304655A (zh) 2019-10-08

Family

ID=68083335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910725711.8A Pending CN110304655A (zh) 2019-08-07 2019-08-07 含钒溶液制备二氧化钒的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110304655A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112225250A (zh) * 2020-10-16 2021-01-15 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 自还原水热合成二氧化钒纳米粉体的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103602819A (zh) * 2013-11-29 2014-02-26 中南大学 一种含钒铬酸盐溶液综合回收方法
CN107117654A (zh) * 2017-06-26 2017-09-01 武汉科技大学 一种从含钒溶液制备二氧化钒的方法
CN108642271A (zh) * 2018-05-30 2018-10-12 武汉理工大学 一种新型含钒页岩无铵沉钒生产二氧化钒的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103602819A (zh) * 2013-11-29 2014-02-26 中南大学 一种含钒铬酸盐溶液综合回收方法
CN107117654A (zh) * 2017-06-26 2017-09-01 武汉科技大学 一种从含钒溶液制备二氧化钒的方法
CN108642271A (zh) * 2018-05-30 2018-10-12 武汉理工大学 一种新型含钒页岩无铵沉钒生产二氧化钒的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112225250A (zh) * 2020-10-16 2021-01-15 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 自还原水热合成二氧化钒纳米粉体的方法
CN112225250B (zh) * 2020-10-16 2022-05-24 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 自还原水热合成二氧化钒纳米粉体的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101760651B (zh) 一种石煤酸浸提钒工艺
CN104694761A (zh) 一种钒渣钠化焙烧提钒工艺钒液提钒的方法
CN108642271B (zh) 一种新型含钒页岩无铵沉钒生产二氧化钒的方法
CN103922416A (zh) 一种从赤泥中分离回收铁的方法
CN102828037B (zh) 一种由钒渣制备低硅低磷偏钒酸钾溶液的方法
CN104120271A (zh) 一种钒渣碳碱浸取氢气还原法清洁生产钒氧化物的工艺方法
CN104164569A (zh) 一种钒渣铵盐浸取制备五氧化二钒的方法
CN104140082A (zh) 一种钛白废酸的回收利用方法
CN113073202B (zh) 一种钒渣提钒酸性铵盐沉钒后液综合治理的方法
CN102092786B (zh) 一种钒氧化物的清洁制备方法
CN112225235A (zh) 一种从硫酸钠制备碳酸氢钠和硫酸氢钠的方法
CN102275958B (zh) 利用硫酸镁原料制备氢氧化镁的方法
CN106629847B (zh) 一种钒酸钠盐制备三氧化二钒的方法
CN105821221B (zh) 一种含钒原料清洁生产钒产品的方法
CN109336177B (zh) 一种用双氧水和氨水清洁生产高纯五氧化二钒的方法
CN110304655A (zh) 含钒溶液制备二氧化钒的方法
CN106673049A (zh) 一种多孔分等级球活性氧化铜粉的制备方法
CN110317961A (zh) 含钒溶液制备五氧化二钒的方法
CN218345180U (zh) 一种锅炉尾气制备硫酸钾的系统
CN101705377A (zh) 一种石煤湿法富集火法转化提钒方法
CN103952534B (zh) 一种利用镍钼矿制备钼酸钠的方法
CN110803714A (zh) 一种含钒溶液生产五氧化二钒的方法
CN103274432B (zh) 一种尿素法水合肼副产十水碳酸钠综合利用的方法
AU2293899A (en) Pure titanium dioxide hydrate and a process for the production thereof
CN109761865B (zh) 一种硫脲的绿色制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20191008