CN114890476A - 一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法 - Google Patents

一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114890476A
CN114890476A CN202210583485.6A CN202210583485A CN114890476A CN 114890476 A CN114890476 A CN 114890476A CN 202210583485 A CN202210583485 A CN 202210583485A CN 114890476 A CN114890476 A CN 114890476A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
vanadium
ammonium metavanadate
ammonium oxalate
concentration
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
CN202210583485.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114890476B (zh
Inventor
杜浩
牟文恒
刘彪
李力
王少娜
王存虎
吕页清
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.)
Sinochem Fog Beijing Technology Co ltd
Institute of Process Engineering of CAS
Original Assignee
Sinochem Fog Beijing Technology Co ltd
Institute of Process Engineering of CAS
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 Sinochem Fog Beijing Technology Co ltd, Institute of Process Engineering of CAS filed Critical Sinochem Fog Beijing Technology Co ltd
Priority to CN202210583485.6A priority Critical patent/CN114890476B/zh
Publication of CN114890476A publication Critical patent/CN114890476A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114890476B publication Critical patent/CN114890476B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G41/00—Compounds of tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

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

Abstract

本发明提供一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法，所述方法包括如下步骤：(1)第一混合含钒酸性草酸铵溶液和氨水，得到调节液；(2)向所述调节液中以曝气的方式通入氧化性气体，进行氧化处理，得到氧化后溶液；(3)第二混合所述氧化后溶液和氨水进行除杂，然后经固液分离，得到的净化液经结晶，得到偏钒酸铵。本发明所述方法整个氧化过程迅速、清洁，不产生废水、废气，通过分步添加氨水、调节溶液pH实现钒的氧化与杂质的有效脱除，而且该方法操作工艺简单，设备要求低，工艺成本低，可以得到高纯的偏钒酸铵。

Description

一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法
技术领域
本发明涉及钒化工冶金技术领域，尤其涉及一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法。
背景技术
目前从从含钒液中获得钒产品主要有以下方法：
1.在酸性条件下向含钒液中加入铵盐，使钒以多钒酸铵的方式形成沉淀；
2.在碱性条件下，向含钒液中加入铵盐，使钒以偏钒酸铵的形式析出；
3.在碱性条件下使钒以钒酸钠的形式结晶，此方法的使用范围较少；
4.向体系中加入铁盐或钙盐，使钒以钒酸钙或钒酸铁的形式沉淀，此方法所产生的钒产品仅能作为中间产物使用。
从含钒液中提取钒产品的主要方法是铵盐沉钒，通过此方法可以将钒以沉淀的形式与含钒液分离，被广泛应用在钒渣提钒或钒钛磁铁矿提钒工艺。采用此种方法可以将液相中90％以上的钒分离出来，但铵盐沉钒工艺会产生大量的含氨氮的废水，是钒工业中废水的主要源头。
CN06337135A公开了一种在含V4+的溶液中得到多聚钒酸盐的方法。其过程为：将V4 +氧化，然后加入钠盐使钒成为多聚钒酸盐产生沉淀。此方法可以避免氨氮废水的产生，但是分离过程中加入了钠盐，这部分钠盐会随之进入钒产品导致其纯度降低。
CN110589888A公开了一种在碱性含钒液中得到钒产品的方法。将硫酸注入碱性含钒液，钒在一定酸性条件下能够形成五氧化二钒沉淀。此方法可以避免铵盐沉钒过程中所产生的废水，但无法循环使用浸出液。
基于以上所述，现今缺少一种有效的、可使体系循环利用的从含钒的草酸铵溶液中得到钒产品的方法。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法，所述方法能够有效去除含钒酸性草酸铵溶液中的杂质，钒的结晶率高且得到的偏钒酸铵的纯度高，具有广泛的应用价值。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)第一混合含钒酸性草酸铵溶液和氨水，得到调节液；
(2)向所述调节液中以曝气的方式通入氧化性气体，进行氧化处理，得到氧化后溶液；
(3)第二混合所述氧化后溶液和氨水进行除杂，然后经固液分离，得到的净化液经结晶，得到偏钒酸铵。
酸性草酸铵溶液中钒以V(IV)的草酸氧钒形式存在，在碱性条件下通过通入氧化性气体，可以使V(IV)氧化为V(V)，即偏钒酸铵，然后通过结晶的方法可以得到偏钒酸铵产品。通入氧化性气体还可以使溶液中的杂质Fe(II)氧化为Fe(III)，通过分步加入氨水调控溶液pH和氧化性气体流量可以使Fe(OH)3絮凝沉降，同时夹带溶液中的Al、Si杂质，从而获得净化液，并且能保证除杂泥的良好过滤性能。
本发明通过采用曝气方法形成的氧化性气体微气泡，具有大的比表面积和表面张力，因此具有低漂浮速率、自压溶解、高表面电荷密度和优异的传质效率等特性，使其在溶解过程中产生活性氧。活性氧可以快速有效的氧化液相中的V(IV)和Fe(II)，从而实现钒的价态转化与沉淀除杂。
优选地，步骤(1)中所述含钒酸性草酸铵溶液为含钒固相在酸性草酸铵溶液中浸出得到的含钒酸性草酸铵溶液。
优选地，所述含钒固相包括钒渣、钒钛磁铁矿或其他含钒原料中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为钒渣和钒钛磁铁矿的组合等。
优选地，所述含钒酸性草酸铵溶液中草酸铵的浓度为6～9wt％，例如可以是6wt％、6.2wt％、6.5wt％、7.2wt％、7.6wt％、8.2wt％或9wt％等。
优选地，所述含钒酸性草酸铵溶液中钒的浓度为20～30g/L，例如可以是20g/L、21g/L、22.5g/L、23g/L、26g/L、28g/L或30g/L等。
优选地，所述含钒酸性草酸铵溶液的pH为2～5，例如可以是pH＝2、pH＝2.4、pH＝3、pH＝3.5、pH＝4.5或pH＝5等。
优选地，步骤(1)中所述氨水的浓度为20～28wt％，例如可以是20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％或28％等。
优选地，所述调节液的pH为7.5～8.0，例如可以是7.5、7.6、7.7、7.8、7.9或8等。
优选地，步骤(1)中所述第一混合的温度为60～70℃，例如可以是60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃或70℃等。
优选地，所述第一混合过程中进行搅拌。
优选地，所述第一混合过程中搅拌的速度为200～400r/min，例如可以是200r/min、230r/min、280r/min、300r/min、330r/min、350r/min或400r/min等。
优选地，步骤(2)中所述氧化性气体包括空气和/或氧气。
优选地，所述曝气采用的装置包括粉末烧结过滤滤芯。
优选地，所述粉末烧结过滤滤芯中粉末包括钛粉末、不锈钢粉末、镍粉末或镍合金粉末中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为钛粉末和不锈钢粉末的组合，镍粉末和不锈钢粉末的组合，钛粉末和镍合金粉末的组合。
优选地，所述曝气采用的形状包括棒状、半球状、平板状或其他任意形状等的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为棒状和半球状的组合，平板状和半球状的组合，棒状和平板状的组合。
优选地，所述曝气的孔径为1～50μm，例如可以是1μm、5μm、10μm、12μm、22μm、30μm、35μm或50μm等。
优选地，所述曝气中氧化性气体的流速为1～5L/min，例如可以是1L/min、2L/min、3L/min、4L/min或5L/min等。
优选地，步骤(2)中所述氧化处理的时间为30～100min，例如可以是30min、40min、45min、50min、70min、80min或100min等。
优选地，所述氧化处理的温度为70～80℃，例如可以是70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃或80℃等。
优选地，步骤(3)中所述氨水的浓度为20～28wt％，例如可以是20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％或28％等。
优选地，所述除杂的pH为8.0～9.0，例如可以是8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9或9.0等。
优选地，所述除杂的温度为80～90℃，例如可以是80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃或90℃等。
优选地，所述除杂的时间为2～4h，例如可以是2h、2.1h、2.2h、2.5h、2.8h、3.0h、3.2h、3.5h、3.6h或4h等。
优选地，步骤(3)中所述结晶包括冷却结晶。
优选地，所述冷却结晶包括降温至55～65℃时加入偏钒酸铵晶种，继续降温至终点温度进行养晶，例如可以是55℃、56℃、57℃、58℃、59℃或60℃等。
优选地，步骤(3)中所述终点温度为30～40℃，例如可以是30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃或40℃等。
优选地，所述偏钒酸铵晶种的加入量为净化液中偏钒酸铵总量的1～3wt％，例如可以是1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.5wt％、2.0wt％、2.2wt％、2.5wt％、2.8wt％或3.0wt％等。
优选地，所述养晶的时间为4～6h，例如可以是4h、4.2h、4.5、4.8h、4.9h、5.0h、5.2h、5.5h或6h等。
优选地，所述结晶后的母液循环至步骤(1)中进行循环浸出利用。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括如下步骤：
(1)在200～400r/min搅拌速度下第一混合pH为2～5、草酸铵浓度为6～9wt％、钒浓度为20～30g/L的含钒酸性草酸铵溶液和浓度为20～28wt％的氨水，得到pH为7.5～8.0的调节液；
(2)向所述调节液中以曝气的方式通入氧化性气体，曝气的孔径为1～50μm，氧化性气体的流速为1～5L/min，于70～80℃进行氧化处理30～100min，得到氧化后溶液；
(3)第二混合所述氧化后溶液和浓度为20～28wt％的氨水，控制pH为8.0～9.0，于80～90℃进行除杂2～4h，然后经固液分离，得到的净化液降温至55～65℃时加入净化液中偏钒酸铵总量1～3wt％的偏钒酸铵晶种，继续降温至终点温度30～40℃进行养晶4～6h，得到偏钒酸铵。
本发明对上述工艺中的固液分离没有特殊限制，可采用本领域技术人员熟知的任何可用于固液分离的装置和方式，也可根据实际工艺进行调整，例如可以是过滤、离心或沉降分离等，也可以是不同方式的结合。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，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，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法中净化液经冷却结晶得到偏钒酸铵晶体，结晶母液可循环用于含钒固相的浸出，整个过程无废水排放；
(2)本发明提供的从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法通过曝气方法在溶液中鼓入氧化性气体微气泡，实现溶液中V(IV)和Fe(II)的高效氧化，并协同控制溶液的pH和溶液氧势，可有效实现溶液中Fe、Si、Al等杂质的同步脱除，获得净化液，优选条件下净化液中四价钒含量低至0.6wt％以下，铁、铝和硅含量分别低至0.09g/L、0.08g/L和0.06g/L，为高纯偏钒酸铵的制备提供有利条件；
(3)本发明提供的从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法优选在冷却降温过程通过加入晶种、控制结晶温度、养晶时间等参数保证偏钒酸铵产品的纯度及粒度，其中优选条件下得到的偏钒酸铵的纯度在99.5wt％以上，平均粒度≥120μm，偏钒酸铵的结晶率≥80％。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法的流程图。
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。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
作为本发明的一个具体实施方式，提供一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法，其流程图如图1所示，所述方法包括如下步骤：
(1)第一混合含钒酸性草酸铵溶液和氨水，进行pH调节，得到pH为7.5～8.0的调节液；
(2)向所述调节液中以曝气的方式通入氧化性气体，进行氧化处理，得到氧化后溶液；
(3)第二混合所述氧化后溶液和氨水，控制pH为8.0～9.0，进行除杂，然后经固液分离，去除除杂泥后得到的净化液降温至55～65℃时加入偏钒酸铵晶种，继续降温至终点温度进行养晶，得到偏钒酸铵，结晶母液循环至含钒固相浸出过程中进行循环利用。
实施例1
本实施例提供一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在200r/min搅拌速度下第一混合pH为2、草酸铵浓度为6wt％、钒浓度为20g/L的含钒酸性草酸铵溶液(以钒渣为原料，含草酸的草酸铵溶液浸出得到)和浓度为20wt％的氨水，得到pH为7.5的调节液；
(2)向所述调节液中以曝气的方式通入空气，曝气的孔径为1μm，装置为棒状钛粉烧结过滤滤芯，空气的流速为1L/min，于70℃进行氧化处理30min，得到氧化后溶液；
(3)第二混合所述氧化后溶液和浓度为20wt％的氨水，控制pH为8.0，于80℃进行除杂2h，然后经过滤，得到的净化液降温至55℃时加入净化液中偏钒酸铵总量1wt％的偏钒酸铵晶种，继续降温至终点温度30℃进行养晶4h，得到偏钒酸铵，结晶母液循环至含钒固相浸出过程中进行循环利用。
实施例2
本实施例提供一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在400r/min搅拌速度下第一混合pH为5、草酸铵浓度为9wt％、钒浓度为30g/L的含钒酸性草酸铵溶液(以钒钛磁铁矿为原料，酸性草酸铵溶液浸出得到)和浓度为28wt％的氨水，得到pH为8.0的调节液；
(2)向所述调节液中以曝气的方式通入空气，曝气的孔径为50μm，装置为棒状钛粉烧结过滤滤芯，空气的流速为5L/min，于80℃进行氧化处理100min，得到氧化后溶液；
(3)第二混合所述氧化后溶液和浓度为28wt％的氨水，控制pH为9.0，于90℃进行除杂4h，然后经过滤，得到的净化液降温至60℃时加入净化液中偏钒酸铵总量3wt％的偏钒酸铵晶种，继续降温至终点温度40℃进行养晶6h，得到偏钒酸铵，结晶母液循环至含钒固相浸出过程中进行循环利用。
实施例3
本实施例提供一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在300r/min搅拌速度下第一混合pH为3、草酸铵浓度为7wt％、钒浓度为25g/L的含钒酸性草酸铵溶液(以石煤为原料，酸性草酸铵溶液浸出得到)和浓度为25wt％的氨水，得到pH为7.7的调节液；
(2)向所述调节液中以曝气的方式通入氧气，曝气的孔径为20μm，装置为棒状钛粉烧结过滤滤芯，氧气的流速为4L/min，于75℃进行氧化处理90min，得到氧化后溶液；
(3)第二混合所述氧化后溶液和浓度为24wt％的氨水，控制pH为8.5，于85℃进行除杂3h，然后经过滤，得到的净化液降温至57℃时加入净化液中偏钒酸铵总量2wt％的偏钒酸铵晶种，继续降温至终点温度35℃进行养晶5h，得到偏钒酸铵，结晶母液循环至含钒固相浸出过程中进行循环利用。
实施例4
本实施例提供一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在350r/min搅拌速度下第一混合pH为3、草酸铵浓度为8wt％、钒浓度为24g/L的含钒酸性草酸铵溶液(以石煤为原料，酸性草酸铵溶液浸出得到)和浓度为23wt％的氨水，得到pH为7.6的调节液；
(2)向所述调节液中以曝气的方式通入氧化性气体(空气和氧气按1:1混合)，曝气的孔径为40μm，装置为棒状钛粉烧结过滤滤芯，氧化性气体的流速为2L/min，于77℃进行氧化处理40min，得到氧化后溶液；
(3)第二混合所述氧化后溶液和浓度为26wt％的氨水，控制pH为8.2，于83℃进行除杂3.5h，然后经过滤，得到的净化液降温至58℃时加入净化液中偏钒酸铵总量2.5wt％的偏钒酸铵晶种，继续降温至终点温度35℃进行养晶5h，得到偏钒酸铵，结晶母液循环至含钒固相浸出过程中进行循环利用。
实施例5
本实施例提供一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在240r/min搅拌速度下第一混合pH为2.5、草酸铵浓度为7.5wt％、钒浓度为23g/L的含钒酸性草酸铵溶液(以含钒废催化剂为原料，酸性草酸铵溶液浸出得到)和浓度为24wt％的氨水，得到pH为7.8的调节液；
(2)向所述调节液中以曝气的方式通入氧气，曝气的孔径为20μm，装置为棒状镍粉烧结过滤滤芯，氧气的流速为3.5L/min，于72℃进行氧化处理88min，得到氧化后溶液；
(3)第二混合所述氧化后溶液和浓度为26wt％的氨水，控制pH为8.4，于83℃进行除杂2.5h，然后经过滤，得到的净化液降温至57℃时加入净化液中偏钒酸铵总量1.3wt％的偏钒酸铵晶种，继续降温至终点温度36℃进行养晶4.5h，得到偏钒酸铵，结晶母液循环至含钒固相浸出过程中进行循环利用。
实施例6
本实施例提供一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在330r/min搅拌速度下第一混合pH为2、草酸铵浓度为6.7wt％、钒浓度为27g/L的含钒酸性草酸铵溶液(以钒钛磁铁矿为原料，酸性草酸铵溶液浸出得到)和浓度为27wt％的氨水，得到pH为7.3的调节液；
(2)向所述调节液中以曝气的方式通入空气，曝气的孔径为33μm，装置为平板状不锈钢粉烧结过滤滤芯，空气的流速为4.2L/min，于74℃进行氧化处理40min，得到氧化后溶液；
(3)第二混合所述氧化后溶液和浓度为23wt％的氨水，控制pH为8.2，于88℃进行除杂3.5h，然后经过滤，得到的净化液降温至55℃时加入净化液中偏钒酸铵总量2.7wt％的偏钒酸铵晶种，继续降温至终点温度34℃进行养晶4.2h，得到偏钒酸铵，结晶母液循环至含钒固相浸出过程中进行循环利用。
实施例7
本实施例提供一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在400r/min搅拌速度下第一混合pH为3、草酸铵浓度为9wt％、钒浓度为25g/L的含钒酸性草酸铵溶液(以钒钛磁铁矿为原料，酸性草酸铵溶液浸出得到)和浓度为22wt％的氨水，得到pH为7.5的调节液；
(2)向所述调节液中以曝气的方式通入空气，曝气的孔径为20μm，装置为棒状钛粉烧结过滤滤芯，空气的流速为5L/min，于78℃进行氧化处理80min，得到氧化后溶液；
(3)第二混合所述氧化后溶液和浓度为20wt％的氨水，控制pH为8.6，于88℃进行除杂2.8h，然后经过滤，得到的净化液降温至55℃时加入净化液中偏钒酸铵总量2wt％的偏钒酸铵晶种，继续降温至终点温度32℃进行养晶4h，得到偏钒酸铵，结晶母液循环至含钒固相浸出过程中进行循环利用。
实施例8
除步骤(1)第一混合的搅拌速度为100r/min外，其余与实施例1相同。
实施例9
除步骤(3)中除杂温度为70℃外，其余与实施例1相同。
实施例10
除步骤(3)中除杂温度为100℃外，其余与实施例1相同。
实施例11
除步骤(3)中未加入偏钒酸铵晶种外，其余与实施例1相同。
实施例12
除步骤(3)中偏钒酸铵晶种加入的温度为40℃外，其余与实施例1相同。
实施例13
除步骤(3)中偏钒酸铵晶种的添加量为净化液中偏钒酸铵总量的0.5wt％外，其余与实施例1相同。
对比例1
除步骤(2)不采用曝气装置通入氧化性气体，而是通过常规通气方式通入气体外，其余与实施例1相同。
对比例2
除步骤(2)采用双氧水作为氧化剂外，其余与实施例1相同。
对比例3
除在步骤(1)不加氨水调节pH外，其余与实施例1相同。
对比例4
除在步骤(3)不加氨水调节pH外，其余与实施例1相同。
测试方法：采用化学滴定方法方法检测最终得到的偏钒酸铵的晶体纯度，通过检测结晶前液和后液钒浓度变化计算结晶率，采用激光粒度分析仪方法测试偏钒酸铵晶体的平均粒度；采用ICP方法检测净化液中V、Fe、Al和Si的含量。
表1
Figure BDA0003662626270000121
Figure BDA0003662626270000131
从表1可以看出如下几点：
(1)综合实施例1～7可以看出，本发明提供的从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法能够通过分步添加氨水、调节溶液pH实现钒的氧化与杂质的有效脱除，其中得到的偏钒酸铵的纯度在99.5wt％以上，平均粒度≥120μm，偏钒酸铵的结晶率≥80％，而且净化液中四价钒含量低至0.6wt％以下，铁、铝和硅含量分别低至0.09g/L、0.08g/L和0.06g/L；
(2)综合实施例1和对比例1～2可以看出，实施例1中采用曝气的方式通入空气，相较于对比例1中不采用曝气的方式，对比例2中加入双氧水作为氧化剂而言，实施例1中最终偏钒酸铵晶体的纯度高达99.5wt％，而对比例1～2且的纯度均较低，且净化液中四价钒的含量分别高达32％和22％，产品的纯度低、偏钒酸铵的结晶率低，由此表明，本发明通过采用曝气的方式通入氧化性气体，显著提高了产品的纯度和结晶率；
(3)综合实施例1和对比例3～4可以看出，实施例1中通过在曝气氧化前后分两步加入氨水调节pH，相较于对比例3～4中分别仅在第二步和第一步调节pH而言，实施例1的净化液中铁、铝和硅的含量分别仅为0.08g/L、0.08g/L和0.02g/L，而对比例3～4中铁、铝和硅的含量分别高达1.22g/L和2.34g/L、2.15g/L和1.77g/L、1.89g/L和2.13g/L，由此表明，本发明通过在曝气氧化的前后两步加入氨水进行除杂，显著提高了杂质去除率，最终大大提高了偏钒酸铵的结晶率和纯度；
(4)综合实施例1和实施例8可以看出，步骤(1)中搅拌速率影响产品纯度和偏钒酸铵结晶率，搅拌速度过低会导致净化液中Fe、Al、Si杂质偏高，产品纯度和偏钒酸铵结晶率低；综合实施例1和实施例9～10可知，除杂温度过高和过低都会导致净化液中Fe、Al、Si杂质偏高，产品纯度和偏钒酸铵结晶率低。综合实施例1和实施例11～13可以看出，结晶过程不加入晶种、晶种加入温度偏低、晶种添加量不够均会导致偏钒酸铵结晶率低、平均粒径小、晶体纯度低；综上可知，本发明各个步骤之间相互关联，各个工艺参数对最终产品的纯度和结晶率有较大影响，本发明优选将上述工艺参数控制在特定范围，相互综合得到产品质量优良的偏钒酸铵产品。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)第一混合含钒酸性草酸铵溶液和氨水，得到调节液；
(2)向所述调节液中以曝气的方式通入氧化性气体，进行氧化处理，得到氧化后溶液；
(3)第二混合所述氧化后溶液和氨水进行除杂，然后经固液分离，得到的净化液经结晶，得到偏钒酸铵。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述含钒酸性草酸铵溶液为含钒固相在酸性草酸铵溶液中浸出得到的含钒酸性草酸铵溶液；
优选地，所述含钒酸性草酸铵溶液中草酸铵的浓度为6～9wt％；
优选地，所述含钒酸性草酸铵溶液中钒的浓度为20～30g/L；
优选地，所述含钒酸性草酸铵溶液的pH为2～5。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述氨水的浓度为20～28wt％；
优选地，所述调节液的pH为7.5～8.0。
4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述第一混合的温度为60～70℃；
优选地，所述第一混合过程中搅拌的速度为200～400r/min。
5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述氧化性气体包括空气和/或氧气；
优选地，所述曝气的孔径为1～50μm；
优选地，所述曝气中氧化性气体的流速为1～5L/min。
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述氧化处理的时间为30～100min；
优选地，所述氧化处理的温度为70～80℃。
7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述氨水的浓度为20～28wt％；
优选地，所述除杂的pH为8.0～9.0；
优选地，所述除杂的温度为80～90℃；
优选地，所述除杂的时间为2～4h。
8.根据权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述结晶包括冷却结晶；
优选地，所述冷却结晶包括降温至55～65℃时加入偏钒酸铵晶种，继续降温至终点温度进行养晶。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述终点温度为30～40℃；
优选地，所述偏钒酸铵晶种的加入量为净化液中偏钒酸铵总量的1～3wt％；
优选地，所述养晶的时间为4～6h。
10.根据权利要求1～9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)在200～400r/min搅拌速度下第一混合pH为2～5、草酸铵浓度为6～9wt％、钒浓度为20～30g/L的含钒酸性草酸铵溶液和浓度为20～28wt％的氨水，得到pH为7.5～8.0的调节液；
(2)向所述调节液中以曝气的方式通入氧化性气体，曝气的孔径为1～50μm，氧化性气体的流速为1～5L/min，于70～80℃进行氧化处理30～100min，得到氧化后溶液；
(3)第二混合所述氧化后溶液和浓度为20～28wt％的氨水，控制pH为8.0～9.0，于80～90℃进行除杂2～4h，然后经固液分离，得到的净化液降温至55～65℃时加入净化液中偏钒酸铵总量1～3wt％的偏钒酸铵晶种，继续降温至终点温度30～40℃进行养晶4～6h，得到偏钒酸铵。
CN202210583485.6A 2022-05-25 2022-05-25 一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法 Active CN114890476B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210583485.6A CN114890476B (zh) 2022-05-25 2022-05-25 一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210583485.6A CN114890476B (zh) 2022-05-25 2022-05-25 一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114890476A true CN114890476A (zh) 2022-08-12
CN114890476B CN114890476B (zh) 2023-08-18

Family

ID=82726879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210583485.6A Active CN114890476B (zh) 2022-05-25 2022-05-25 一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114890476B (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4003854A (en) * 1974-06-03 1977-01-18 Gennady Alexeevich Skvortsov Catalyst of supported vanadium oxide and manganese oxide and method of producing same
JPS5544306A (en) * 1978-09-22 1980-03-28 Ube Ind Ltd Production of catalyst for purification of nitrogen oxide
US4645651A (en) * 1984-01-25 1987-02-24 GFE Geselschaft fur Elektrometallurgie mbH Method of producing vanadium compounds from vanadium-containing residues
JPH10251025A (ja) * 1997-03-12 1998-09-22 Kashimakita Kyodo Hatsuden Kk メタバナジン酸アンモニウムの製造方法
JP2005200230A (ja) * 2004-01-13 2005-07-28 Kashima Kita Electric Power Corp メタバナジン酸アンモニウムの製造方法
CN101456587A (zh) * 2008-10-17 2009-06-17 芜湖人本合金有限责任公司 一种高纯五氧化二钒的生产方法
CN104630484A (zh) * 2015-01-13 2015-05-20 漯河兴茂钛业股份有限公司 一种废弃脱硝催化剂综合利用的酸浸萃取方法
RU2562989C1 (ru) * 2013-04-01 2015-09-10 ПаньГан Груп Паньчжихуа Айрон энд Стил Рисерч Инститьют Ко., Лтд. Способ приготовления оксида ванадия
CN105400967A (zh) * 2015-11-10 2016-03-16 中国科学院过程工程研究所 一种低温常压提取钒渣中钒和铬的方法
CN105779758A (zh) * 2016-03-03 2016-07-20 中国科学院过程工程研究所 一种草酸铵浸出含钒原料熟料提钒的方法
CN109205672A (zh) * 2017-07-05 2019-01-15 中国科学院过程工程研究所 一种由钒酸钙制备高纯五氧化二钒的方法
CN111485105A (zh) * 2019-01-25 2020-08-04 中国科学院过程工程研究所 一种还原酸浸含钒废弃催化剂过程中酸液回收及分离钒的方法
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

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4003854A (en) * 1974-06-03 1977-01-18 Gennady Alexeevich Skvortsov Catalyst of supported vanadium oxide and manganese oxide and method of producing same
JPS5544306A (en) * 1978-09-22 1980-03-28 Ube Ind Ltd Production of catalyst for purification of nitrogen oxide
US4645651A (en) * 1984-01-25 1987-02-24 GFE Geselschaft fur Elektrometallurgie mbH Method of producing vanadium compounds from vanadium-containing residues
JPH10251025A (ja) * 1997-03-12 1998-09-22 Kashimakita Kyodo Hatsuden Kk メタバナジン酸アンモニウムの製造方法
JP2005200230A (ja) * 2004-01-13 2005-07-28 Kashima Kita Electric Power Corp メタバナジン酸アンモニウムの製造方法
CN101456587A (zh) * 2008-10-17 2009-06-17 芜湖人本合金有限责任公司 一种高纯五氧化二钒的生产方法
RU2562989C1 (ru) * 2013-04-01 2015-09-10 ПаньГан Груп Паньчжихуа Айрон энд Стил Рисерч Инститьют Ко., Лтд. Способ приготовления оксида ванадия
CN104630484A (zh) * 2015-01-13 2015-05-20 漯河兴茂钛业股份有限公司 一种废弃脱硝催化剂综合利用的酸浸萃取方法
CN105400967A (zh) * 2015-11-10 2016-03-16 中国科学院过程工程研究所 一种低温常压提取钒渣中钒和铬的方法
CN105779758A (zh) * 2016-03-03 2016-07-20 中国科学院过程工程研究所 一种草酸铵浸出含钒原料熟料提钒的方法
CN109205672A (zh) * 2017-07-05 2019-01-15 中国科学院过程工程研究所 一种由钒酸钙制备高纯五氧化二钒的方法
CN111485105A (zh) * 2019-01-25 2020-08-04 中国科学院过程工程研究所 一种还原酸浸含钒废弃催化剂过程中酸液回收及分离钒的方法
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

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
侯海军;: "高纯偏钒酸铵的制备技术研究", 钢铁钒钛, no. 03, pages 35 - 38 *
郭雪梅;王少娜;杜浩;冯曼;郑诗礼;张懿;: "碳酸氢铵溶液中偏钒酸铵的冷却结晶", 化工进展, no. 03, pages 56 - 63 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114890476B (zh) 2023-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110963515B (zh) 一种从粉煤灰中回收氧化铝的方法
US8747802B2 (en) Method for preparing manganese sulfate monohydrate
CN102126756B (zh) 一种生产工业级仲钼酸铵的方法
CN111926182B (zh) 一种湿法炼锰后硫酸盐混合物废盐的分离方法
CN108264086B (zh) 一种含钒原料球磨钙化-铵化制备五氧化二钒的方法
CN114890476B (zh) 一种从含钒酸性草酸铵溶液中分离制备偏钒酸铵的方法
JP7579913B2 (ja) バナジウム電解液及びその製造方法、並びに応用
CN109182868B (zh) 一种低杂质钒铝合金及其制备方法
CN116283552B (zh) 一种草酸精制方法
CN116477858B (zh) 一种黏土锂矿有压浸出制备电池级碳酸锂的方法
CN101182036A (zh) 高钒除杂制备高纯度五氧化二钒工艺
CN111573890B (zh) 氯化铵废水的综合利用方法
CN116314991A (zh) 一种基于酸性富钒液的钒电解液及其制备方法
JP4119670B2 (ja) 高純度バナジウムの回収方法
CN211920886U (zh) 一种利用膜分离技术制备电池级碳酸锂的装置
CN113621835A (zh) 一种基于萃取-沉淀结合高效除钼的方法
CN114956189A (zh) 一种电池级硫酸锰制备方法
CN113429281A (zh) 一种高纯草酸氧钒晶体及其制备方法
CN116514156B (zh) 电子级硝酸铈铵结晶提纯方法
CN114292180A (zh) 一种萃取法制备高纯草酸氧钒的方法
CN111039448A (zh) 臭氧去除酸性溶液中锰杂质的方法
CN110563009A (zh) 一种碳化分解法从粉煤灰制备电池级碳酸锂的方法
CN114368789B (zh) 一种用赤泥和钛白废酸制备硫酸亚铁晶体的方法
CN116177601B (zh) 一种从多钒酸铵制备高纯五氧化二钒的方法
JP7531909B2 (ja) 塩化鉄（ｉｉ）の高純度化方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant