CN116102070A - 一种等pH沉淀法制备FeVO4及利用其生产VO2的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，涉及湿法提钒冶金技术领域。所述方法包括如下步骤：1)将含钒酸液加热到设定温度并氧化；2)将含钒酸液、铁盐溶液及稀碱分别以一定流速同时加入体系中，保持浆液pH不发生变化；3)将上述浆液固液分离，将沉淀以热的稀碱洗涤，得氢氧化铁沉淀及钒酸盐碱性溶液；4)将上述碱性溶液调节为酸性，并加入还原剂；5)调节上述含钒酸性溶液的pH至中性，得氢氧化钒沉淀，将该沉淀无氧煅烧得二氧化钒。本发明提供了一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，可实现含钒酸液中钒的回收及二氧化钒的制备，具有生产流程短、钒沉淀率高、回收率高、二氧化钒纯净的优点。

Description

一种等pH沉淀法制备FeVO4及利用其生产VO2的方法

技术领域

本发明属于湿法冶金与钒化工技术领域，涉及一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法

背景技术

钒被称为“工业味精”，二氧化钒是目前报道最多以及应用最广的一种钒氧化物，具有多种同素异构体。由于二氧化钒独特的相变性质及优异性能，近年来在智能玻璃、光存储、激光辐射保护膜、锂电池电极等方面得到了广泛应用。

关于含钒矿物及含钒尾渣中钒的资源化利用，常采用酸浸工艺将其中的钒浸出到溶液中，然后进行富集。关于钒的富集方法，主要有溶剂萃取法和离子交换法，由于含钒尾渣或矿物中成分复杂，酸浸液中杂质成分多，萃取法、离子交换法并不适用。铵盐沉淀法及钙盐沉淀法、铁盐沉钒法等回收钒的方法中铵盐和钙盐沉淀法对溶液中钒的浓度有一定的要求，且沉钒效率较低，钙盐沉钒会产生大量的钙渣，铵盐沉钒会带来污水处理的问题。因此，相较之下，铁盐沉钒作为钒富集及回收的手段简单易行。

CN108383165A公开了一种钒酸铁制备及利用其生产五氧化二钒的方法，通过水浸的方式将含钒尾渣中钒浸出，并调节pH至6.5～8，制备钒酸铁。并将该钒酸铁与低钙尾渣混合焙烧并铵盐沉钒最终得到五氧化二钒。该方法可得到钒酸铁沉淀，但对于成分复杂的酸液，调节至中性时得到的成分复杂且多种金属离子此时均已沉淀，导致钒酸铁沉淀杂质离子含量高。另外以该钒铁进行五氧化二钒制备时需加入氯化钙、氯化铵等，流程繁琐，后处理复杂。

常规铁盐沉钒法是向含钒溶液中缓慢加入铁盐，同时监测体系酸度变化并进行调节，由于反应过程不易控制，波动明显，沉淀的过饱和度大，沉淀成核速度过快，晶体不能长大，从而导致过滤困难。

而对于富集后的钒铁沉淀钒与铁分离过程中，虽然碱溶为最常用的方式，但是由于转化为氢氧化铁胶体导致过滤困难，难以实现简便快速的有效分离。同时常规生成五氧化二钒的方法中，往往引入其它杂离子导致处理过程的繁琐及产品的不纯净。

因此，基于钒的重要性及利用价值，亟待开发一种以含钒尾渣或含钒矿物酸浸液制备易过滤钒酸铁进行钒的富集，并以此实现钒的精制，实现钒渣及含钒矿物的有效地资源化利用。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，该方法操作简单、工艺流程短、沉淀易过滤洗涤、钒收率高、二氧化钒纯度高。

为实现上述发明目的，根据本发明的一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，所述方法具体包括以下步骤：

(1)低价钒氧化：将含钒酸液加热到设定温度，并向其中加入氧化剂，将低价钒氧化为五价钒。

(2)等pH沉淀：在快速搅拌条件下，将含钒酸液、铁盐溶液及稀碱溶液分别以一定的流速同时加入体系中，保持过程中浆液体系pH不发生变化，等pH沉淀法得到钒酸铁沉淀浆液。

(3)碱洗分离铁钒：将步骤(2)中反应浆液过滤得到钒酸铁，将该钒酸铁以稀碱溶液进行高温碱洗，得含氢氧化铁沉淀及钒酸盐碱性溶液的浆液，该浆液易过滤。

(4)还原反应：首先向步骤(3)中的碱溶液中加入酸调节pH至5～7；后向得到钒酸盐酸性溶液中加入还原剂进行还原，将其中的五价钒还原为四价钒。

(5)二氧化钒制备：在热溶液的条件下，将上述还原后的酸性钒溶液与稀碱溶液以不同流速同时加入溶液中，过程保持溶液的pH至6～8不变，反应一段时间即得颗粒均匀的氢氧化钒沉淀，将该沉淀进行无氧煅烧即得二氧化钒。

本发明提供的方法：首先对含钒溶液进行氧化处理，使得溶液中低价态钒氧化为高价态，将含钒酸液、铁盐溶液及稀碱溶液以一定的流速同时加入体系中，保持过程中浆液体系pH不发生变化，使溶液的pH稳定在2.0～2.5，从而控制钒酸铁的过饱和度及成核速率，此时生成的钒酸铁沉淀易于过滤洗涤。将上述得到的钒酸铁沉淀以热的稀碱溶液进行碱洗，一方面在此高温条件下钒的溶出率较高，另一方面在此热的稀碱溶液中，钒酸铁中的铁会缓慢转化为氢氧化铁，在高温条件下缓慢生成的氢氧化铁具有一定的晶型结构，易于过滤；碱洗后得到的钒酸钠碱性溶液，首先进行pH的调节，是为了保证还原后的四价钒的稳定性，然后采用沉淀法制备氢氧化钒，继而无氧煅烧得到二氧化钒产品。

同时，本发明整个工艺过程流程短、固液分离过程沉淀易于过滤洗涤、钒收率高、二氧化钒纯度高。

步骤(1)中，所述氧化剂为双氧水、氯酸钠、次氯酸钠、亚氯酸钠中的一种或或至少两种的组合。钒的氧化方法为本领域中常规技术手段，故不在赘述。

步骤(1)中，所述氧化剂氧化温度为70～100℃，为本领域中常规技术手段，故不在赘述。

步骤(1)中，所述氧化剂加入量为理论加入量的1～1.5倍；

以下作为本发明的优选技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限值，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中，所述稀碱溶液为碳酸钠溶液、氢氧化镁溶液或氢氧化钙溶液中的一种或至少2种组合。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中，所述铁盐为硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、硝酸铁、聚合硫酸铁中的1种或至少2种的组合，

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中，所述铁盐加入量与溶液中钒的摩尔比为1≤铁/钒≤10；例如铁/钒为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10等，但并不仅限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数据同样适用；

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中，所述体系pH为1.5～3.0；例如pH调节至1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0等，但并不仅限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数据同样适用，进一步优选为2.0～2.5；

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中，所述铁盐溶液、含钒酸液、稀碱溶液的流速与实际铁/钒摩尔比、铁盐溶液浓度、钒溶液浓度有关，实际过程以pH稳定为控制标准。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中，钒酸铁沉淀过程钒的沉淀率≥98.5％，例如98.5％、99％、99.5％、100％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(3)中，所述稀碱溶液为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠溶液中的1种或几种的组合。

作为本发明优选的技术方案，步骤(3)中，所述稀碱溶液pH为8.5～11，例如pH8.5、9、9.5、10、10.5、11等，但并不仅限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数据同样适用，进一步优选为pH为9～10；

作为本发明优选的技术方案，步骤(3)中，所述高温碱洗温度为130～240℃，例如碱洗温度为130℃、150℃、170℃、190℃、200℃、220℃、240℃等，但并不仅限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数据同样适用，进一步优选为碱洗温度为130～150；

作为本发明优选的技术方案，步骤(3)中，所述碱洗时间为2～5h，例如碱洗时间为2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h等，但并不仅限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数据同样适用，进一步优选为碱洗时间为3h。

作为本发明优选的技术方案，步骤(4)中，所述还原剂为二氧化硫、甲醇、甲酸、水合肼等中的1种或至少2种组合；

作为本发明优选的技术方案，步骤(4)中，所述还原剂量为理论加入量的1.5～3倍，例如1.5、2、2.5、3倍等，但并不仅限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数据同样适用；

作为本发明优选的技术方案，步骤(5)中，所述稀碱溶液为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化镁等溶液中的1种或至少2种的组合；

作为本发明优选的技术方案，步骤(5)中，所述调pH至中性为pH 7±0.5，例如pH调节至6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5等，但并不仅限于所列举的数值，该范围内其它未列举的数据同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(5)中，所述热溶液温度为为80～90℃。

作为本发明优选的技术方案，步骤(5)中所得二氧化钒，其回收率≥97wt％，例如97％、98％、99％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(5)中，所制备二氧化钒的纯度≥98.5wt％，例如98.5％、98.8％、99.9％、99.5％、99.9％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明所述方法，工艺流程短，条件温和易控，钒沉淀率高，沉淀易于固液分离，易洗涤过滤，钒收率高，二氧化钒纯度高，易于工业化实施。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供了一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，通过等pH沉淀法，精准控制反应浆液pH，使得生成的钒酸铁沉淀易于过滤洗涤。

(2)本发明中钒酸铁沉淀以热碱洗后，氢氧化铁固体与钒酸盐溶液易于过滤分离。

(3)本发明中钒酸盐碱性溶液通过调酸-还原-沉淀-煅烧的方式制备的二氧化钒，钒的回收率高，大于95％，二氧化钒纯度大于98.5％。

(4)本发明整个工艺流程简单，操作简便，易于控制，易于工业化推广。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明文字能够据以实施。但下述的实施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，本发明保护范围以权利要求书为准。

实施例1

本实施例提供了一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，所述含钒酸液为石煤酸浸液，其中V的浓度为1.92g/L，所述方法包括如下步骤：

(1)将含钒酸液加热到70℃，并向其中加入1倍理论量的氯酸钠，将低价钒氧化为五价钒。

(2)在快速搅拌条件下，将含钒酸液、铁盐溶液及稀碳酸钠溶液分别以一定的流速同时加入体系中，铁盐加入后与溶液中钒的摩尔比为1，保持过程中浆液体系pH稳定在3.0左右，等pH沉淀法得到钒酸铁沉淀浆液。

(3)碱溶分离铁钒：将步骤(2)中反应浆液过滤得到钒酸铁沉淀，其中钒的沉淀率为99.2％，固液分离抽滤压力0.1MPa，滤饼厚度为1cm时过滤时间为4min。将该钒酸铁以pH为10的氢氧化钠溶液在温度为130℃时进行高温碱洗2h，将碱洗液过滤后得氢氧化铁沉淀及钒酸钠碱性溶液，该沉淀抽滤压力0.1MPa，滤饼厚度为1cm时过滤时间为6min。

(4)还原反应：向步骤(3)中钒酸钠碱性溶液中加入硫酸调节pH至5，加入1.5倍理论量的亚硫酸钠进行还原，将溶液中的五价钒还原为四价钒。

(5)二氧化钒制备：以稀氢氧化钠溶液为碱源，将步骤(4)中还原后四价钒碱性溶液的pH调节至7.5,反应1h即得氢氧化钒沉淀，将该沉淀进行无氧煅烧即得纯二氧化钒，钒的回收率为98.9％，二氧化钒纯度为98.7％。

实施例2

本实施例提供了一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，所述含钒酸液为石煤酸浸液，其中V的浓度为2.32g/L，所述方法包括如下步骤：

(1)将含钒酸液加热到95℃，并向其中加入1.2倍理论量的氯酸钠，将低价钒氧化为五价钒。

(2)在快速搅拌条件下，将含钒酸液、铁盐溶液及稀碱溶液分别以一定的流速同时加入体系中，铁盐加入后与溶液中钒的摩尔比为6，保持过程中浆液体系pH稳定在2.3左右，等pH沉淀法得到钒酸铁沉淀浆液。

(3)碱溶分离铁钒：碱溶分离铁钒：将步骤(2)中反应浆液过滤得到钒酸铁沉淀，其中钒的沉淀率为98.5％，固液分离抽滤压力0.1MPa，滤饼厚度为1.1cm时过滤时间为5min。将该钒酸铁以pH为9的碳酸钠溶液在温度为150℃时进行高温碱洗2.5h，将碱洗液过滤后得氢氧化铁沉淀及钒酸钠碱性溶液，该沉淀抽滤压力0.1MPa，滤饼厚度为1cm时过滤时间为5min。

(4)还原反应：向步骤(3)中钒酸钠碱性溶液中加入硫酸调节pH至4，加入3倍理论量的二氧化硫进行还原，将溶液中的五价钒还原为四价钒。

(5)二氧化钒制备：以稀碳酸钠溶液为碱源，将步骤(4)中还原后四价钒碱性溶液的pH调节至7.0,反应1.5h即得氢氧化钒沉淀，将该沉淀进行无氧煅烧即得纯二氧化钒，钒的回收率为97.5％，二氧化钒纯度为98.9％。

实施例3

本实施例提供了一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，所述含钒酸液为石煤酸浸液，其中V的浓度为3.5g/L，所述方法包括如下步骤：

(1)将含钒酸液加热到85℃，并向其中加入1.5倍理论量的氯酸钠，将低价钒氧化为五价钒。

(2)在快速搅拌条件下，将含钒酸液、铁盐溶液及稀碱溶液分别以一定的流速同时加入体系中，铁盐加入后与溶液中钒的摩尔比为10，保持过程中浆液体系pH稳定在2.0左右，等pH沉淀法得到钒酸铁沉淀浆液。

(3)碱溶分离铁钒：将步骤(2)中反应浆液过滤得到钒酸铁沉淀，其中钒的沉淀率为99.5％，固液分离抽滤压力0.1MPa，滤饼厚度为1cm时过滤时间为5.5min。将该钒酸铁以pH为8.5的碳酸氢钠溶液在温度为130℃时进行高温碱洗3h，将碱洗液过滤后得氢氧化铁沉淀及钒酸钠碱性溶液，该沉淀抽滤压力0.1MPa，滤饼厚度为1cm时过滤时间为6min。

(4)还原反应：向步骤(3)中钒酸钠碱性溶液中加入硫酸调节pH至6，加入3倍理论量的甲醇进行还原，将溶液中的五价钒还原为四价钒。

(5)二氧化钒制备：以稀氢氧化镁溶液为碱源，将步骤(4)中还原后四价钒碱性溶液的pH调节至7.0,反应2.5h即得氢氧化钒沉淀，将该沉淀进行无氧煅烧即得纯二氧化钒，钒的回收率为98.9％，二氧化钒纯度为99.1％。

实施例4

本实施例提供了一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，所述含钒酸液为石煤酸浸液，其中V的浓度为3.5g/L，所述方法包括如下步骤：

(1)将含钒酸液加热到100℃，并向其中加入1.0倍理论量的氯酸钠，将低价钒氧化为五价钒。

(2)在快速搅拌条件下，将含钒酸液、铁盐溶液及稀碱溶液分别以一定的流速同时加入体系中，铁盐加入后与溶液中钒的摩尔比为3，保持过程中浆液体系pH稳定在2.6左右，等pH沉淀法得到钒酸铁沉淀浆液。

(3)碱溶分离铁钒：将步骤(2)中反应浆液过滤得到钒酸铁沉淀，其中钒的沉淀率为99.3％，固液分离抽滤压力0.1MPa，滤饼厚度为1cm时过滤时间为4.5min。将该钒酸铁以pH为9的碳酸钠溶液在温度为150℃时进行高温碱洗3h，将碱洗液过滤后得氢氧化铁沉淀及钒酸钠碱性溶液，该沉淀抽滤压力0.1MPa，滤饼厚度为1cm时过滤时间为5.5min。

(4)还原反应：向步骤(3)中钒酸钠碱性溶液中加入硫酸调节pH至5.5，加入3倍理论量的二氧化硫进行还原，将溶液中的五价钒还原为四价钒。

(5)二氧化钒制备：以稀碳酸钠溶液为碱源，将步骤(4)中还原后四价钒碱性溶液的pH调节至7.5,反应2h即得氢氧化钒沉淀，将该沉淀进行无氧煅烧即得纯二氧化钒，钒的回收率为98.8％，二氧化钒纯度为98.7％。

对比例1

本实施例提供了一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，所述方法除了步骤(2)中直接将含钒溶液与铁盐溶液进行混合，然后以稀碱溶液调节溶液的pH至3.0，其他物料与过程均与实施例1中相同，钒沉淀率为85.6％，步骤(6)固液分离抽滤压力0.1MPa，滤饼厚度为1cm时过滤时间为85min。钒酸铁经碱洗-调酸-还原-沉淀-无氧煅烧后，钒的回收率为70.5％，二氧化钒纯度为98.2％.

对比例2

本实施例提供了一种含钒酸液pH缓释法制备晶型钒酸铁的方法，所述方法除了步骤(2)中浆液pH值为7.0，其他物料与过程均与实施例2中相同，钒沉淀率为95.1％，步骤(6)固液分离抽滤压力0.1MPa，滤饼厚度为1cm时过滤时间为160min。钒酸铁经碱洗-调酸-还原-沉淀-无氧煅烧后，钒的回收率为68.8％，二氧化钒纯度为98.1％.

对比例3

本实施例提供了一种含钒酸液pH缓释法制备晶型钒酸铁的方法，所述方法除了步骤(3)中钒酸铁以20％的氢氧化钠溶液进行高温碱洗，其他物料与过程均与实施例3中相同，碱洗回收钒固液分离抽滤压力0.1MPa，滤饼厚度为1cm时过滤时间为145min。碱溶钒酸钠溶液经调酸-还原-沉淀-无氧煅烧后，钒的回收率仅为62.5％，二氧化钒纯度为98.2％.

对比例4

本实施例提供了一种含钒酸液pH缓释法制备晶型钒酸铁的方法，所述方法除了步骤(4)中碱洗后的钒酸钠溶液未经调酸直接以3倍二氧化硫进行还原外，其他物料与过程均与实施例4中相同，碱洗钒酸钠溶液经直接还原-沉淀-无氧煅烧后，钒的回收率仅为72.5％，二氧化钒纯度为98.1％.

表1钒沉淀率及抽滤速度

通过表1可以看出，本发明实施例1～4中，钒的沉淀率均大于等于98.5％，钒酸铁沉淀在0.1MPa压力1cm厚度滤饼时抽滤时间小于等于5.5min；碱洗后固液分离抽滤时间小于等于6min，钒回收率大于等于97.5％，二氧化钒纯度大于等于98.7％。

对比例1，相对于实施例1，对比例1未采用等pH沉淀法，这将导致钒沉淀过程中过饱和度过高，成核速度快，晶体不易长大，从而导致钒酸铁的过滤速度慢，沉淀在0.1MPa压力1cm厚度滤饼时抽滤时间大于等于85min，钒沉淀率仅为85.6％；且该形态的钒酸铁在碱洗过程中由于颗粒细小，浆液粘稠并相互包裹，导致钒的溶出受到影响，从而使得钒酸铁经碱洗-调酸-还原-沉淀-无氧煅烧后得到的二氧化钒，钒的回收率低于70.5％，二氧化钒纯度不受影响。

对比例2，相对于实施例2，对比例2虽然采用等pH沉淀法，但沉淀的pH过高，这将导致钒沉淀过程中铁的沉淀率过高，并以氢氧化铁形式存在，沉淀之间进行相互包裹，导致钒酸铁的过滤速度过慢，沉淀在0.1MPa压力1cm厚度滤饼时抽滤时间为160min；此两种情况下碱洗-调酸-还原-沉淀-无氧煅烧后得到的二氧化钒，钒的回收率低于70.5％，二氧化钒纯度不受影响。

对比例3相对于实施例3，碱洗过程中采用高浓度的碱，导致钒酸铁在钒溶出的同时，氢氧化铁的成核速度过快，沉淀转化颗粒小，易于包裹，导致钒的溶出率低，固液分离困难，抽滤时间为145min，钒的回收率仅为62.5％。

对比例4，相对于实施例4，碱洗后回收得到的钒酸钠溶液不经酸化直接进行还原，由于碱性条件下四价钒的稳定性，导致钒的还原效率降低，使得部分钒仍以五价钒的形式存在，钒的有效回收率仅为72.5。

通过表1数据可以看出，采用等pH沉淀法得到的钒酸铁，钒的沉淀率高，且易于过滤，且该方法制备的钒酸铁的碱溶效果好，钒的回收率高。

综合实施例1～4和对比例1～4的结果可以看出，本发明提供了一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，采用氧化-等pH沉淀法制备易过滤钒酸铁，并以该钒酸铁为原料采用稀碱热洗-调酸-还原-沉淀-无氧煅烧的方式回收其中的钒并制备的二氧化钒。该方法整个过程操作简便，钒沉淀率高，固液分离速度快，易于控制，并实现工业化推广。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属领域的技术人员应该明白，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、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 (9)

1.一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，其特征包括以下步骤：

(1)低价钒氧化：将含钒酸液加热到设定温度，并向其中加入氧化剂，将低价钒氧化为五价钒；

(2)等pH沉淀：在快速搅拌条件下，将含钒酸液、铁盐溶液及稀碱溶液分别以一定的流速同时加入体系中，保持过程中浆液体系pH不发生变化，等pH沉淀法得到钒酸铁沉淀浆液；

(3)碱洗分离铁钒：将步骤(2)中反应浆液过滤得到钒酸铁，将该钒酸铁以稀碱溶液进行高温碱洗，得含氢氧化铁沉淀及钒酸盐碱性溶液的浆液，该浆液易过滤；

(4)还原反应：首先向步骤(3)中的碱溶液中加入酸调节至酸性；后向得到钒酸盐酸性溶液中加入还原剂进行还原，将其中的五价钒还原为四价钒；

(5)二氧化钒制备：在热溶液的条件下，将上述还原后的酸性钒溶液与稀碱溶液以不同流速同时加入溶液中，过程保持溶液的pH至6～8不变，反应一段时间即得颗粒均匀的氢氧化钒沉淀，将该沉淀进行无氧煅烧即得二氧化钒。

2.根据权利要求1所述的一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述铁盐加入后与溶液中钒的摩尔比为1≤铁/钒≤10。

3.根据权利要求1和2所述的一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述稀碱溶液为碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、氢氧化镁溶液或碱式碳酸镁溶液中的一种或至少2种组合；所述体系pH为1.5～3.0；

优选地，步骤(2)中，体系pH为2.0～2.5。

4.根据权利要求1和2和3所述的一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述钒酸铁中钒的沉淀率≥98.5％。

5.根据权利要求1所述的一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述稀碱溶液为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠溶液中的1种或几种的组合。

6.根据权利要求1和5所述的一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述稀碱溶液pH为8.5～11；所述高温碱洗温度为130～240℃；所述碱洗时间为2～5h；

优选地，步骤(3)中，所述稀碱溶液pH为9～10，

优选地，步骤(3)中，所述碱洗温度为130～150；

优选地，步骤(3)中，所述碱洗时间为3h。

7.根据权利要求1所述的一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述还原剂为二氧化硫、亚硫酸钠、甲醇等中的1种或至少2种组合；所述还原剂量为理论加入量的1.5～3倍。

8.根据权利要求1任一项所述的一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，其特征在于：步骤(5)中，所述稀碱溶液为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化镁等溶液中的1种或至少2种的组合；所述调pH至中性为pH7±0.5，所述热溶液温度为80～90℃。

9.根据权利要求1～8任一项所述的一种等pH沉淀法制备钒酸铁及利用其生产二氧化钒的方法，其特征在于：步骤(5)中，所制备二氧化钒的回收率≥97.5wt％，纯度≥98.7wt％。