JPS5823335B2 - 集合した酸化バナジウムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般式■２０ｘ（式中、Ｘは３．８〜４．６の
値、好ましくは４．０〜４．３の値である）を有する集
合した酸化バナジウムの製造方法に関する。

この酸化バナジウムはフェロバナジウムの製造に特に好
適である。

純粋で、細分された三酸化バナジウム■２０．はオース
トリア特許第２７６２９６号に従ってメタバナジウム酸
アンモニウムＮＨ４ＶＯ３を反応ゾーンで５８０℃〜９
５０℃の温度で加熱することにより製造される。

この反応は極めて複雑である。中間反応生成物としてヘ
キサバナジウム酸アンモニウム（ＮＨ４） ２ Ｖａ
０１６−バナジルバナジウム酸アンモニウム（ＮＨ４）
２０・２■２０４・５Ｖ２０５ ｂ式２■２０４・Ｖ
２Ｏ５の酸化物、及び４８０〜５００℃の温度での還元
によってｖ２０５カ並行して生成されると思われる。

酸化物２■２０４・Ｖ２Ｏ５又は・Ｖ２Ｏ４の分離は可
能であり期待することもできない。

オースｌ−ＩＪア特許第２２２６２３号から知られ、一
般に実施されているように、ポリバナジウム酸アンモニ
ウムは過剰の空気中、すなわち酸化雰囲、気中において
加熱することにより、五酸化バナジウム粉末に転化され
る。

この粉末はその後の工程で溶融され、板状に成型された
後フエロバナジウムの製造に使用される。

本発明によれば、Ｘが３．８〜４．６である一般式■２
０ｘの酸化バナジウムはポリバナジウム酸アンモニウム
を反応ゾーンにおいて約６００℃〜９００℃、好ましく
は６８０℃〜８００℃の温度で熱分解させて固形分解生
成物及び還元ガスを含む反応生成物を得、固形分解生成
物と還元ガスとの反応を許容する一方反応ゾーン中の空
気及び／又は排出ガスのような雰囲気ガスを上記還元ガ
スで置換させることにより製造される。

本方法において、出発原料中のアンモニアはＮ元された
酸化バナジウムの製造に使用され、球根状の集合した酸
化バナジウムがＶ２Ｏ４の高融点と比較して低い反応温
度で得られる。

三酸化バナジウム又は四酸化バナジウムの粉末と比較し
て、本発明の方法で製造された集合した酸化バナジウム
は粉末化しにくく、対応する原料損失をさけることがで
き、加えて粉末よりも取り扱いやすく、環境を汚染する
ことも少ない。

また上式で示した集合した酸化バナジウムは毒性が少な
い。

更に、空気の存在下に加熱する間の酸化速度は集合した
生成物の方が粉末よりも表面積が小さいので一層小さく
なる。

故に、本発明の生成物は実質的に一層安定である。

上記利点に加えて、式Ｖ２Ｏ３Ｂ〜４．６の集合した生
成物からのフェロバナジウムの製造は原料として■２０
．又はＶ２Ｏ３を用いるよりも優れている。

Ｖ２Ｏ５と比較すれば、必要な還元剤（例えば、アルミ
ニウム）が少なくてよく、他方■２０３よりも酸素含有
量が多いのでより強い発熱反応が起り、従ってフエ動く
ナジウムへの転化が促進される。

一般式（ＮＨ４）２−０’−３Ｖ２０．− ｎＨ２Ｏの
出発原料ポリ（ヘキサ）バナジウム酸アンモニウムの水
含有量は重要ではない：所望の還元された酸化バナジウ
ムの製造について重要なのはバナジウムに対するアンモ
ニウムの比のみである。

純粋な出発原料は式（ＮＨ４） ２・０・３■２０．又
は（Ｎ）１４）２・０・３■２０５・２Ｈ２０を有する
。

市販品として入手しうるポリバナジウム酸アンモニウム
は上記純粋化合物とはわずかに変化した組成を有し、１
００℃の温度で乾燥したその化合物の典型的な分析値は
次のとおりである： Ｖ ４８〜５１係 ＮＨ３５，２〜５．９係 Ｎａ２Ｏ０，１〜０．５％ この分析に供した物質は本発明の方法にとって有用であ
り、本文中では「ポリバナジウム酸アンモニウム」の用
語中に包含される。

熱的分解の間にこれらの物質の反応生成物に含まれる窒
素ガス及び水蒸気は反応ゾーンにおいて雰囲気ガスを置
換する。

雰囲気ガスとは反応容器中に導入された空気又は他の任
意の酸化性排出ガスであり、これらの酸化ガスが反応ゾ
ーンに浸入するのを上記置換によって防止する。

反応が連続するとき、発生する窒素ガス及び水蒸気は好
ましい結果を得るために十分である。

本発明の方法にとって、絶対的に酸素を含まない雰囲気
中で実施することは必要ではない。

好ましい焼成及び集合がＶ２Ｏ４，。

〜４．３の組成で進行することは純粋な出発原料から製
造された化合物からの発生ガスの損失を許容することを
意味する。

相平衡が達成されない程急速に加熱が進行するという条
件下で、焼成及び集合はＶ２Ｏ３，８〜４又はＶ２Ｏ４
，３〜４．６の組成を与える。

好ましくは、少量の不活性ガスを使用する。

集合した生成物は３００℃までの温度で空気と接触して
も何ら注意すべき酸化がおこらない。

本発明の好ましい具体例においては、反応は連続的に進
行し、還元ガスは固形分解生成物と同一方向で反応ゾー
ンを通過し、及び反応生成物は反応の間攪拌される。

温度の上限及び下限は集合した生成物を得るために本質
的事項であり、好ましい温度範囲は６５０℃〜８００℃
特に６８０℃〜８００℃である。

実施例 １ ２００ｇのポリバナジウム酸アンモニウム（■：５０．
７重量係、ＮＨ３：５．７重量係）を石英管中において
最初は空気を排除することなく７５０℃に加熱した。

水蒸気及び窒素ガスがガス状反応生成物として発生した
。

冷却し、少量の窒素で洗浄した後、１７０ｇの暗色の、
焼成された、集合生成物を管から取り出した。

生成物は５９．５重量係のバナジウムを含有していた。

生成物中にはアンモニア及び窒素は見出されなかった。

少量のテストサンプルを５５０℃の温度で空気にさらし
、生成物の平均組成をＶ２Ｏ４，□７と決定した。

実施例 ２ 時間当り５１ｃｇのポリバナジウム酸アンモニウム（Ｖ
：４９．１重量幅、ＮＨ３： ５．６重量％）をロータ
リーキルン（５ｒｐｍ）に連続的に供給し、空気の不存
在下に７３０℃に加熱した。

生成物は冷却ゾーンで約３００°ＣＩ′Ｃ冷却され、回
収された。

ガスは生成物と同方向に流れ、排出端から大気中に放出
された。

キルンの直径は１００ｍＴｆｔであり、加熱された反応
ゾーンの長さはｓｏｏｍｍであった。

反応生成物は暗灰色で主として球根状であり、その後小
球状にされた。

５５０℃に加熱して、粉末化したサンプルはＶ２Ｏ４，
１８の平均組成を有することがわかった。

粒度分布は次のとおりであった１１０〜３０ｍ７１が５
３重量％、１〜１０１１１７ｒｔが４０．７重量％、０
．０６〜１．０節が３．０重量幅、及びｏ、ｏ６ｍｍ以
下が３．３重量％であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 式Ｖ ２０ ｘ Ｃ式中、Ｘは３．８〜４．６の値
   を有する）の集合した酸化バナジウムの製造方法におい
   て、ポリバナジウム酸アンモニウムを反応ゾーンにおい
   て約６００℃〜９００℃の温度で熱分解して固形分解生
   成物と還元ガスとを含む反応生成物を得、固形分解生成
   物が還元ガスと反応するのを許容する一方、反応ゾーン
   中の雰囲気ガスを還元ガスで置換させることを特徴とす
   る、上記の集合した酸化バナジウム製造方法。 ２ 上記一般式においてＸが４．０〜４．３である。 特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 雰囲気ガスが空気であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ４ 雰囲気ガスが排出ガスであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 熱分解の温度範囲が６８０℃〜８００℃であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６ 還元ガスと固形分解生成物とが同方向で反応ゾーン
   を通過することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ７ 反応が連続的であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ８ 反応生成物を反応中攪拌することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ９ 熱分解の温度範囲が６５０℃〜８００℃であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。