專利名稱：從提釩浸出液制取偏釩酸銨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從提釩浸出液制取偏釩酸銨的方法。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外制備偏釩酸銨主要是從含釩的鈉化焙燒浸出液中提取?！垛C鈦材料》 (楊紹利著，冶金工業(yè)出版社于2007年8月31日出版)介紹了偏釩酸銨沉淀法，其方法是 在經(jīng)過凈化處理后的提釩浸出液中加入氯化銨或硫酸銨，沉淀時溶液的pH值控制在8左 右，溫度控制在20-3(TC，得到偏釩酸銨沉淀，反應(yīng)原理為NaV03+NH4Cl = NH4V03 I +NaCl。 這種方法工藝簡單，操作方便，但廢液中含釩1-2. 5g/L，耗銨量大，并且浸出液成分復(fù)雜，凈 化不完全，容易使雜質(zhì)在沉淀過程中進入產(chǎn)品，因此得到的偏釩酸銨產(chǎn)品雜質(zhì)含量高，無法 得到高純度NHJ03產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)效率高、釩沉淀率高、酸 堿消耗少、產(chǎn)品純度高、并且物料能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)利用的從提釩浸出液中制取偏釩酸銨的方 法。 本發(fā)明提供了一種從提釩浸出液中制取偏釩酸銨的方法，所述方法包括以下步 驟用無機酸將提釩浸出液的pH值調(diào)節(jié)至5-5.5，然后加熱至3(TC-4(TC，此后按照NH/ : V =2. 0-3.0的質(zhì)量比向溶液中加入可溶性銨鹽，充分攪拌均勻，反應(yīng)完成后得到含鈉多釩 酸銨；將所得含鈉多釩酸銨置于密封反應(yīng)器中，按照NH/ : V二3.0-5.0的摩爾比向反應(yīng)器 中加入可溶性銨鹽，控制pH值在7. 5-8. 5范圍內(nèi)，室溫下緩慢攪拌均勻，反應(yīng)完成后將所得 溶液過濾得到偏釩酸銨固體。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的從提釩浸出液中制取偏釩酸銨的方法。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了一種從提釩浸出液中制取高純度偏釩酸銨的方法，所述方法包括以 下步驟 (1)用無機酸將提釩浸出液([V5+] :20-30g/L， [Na+] :15-20g/L， [Cr6+] :H.5g/ L， [Si] :0. 5-lg/L)的pH值調(diào)節(jié)至5-5. 5，然后加熱至3(TC-4(rC，此后按照MV : V = 2. 0-3. 0的質(zhì)量比向溶液中加入可溶性銨鹽，充分攪拌均勻，反應(yīng)120-160分鐘，反應(yīng)過程 中補加無機酸使得溶液PH值保持恒定，反應(yīng)完成后將所得溶液過濾，快速洗滌得到含鈉多 釩酸銨?；瘜W(xué)反應(yīng)原理如下 V100286—+4NH4++2Na++10H20 = (NH4)4Na2V10028. 10H20 I (2)將所得含鈉多釩酸銨置于密封反應(yīng)器中，按照NH4+ : V = 3. 0_5. 0的摩爾比向反應(yīng)器中加入可溶性銨鹽，控制pH值在7. 5-8. 5范圍內(nèi)，室溫下緩慢攪拌均勻，溶液中不 斷析出淺白色或淺黃色固體；反應(yīng)完成后將所得溶液過濾，快速洗滌過濾，干燥，即可得到 偏釩酸銨固體，偏釩酸銨含量在99. 9%以上?；瘜W(xué)反應(yīng)原理如下
(NH4)4Na2V1Q028. 10H20+6NH4++40H—= 10NH4V03 I +2Na++12H20 在根據(jù)本發(fā)明的從提釩浸出液中制備偏釩酸銨的方法中，在步驟(1)中，無機酸 可以為硫酸、鹽酸、硝酸中的至少一種。 在根據(jù)本發(fā)明的從提釩浸出液中制備偏釩酸銨的方法中，在步驟(1)中使用的可 溶性銨鹽可以為碳酸氫銨或者碳酸銨。 在步驟(2)中，可溶性銨鹽可以為碳酸氫銨或碳酸銨。 根據(jù)本發(fā)明的從提釩浸出液制備偏釩酸銨的方法，在步驟(1)中，沉淀含鈉多釩 酸銨溫度為30°C -40°C 。溫度高于40°C ，碳酸氫銨分解放出C02，溫度低于30°C ，反應(yīng)變慢。
根據(jù)本發(fā)明的從提釩浸出液制備偏釩酸銨的方法，在步驟(1)中，沉淀含鈉多釩 酸銨的pH值為5-5. 5之間。pH值高于5. 5沉淀收率低，pH值小于5，碳酸氫銨分解放出 C(^，使溶液pH值上升。 根據(jù)本發(fā)明的從提釩浸出液制備偏釩酸銨的方法，在步驟(2)中，沉淀偏釩酸銨 的pH值控制在7. 5-8. 5范圍內(nèi)。pH值大于8. 5時，氨揮發(fā)造成損失；pH值小于7. 5時，偏
釩酸銨沉淀率低。 根據(jù)本發(fā)明的從提釩浸出液制備偏釩酸銨的方法，在步驟(2)中，沉淀偏釩酸銨 得到的廢液經(jīng)過真空冷凍結(jié)晶處理，得到碳酸氫銨、碳酸氫鈉和冷凝水，返回沉淀和鈉化焙 燒工序循環(huán)利用。 下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作出進一步描述
實施例1 取500mL的鈉化焙燒浸出液(釩濃度為30. Og/L)，用濃硫酸將溶液pH值調(diào)節(jié)至 5.0，將溶液加熱至3(TC，按照MV : V = 2的質(zhì)量比，向溶液中加入131.7g碳酸氫銨固 體，充分攪拌，反應(yīng)過程中補加無機酸保持溶液PH值恒定，反應(yīng)160分鐘后將所得固體過 濾，快速洗滌得到36. Og含鈉多釩酸銨結(jié)晶。將所得含鈉多釩酸銨置于密封反應(yīng)器中，按照 NH4+ : V二5的摩爾比，向反應(yīng)器中加入碳酸氫銨并控制溶液的pH值在8.5，在室溫條件 下攪拌，溶液中析出淺黃色固體，反應(yīng)完成后將溶液過過濾，干燥，即可得到偏釩酸銨固體 33. lg，產(chǎn)品純度為99.9%，收率為96%。
實施例2 取500mL的鈉化焙燒浸出液(釩濃度為25. Og/L)，用濃鹽酸將溶液pH值調(diào)節(jié)至 5. 2，將溶液加熱至35t:，按照NH/ : V = 3.0的質(zhì)量比，向溶液中加入100.0g碳酸銨固 體，充分攪拌，反應(yīng)過程中補加無機酸保持溶液PH值恒定，反應(yīng)140分鐘后將所得固體過 濾，快速洗滌得到29. 7g含鈉多釩酸銨結(jié)晶。將所得含鈉多釩酸銨置于密封反應(yīng)器中，按 照NH4+ : V = 4. 0的摩爾比，向反應(yīng)器中加入NH4HC03并控制溶液的pH值在8. 0，在室溫條 件下攪拌，溶液中析出淺黃色固體，反應(yīng)完成后將溶液過濾，干燥，即可得到偏釩酸銨固體 26. 7g，產(chǎn)品純度為99. 9%，收率為93%。
實施例3 取500mL的鈉化焙燒浸出液( 濃度為21. 3g/L)，用濃硝酸將溶液pH值調(diào)節(jié)至5. 5，將溶液加熱至4(TC，按照MV : V = 2. 5的質(zhì)量比，向溶液中加入116.9g碳酸氫銨固 體，充分攪拌，反應(yīng)過程中補加無機酸保持溶液pH值恒定，反應(yīng)120分鐘后將所得固體過 濾，快速洗滌得到25. 2g含鈉多釩酸銨結(jié)晶。將所得含鈉多釩酸銨置于密封反應(yīng)器中，按照 NH4+ : V = 5. 0的摩爾比，向反應(yīng)器中加入碳酸氫銨并控制溶液的pH值在8. 3，在室溫條 件下攪拌，溶液中析出淺黃色固體，反應(yīng)完成后將溶液過濾，干燥，即可得到偏釩酸銨固體 23. 0g，產(chǎn)品純度為99. 9%，收率為94%。
實施例4 取500mL的鈉化焙燒浸出液(釩濃度為21. 3g/L)，用濃硫酸將溶液pH值調(diào)節(jié)至 5. 3，將溶液加熱至4(TC，按照NH/ : V = 2. 7的質(zhì)量比，向溶液中加入76. 7g碳酸銨固體，充 分攪拌，反應(yīng)過程中補加無機酸保持溶液PH值恒定，反應(yīng)130分鐘后將所得固體過濾，快速 洗滌得到25. lg含鈉多釩酸銨結(jié)晶。將所得含鈉多釩酸銨置于密封反應(yīng)器中，按照NH/ : V =4. 5的摩爾比，向反應(yīng)器中加入碳酸氫銨并控制溶液的pH值在7. 5，在室溫條件下攪拌， 溶液中析出淺黃色固體，反應(yīng)完成后將溶液過濾，干燥，即可得到偏釩酸銨固體22. 8g，產(chǎn)品 純度為99. 9%，收率為93%。
對比實施例1 : 取500mL的鈉化焙燒浸出液(釩濃度為30. Og/L)，用濃硫酸將溶液pH值調(diào)節(jié)至 5.0，將溶液加熱至27t:，按照MV : V = 2的質(zhì)量比，向溶液中加入131.7g碳酸氫銨固 體，充分攪拌，反應(yīng)過程中補加無機酸保持溶液pH值恒定，若反應(yīng)160分鐘后將所得固體過 濾，快速洗滌得到25.9g含鈉多釩酸銨結(jié)晶。將所得含鈉多釩酸銨置于密封反應(yīng)器中，按 照NH/ : V二5的摩爾比，向反應(yīng)器中加入碳酸氫銨并控制溶液的pH值在8.5，在室溫條 件下攪拌，溶液中析出淺黃色固體，反應(yīng)完成后將溶液過濾，干燥，即可得到偏釩酸銨固體 23. 4g，產(chǎn)品純度為99. 9%，收率為68%。若反應(yīng)420分鐘后將所得固體過濾，快速洗滌得 到36.0g含鈉多釩酸銨結(jié)晶。將所得含鈉多釩酸銨置于密封反應(yīng)器中，按照NH/ : V = 5 的摩爾比，向反應(yīng)器中加入碳酸氫銨并控制溶液的pH值在8. 5，在室溫條件下攪拌，溶液中 析出淺黃色固體，反應(yīng)完成后將溶液過過濾，干燥，即可得到偏釩酸銨固體33. Og，產(chǎn)品純度 為99. 9%，收率為96%。
對比實施例2: 取500mL的鈉化焙燒浸出液(釩濃度為30. Og/L)，用濃硫酸將溶液pH值調(diào)節(jié)至 5.0，將溶液加熱至3(TC，按照MV : V = 2的質(zhì)量比，向溶液中加入131.7g碳酸氫銨固 體，充分攪拌，反應(yīng)過程中補加無機酸保持溶液PH值恒定，反應(yīng)160分鐘后將所得固體過 濾，快速洗滌得到36.0g含鈉多釩酸銨結(jié)晶。將所得含鈉多釩酸銨置于密封反應(yīng)器中，按 照NH4+ : v = 5的摩爾比，向反應(yīng)器中加入碳酸氫銨并控制溶液的pH值在8. 8，在室溫條 件下攪拌，溶液中析出淺黃色固體，反應(yīng)完成后將溶液過濾，干燥，即可得到偏釩酸銨固體 25. lg，產(chǎn)品純度為99.9X，收率為73%。
對比實施例3: 取500mL的鈉化焙燒浸出液(釩濃度為21. 3g/L)，用濃硝酸將溶液pH值調(diào)節(jié)至 5.5，將溶液加熱至43t:，按照NH/ : V二2.5的質(zhì)量比，向溶液中加入116.9g碳酸氫銨固 體，充分攪拌，反應(yīng)過程中補加無機酸保持溶液pH值恒定，反應(yīng)120分鐘后將所得固體過 濾，快速洗滌得到15. 2g含鈉多釩酸銨結(jié)晶。將所得含鈉多釩酸銨置于密封反應(yīng)器中，按照NH4+ : V = 5. 0的摩爾比，向反應(yīng)器中加入碳酸氫銨并控制溶液的pH值在8. 3，在室溫條件 下攪拌，溶液中析出淺黃色白色固體，溶液中析出淺黃色固體，反應(yīng)完成后將溶液過濾，干 燥，即可得到偏釩酸銨固體13. 7g，產(chǎn)品純度為99. 9%，收率為56%。
對比實施例4: 取500mL的鈉化焙燒浸出液(釩濃度為21. 3g/L)，用濃硝酸將溶液pH值調(diào)節(jié)至 5.7，將溶液加熱至4(TC，按照NH/ : V二2.5的質(zhì)量比，向溶液中加入116.9g碳酸氫銨固 體，充分攪拌，反應(yīng)過程中補加無機酸保持溶液pH值恒定，反應(yīng)120分鐘后將所得固體過 濾，快速洗滌得到13. lg含鈉多釩酸銨結(jié)晶。將所得含鈉多釩酸銨置于密封反應(yīng)器中，按照 NH4+ : V = 5. 0的摩爾比，向反應(yīng)器中加入碳酸氫銨并控制溶液的pH值在8. 3，在室溫條 件下攪拌，溶液中析出淺黃色固體，反應(yīng)完成后將溶液過濾，干燥，即可得到偏釩酸銨固體 12. 0g，產(chǎn)品純度為99. 9%，收率為49%。
對比實施例5: 取500mL的鈉化焙燒浸出液(釩濃度為21. 3g/L)，用濃硫酸將溶液pH值調(diào)節(jié)至 5. 3，將溶液加熱至4(TC，按照NH/ : V = 2. 7的質(zhì)量比，向溶液中加入76. 7g碳酸銨固體，充 分攪拌，反應(yīng)過程中補加無機酸保持溶液PH值恒定，反應(yīng)130分鐘后將所得固體過濾，快速 洗滌得到25. lg含鈉多釩酸銨結(jié)晶。將所得含鈉多釩酸銨置于密封反應(yīng)器中，按照NH/ : V =4. 5的摩爾比，向反應(yīng)器中加入碳酸氫銨并控制溶液的pH值在7. 3，在室溫條件下攪拌， 溶液中析出淺黃色固體，反應(yīng)完成后將溶液過濾，干燥，即可得到偏釩酸銨固體18. 4g，產(chǎn)品 純度為99. 9%，收率為75%。 通過將根據(jù)本發(fā)明實施例1至實施例4與對比實施例1至對比實施例5進行比較
可知，根據(jù)本發(fā)明的從提釩浸出液中制備偏釩酸銨的方法的產(chǎn)品純度高，回收率高。 本發(fā)明所述的高純度偏釩酸銨制備方法的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在(l)偏釩酸銨純度
高，達99.9%以上；(2)沉淀偏釩酸銨時，沉淀劑只含有碳酸氫銨或碳酸銨這一種物質(zhì)；(3)
產(chǎn)生的廢液經(jīng)真空冷凍結(jié)晶處理后得到碳酸氫銨、碳酸氫鈉和冷凝水，可以返回沉淀和鈉
化焙燒工序循環(huán)利用，達到清潔化生產(chǎn)目的；(4)反應(yīng)操作簡單可靠，便于工業(yè)化生產(chǎn)。
權(quán)利要求
一種從提釩浸出液中制取偏釩酸銨的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)用無機酸將提釩浸出液的pH值調(diào)節(jié)至5-5.5，然后加熱至30℃-40℃，此后按照NH4+∶V＝2.0-3.0的質(zhì)量比向溶液中加入可溶性銨鹽，充分攪拌均勻，反應(yīng)完成后得到含鈉多釩酸銨；(2)將所得含鈉多釩酸銨置于密封反應(yīng)器中，按照NH4+∶V＝3.0-5.0的摩爾比向反應(yīng)器中加入可溶性銨鹽，控制pH值在7.5-8.5范圍內(nèi)，室溫下緩慢攪拌均勻，反應(yīng)完成后將所得溶液過濾得到偏釩酸銨固體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從提釩浸出液中制取偏釩酸銨的方法，其特征在于所述無機酸為硫酸、鹽酸、硝酸中的至少一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從提釩浸出液中制取偏釩酸銨的方法，其特征在于在步驟(1) 中使用的可溶性銨鹽為碳酸氫銨或者碳酸銨。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從提釩浸出液中制取偏釩酸銨的方法，其特征在于在步驟(2) 中使用的可溶性銨鹽為碳酸氫銨或碳酸銨。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從提釩浸出液中制取偏釩酸銨的方法，其特征在于所述提釩浸出液中含有20-30g/L的V5+、15-20g/L的Na+、H. 5g/L的Cr6+以及0. 5-lg/L的Si。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從提釩浸出液中制取偏釩酸銨的方法，所述方法包括以下步驟用無機酸將提釩浸出液的pH值調(diào)節(jié)至5-5.5，然后加熱至30℃-40℃，此后按照NH4+∶V＝2.0-3.0的質(zhì)量比向溶液中加入可溶性銨鹽，充分攪拌均勻，反應(yīng)完成后得到含鈉多釩酸銨；將所得含鈉多釩酸銨置于密封反應(yīng)器中，按照NH4+∶V＝3.0-5.0的摩爾比向反應(yīng)器中加入可溶性銨鹽，控制pH值在7.5-8.5范圍內(nèi)，室溫下緩慢攪拌均勻，反應(yīng)完成后將所得溶液過濾得到偏釩酸銨固體。
文檔編號C22B34/22GK101748297SQ20091021572
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者李千文, 李大標(biāo), 陳亮 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司;攀枝花新鋼釩股份有限公司