本發(fā)明涉及氧化釩制備，尤其涉及一種制備低鉻多釩酸銨的方法。

背景技術(shù)：

1、釩是一種非常稀有的金屬元素，主要應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)，以改善鋼材產(chǎn)品的強(qiáng)度、韌性等性能，近年來(lái)釩在非鋼領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，如表現(xiàn)火熱的儲(chǔ)能領(lǐng)域，釩基正極材料，全釩液流電池的研究與應(yīng)用也越來(lái)越成熟。在化工催化，醫(yī)藥，金屬釩，釩合金，鈦合金等領(lǐng)域也有諸多應(yīng)用，釩在非鋼領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)決定其對(duì)氧化釩的質(zhì)量要求都很高。例如，釩電解液中過(guò)量的鉻和其他污染物濃度會(huì)對(duì)電解液的功能產(chǎn)生不利影響，并因電解液不平衡而降低充電狀態(tài)，這直接縮短了釩電池的使用壽命。釩渣鈉化焙燒--水浸提釩工藝仍是應(yīng)用最廣泛的提釩工藝，由于釩和鉻的相似性質(zhì)，浸出時(shí)部分鉻以鉻酸鹽的形式與釩一起被浸出。在釩沉淀過(guò)程中，鉻會(huì)進(jìn)入氨基多釩酸鹽或氨基偏釩酸鹽的沉淀物中，這種現(xiàn)象導(dǎo)致五氧化二釩中鉻含量的增加，從而降低了產(chǎn)品純度。因此需要減少釩液中的鉻含量，進(jìn)而減少鉻進(jìn)入釩產(chǎn)品，以此提高釩產(chǎn)品質(zhì)量，滿足多元市場(chǎng)需求。行業(yè)中多采用還原除鉻進(jìn)行釩鉻分離，然后除雜液進(jìn)行沉釩制備釩產(chǎn)品，但此類方法很少涉及對(duì)除雜液進(jìn)行氧化的操作，導(dǎo)致除雜液生產(chǎn)釩產(chǎn)品時(shí)鉻含量嚴(yán)重超標(biāo)，沉釩銨鹽消耗量大，沉釩率低等缺點(diǎn)。

2、現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了一種通過(guò)還原沉釩脫硅制備低硅多釩酸銨的方法，具體公開(kāi)了向含釩溶液中加酸，調(diào)節(jié)ph值至5-6，加入還原劑進(jìn)行還原反應(yīng)，得到還原后的釩溶液；將所述還原后的釩溶液的ph值調(diào)節(jié)至2-3，加入銨鹽進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾得到沉釩濾餅，將濾餅用去離子水打漿洗滌，然后進(jìn)行干燥。按照本發(fā)明所述的通過(guò)還原沉釩脫硅制備低硅多釩酸銨的方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)含釩溶液進(jìn)行深度脫硅，制備的apv中硅含量降至20ppm以下，除硅效果優(yōu)異。該方法未將除雜液進(jìn)行氧化處理，過(guò)量的還原劑在酸性條件下會(huì)將釩還原，對(duì)沉釩造成影響。

3、現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的一種從酸性多雜質(zhì)含釩溶液中直接沉釩的方法?，氧化處理時(shí)將氧化劑加入含釩溶液中，在40～70℃條件下氧化0.2～1.0h，即得氧化后釩溶液；所述氧化劑的加入量為含釩溶液中低價(jià)釩全部氧化成五價(jià)釩所需氧化劑理論摩爾量的1.0～2.5倍；該方法明確指出釩液中低價(jià)釩會(huì)影響沉釩率。

4、基于此，現(xiàn)有技術(shù)仍然有待改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提出一種制備低鉻多釩酸銨的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的低價(jià)釩影響沉釩率的技術(shù)問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一些實(shí)施例公開(kāi)了一種制備低鉻多釩酸銨的方法，包括：

3、預(yù)處理除雜液，使除雜液的渾濁度不大于200utn；

4、向預(yù)處理后的除雜液中加入氧化劑進(jìn)行氧化，得到凈化液；

5、將凈化液進(jìn)行酸性銨鹽沉釩，得到低鉻多釩酸銨；

6、其中，所述除雜液為鈉化釩液選擇性還原鉻硅共除后的除雜液；

7、并且，基于除雜液的氧化還原電位、ph值和/或鉻濃度選擇不同的氧化工藝。

8、一些實(shí)施例中，基于除雜液的氧化還原電位、ph值和/或鉻濃度選擇不同的氧化工藝包括：隨著除雜液ph值的上升、氧化還原電位的下降和鉻濃度的降低，依次采用第一種氧化工藝、第二種氧化工藝和第三種氧化工藝進(jìn)行氧化；

9、其中，所述第一種氧化工藝為采用過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉中的一種或兩種混合物；所述第二種氧化工藝為先利用雙氧水氧化，再利用過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸銨進(jìn)行氧化；第三種氧化工藝為采用雙氧水氧化。

10、一些實(shí)施例中，基于除雜液的氧化還原電位、ph值和/或鉻濃度選擇不同的氧化工藝包括：

11、當(dāng)除雜液60℃下測(cè)量的ph≤10.0，氧化還原電位為0mv～180mv，鉻濃度為0.3g/l～0.8g/l時(shí)，采用過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉中的一種或兩種混合物進(jìn)行氧化。

12、一些實(shí)施例中，采用過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉中的一種或兩種混合物進(jìn)行氧化時(shí)，以物質(zhì)的量比計(jì)，氧化劑添加量為s（氧化劑中的硫）/cr（釩液中的cr）=2～7，氧化溫度為30℃～90℃，氧化時(shí)間為10min～60min，控制氧化后的orp值≥400mv。

13、一些實(shí)施例中，基于除雜液的氧化還原電位、ph值和/或鉻濃度選擇不同的氧化工藝包括：

14、當(dāng)除雜液60℃下測(cè)量的ph為10.0～10.6，氧化還原電位大于-100mv且小于等于0mv，鉻濃度為大于0.03g/l且小于等于0.3g/l時(shí)，先利用雙氧水氧化，再利用過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸銨進(jìn)行氧化。

15、一些實(shí)施例中，先利用雙氧水氧化，再利用過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸銨進(jìn)行氧化時(shí)，以物質(zhì)的量比計(jì)，雙氧水添加量為o（雙氧水中的氧）/cr（釩液中的cr）=1～3，氧化溫度為50℃～90℃，氧化時(shí)間為10min～60min，控制氧化后的orp值≥100mv；以物質(zhì)的量比計(jì)，過(guò)硫酸銨或過(guò)硫酸鈉添加量為s（氧化劑中的硫）/cr（釩液中的cr）=2～3，氧化溫度為30℃～90℃，氧化時(shí)間為10min～60min，控制氧化后的orp值≥300mv。

16、一些實(shí)施例中，基于除雜液的氧化還原電位、ph值和/或鉻濃度選擇不同的氧化工藝包括：

17、當(dāng)除雜液60℃下測(cè)量的ph為10.6～11.6，氧化還原電位為-450mv～-100mv，鉻濃度為＜0.03g/l時(shí)，采用雙氧水氧化。

18、一些實(shí)施例中，采用雙氧水氧化時(shí)，以物質(zhì)的量比計(jì)，雙氧水添加量為o（雙氧水中的氧）/cr（釩液中的cr）=2～7，氧化溫度為50℃～90℃，氧化時(shí)間為10min～60min，控制氧化后的orp值≥100mv。

19、一些實(shí)施例中，將凈化液進(jìn)行酸性銨鹽沉釩包括：

20、將凈化液稀釋至v為25g/l～35g/l，稀釋后的凈化液第一次調(diào)節(jié)ph=5.0～6.0，第一次調(diào)節(jié)ph溫度為20℃～70℃，調(diào)整好ph后加入銨鹽，以質(zhì)量比計(jì)，銨鹽加入量為tv/硫酸銨=1.2～2.0；

21、然后進(jìn)行第二次調(diào)酸，第二次調(diào)節(jié)ph=2.0～2.3，隨后升溫至90℃～100℃保溫35min～90min，固液分離后得到多釩酸銨與沉釩上清液。

22、一些實(shí)施例中，將凈化液進(jìn)行酸性銨鹽沉釩時(shí)，以質(zhì)量比計(jì)，銨鹽加入量為tv/硫酸銨=1.2～1.6；

23、或者，將得到的多釩酸銨洗滌一次，洗水為清水和硫酸調(diào)制，控制洗水ph=2.0～5.0，洗水溫度為50℃～90℃，洗水量為沉釩凈化液質(zhì)量的0.05～0.1倍，洗水濾液返回稀釋凈化液。

24、采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有如下有益效果：

25、本發(fā)明提供的一種制備低鉻多釩酸銨的方法，針對(duì)不同性質(zhì)的除雜液，需要采取不同的氧化措施以提高氧化效率，降低氧化成本，提高釩沉淀物質(zhì)量。本發(fā)明利用鉻與不同氧化物的反應(yīng)特性，結(jié)合溶液ph與氧化還原電位，設(shè)計(jì)不同的氧化方法。具有氧化效率高，氧化成本低，釩產(chǎn)品質(zhì)量好，沉釩率高，?參數(shù)界限易判定，可操作性強(qiáng)的特性。

技術(shù)特征：

1.一種制備低鉻多釩酸銨的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備低鉻多釩酸銨的方法，其特征在于，基于除雜液的氧化還原電位、ph值和/或鉻濃度選擇不同的氧化工藝包括：隨著除雜液ph值的上升、氧化還原電位的下降和鉻濃度的降低，依次采用第一種氧化工藝、第二種氧化工藝和第三種氧化工藝進(jìn)行氧化；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備低鉻多釩酸銨的方法，其特征在于，基于除雜液的氧化還原電位、ph值和/或鉻濃度選擇不同的氧化工藝包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備低鉻多釩酸銨的方法，其特征在于，采用過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉中的一種或兩種混合物進(jìn)行氧化時(shí)，以物質(zhì)的量比計(jì)，氧化劑添加量為s（氧化劑中的硫）/cr（釩液中的cr）=2～7，氧化溫度為30℃～90℃，氧化時(shí)間為10min～60min，控制氧化后的orp值≥400mv。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備低鉻多釩酸銨的方法，其特征在于，基于除雜液的氧化還原電位、ph值和/或鉻濃度選擇不同的氧化工藝包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備低鉻多釩酸銨的方法，其特征在于，先利用雙氧水氧化，再利用過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸銨進(jìn)行氧化時(shí)，以物質(zhì)的量比計(jì)，雙氧水添加量為o（雙氧水中的氧）/cr（釩液中的cr）=1～3，氧化溫度為50℃～90℃，氧化時(shí)間為10min～60min，控制氧化后的orp值≥100mv；以物質(zhì)的量比計(jì)，過(guò)硫酸銨或過(guò)硫酸鈉添加量為s（氧化劑中的硫）/cr（釩液中的cr）=2～3，氧化溫度為30℃～90℃，氧化時(shí)間為10min～60min，控制氧化后的orp值≥300mv。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備低鉻多釩酸銨的方法，其特征在于，基于除雜液的氧化還原電位、ph值和/或鉻濃度選擇不同的氧化工藝包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備低鉻多釩酸銨的方法，其特征在于，采用雙氧水氧化時(shí)，以物質(zhì)的量比計(jì)，雙氧水添加量為o（雙氧水中的氧）/cr（釩液中的cr）=2～7，氧化溫度為50℃～90℃，氧化時(shí)間為10min～60min，控制氧化后的orp值≥100mv。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備低鉻多釩酸銨的方法，其特征在于，將凈化液進(jìn)行酸性銨鹽沉釩包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備低鉻多釩酸銨的方法，其特征在于，將凈化液進(jìn)行酸性銨鹽沉釩時(shí)，以質(zhì)量比計(jì)，銨鹽加入量為tv/硫酸銨=1.2～1.6；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種制備低鉻多釩酸銨的方法，包括：預(yù)處理除雜液，使除雜液的渾濁度不大于200UTN；向預(yù)處理后的除雜液中加入氧化劑進(jìn)行氧化，得到凈化液；將凈化液進(jìn)行酸性銨鹽沉釩，得到低鉻多釩酸銨；其中，所述除雜液為鈉化釩液選擇性還原鉻硅共除后的除雜液；并且，基于除雜液的氧化還原電位、pH值和/或鉻濃度選擇不同的氧化工藝。本發(fā)明針對(duì)不同性質(zhì)的除雜液，需要采取不同的氧化措施以提高氧化效率，降低氧化成本，提高釩沉淀物質(zhì)量。利用鉻與不同氧化物的反應(yīng)特性，結(jié)合溶液pH與氧化還原電位，設(shè)計(jì)不同的氧化方法。具有氧化效率高，氧化成本低，釩產(chǎn)品質(zhì)量好，沉釩率高，參數(shù)界限易判定，可操作性強(qiáng)的特性。

技術(shù)研發(fā)人員：饒玉忠,付自碧,陳相全,袁祥,付文,李成龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28