一種偏釩酸鈉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，具體涉及一種偏釩酸鈉的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]偏釩酸鈉廣泛用于催化劑、催干劑、媒染劑，醫(yī)療照相、植物接種及防蝕劑等，也用于制造釩酸銨和偏釩酸鉀。
[0003]目前制備偏釩酸鈉主要有兩種方法，一種是將多釩酸鈉溶液作為陽極電解液進(jìn)行離子膜電解，離子膜電解的條件使在陽極得到pH值為7.0?8.0，且以鈉元素和釩元素計，鈉和釩的摩爾比為0.95?1.05的偏釩酸鈉溶液，濃縮結(jié)晶得到偏釩酸鈉；另一種方法是往含釩浸出液中加入適量的氯化鈣得到釩酸鈣沉淀，將釩酸鈣加入到一定濃度的碳酸氫鈉溶液中得到碳酸鈣和偏釩酸鈉，過濾后將濾液濃縮結(jié)晶得到偏釩酸鈉固體。
[0004]第一種方法電解得到偏釩酸鈉工藝離子膜成本高、耗時長、效率低，且得到的偏釩酸鈉溶液濃度低濃縮結(jié)晶慢。第二種方法工藝流程相對較長，成本較高。
[0005]公開號為“CN103422111A”，發(fā)明名稱為“一種偏釩酸鈉的制備方法”，公開了一種以釩酸鈉溶液作為陽極電解液進(jìn)行離子膜電解，離子膜電解的條件使在陽極得到pH值為7.0?8.0，且以鈉元素和釩元素計，鈉和釩的摩爾比為0.95?1.05的偏釩酸鈉溶液。該專利采用電解得到偏釩酸鈉工藝離子膜成本高、耗時長、效率低，且得到的偏釩酸鈉溶液濃度低濃縮結(jié)晶慢。
[0006]公開號為“CN102531055A”，發(fā)明名稱為“偏釩酸鈉/偏釩酸鉀的制備方法”，公開了一種將鈉化提釩浸出液加熱至80?90°C，按照Ca:V = 1.5:1?2:1的質(zhì)量比向鈉化提釩浸出液中加入氯化鈣飽和溶液，保持80?90°C溫度條件下的同時充分?jǐn)嚢杈鶆?，反?yīng)30?40min后過濾得到釩酸鈣固體，將得到的釩酸鈣固體進(jìn)行洗滌和過濾，將洗滌后的釩酸鈣固體置于容器中，然后加入一定量的碳酸氫鈉或碳酸氫鉀溶液，在60?70°C條件下充分?jǐn)嚢瑁磻?yīng)30?40min后過濾，蒸發(fā)、結(jié)晶得到的偏鑰JI鈉或者偏鑰JI鉀溶液，最后將晶體分離并干燥后得到偏釩酸鈉或偏釩酸鉀。該專利可以制備偏釩酸鈉或者偏釩酸鉀，但是，該方法制備的偏釩酸鈉或偏釩酸鉀中雜質(zhì)較高，此外，在制備釩酸鈣的同時，磷和硅也進(jìn)入到釩酸鈣中，另外，在采用碳酸氫鈉進(jìn)行反溶釩酸鈣時，也會有大量的鈣進(jìn)入到釩酸鈉溶液中，造成偏釩酸鈉中鈣含量超標(biāo)，而鈣是影響偏釩酸鈉作為催化劑活性的一種重要元素，它會導(dǎo)致偏鑰鈉在作催化劑時板結(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對以上不足，本發(fā)明提供一種操作簡單，降低能源消耗，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)的偏釩酸鈉的制備方法。
[0008]本發(fā)明偏釩酸鈉的制備方法，包括以下步驟:
[0009]a、按照摩爾比V03:Na+= 1:1.01?1.05，將偏釩酸銨與碳酸鈉、碳酸氫鈉或氫氧化鈉加入到水中，得到鈉離子濃度為1.75?2.53mol/L的溶液，微波加熱至25?70°C，同時抽真空脫氨反應(yīng)15?30min ；
[0010]b、將a步驟脫氨后的溶液攪拌蒸發(fā)結(jié)晶，當(dāng)其中結(jié)晶的晶體占溶液體積的2/3?4/5時，過濾，并用1?10°C的冷水淋洗2?3次，得到二水合偏釩酸鈉晶體；
[0011]C、將b步驟得到的二水合偏釩酸鈉晶體，在150?200°C下干燥脫水30?60min，即得。
[0012]上述所述偏釩酸鈉的制備方法，其中b步驟中蒸發(fā)結(jié)晶為在80°C以上。
[0013]上述所述偏釩酸鈉的制備方法，其中b步驟中過濾可以選擇簡便快捷的抽濾。
[0014]本發(fā)明直接采用偏釩酸銨為原料，這與現(xiàn)有技術(shù)中不同。直接使用高純的偏釩酸銨和碳酸氫鈉或者碳酸鈉或者氫氧化鈉為原料，可以減少最終偏釩酸鈉中的雜質(zhì)，提高偏釩酸鈉的純度，而且本發(fā)明工藝簡單，成本低，制備的偏釩酸鈉具有很高的價值，原料可以回收再利用，對環(huán)境污染小。
[0015]微波加熱具有加熱速度快、熱量損失小、脫氣快速徹底、操作方便等特點，既可以縮短工藝時間、提高生產(chǎn)率、降低成本，又可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0016]本發(fā)明采用微波加熱使偏釩酸銨與碳酸氫鈉或者碳酸鈉進(jìn)行脫氨反應(yīng)，不僅可以使反應(yīng)較快進(jìn)行，與一般工藝脫氨反應(yīng)5個小時以上相比，本發(fā)明僅僅需要15min以上，大大縮短了生成工藝，間接的節(jié)約了生產(chǎn)成本；另外，利用微波能量高，反應(yīng)無污染的特點，可以使脫氨反應(yīng)進(jìn)行較徹底，生成的偏釩酸鈉純度較高，間接的提高了成品偏釩酸銨的收率和純度。
[0017]本發(fā)明是用微波加快偏釩酸銨與碳酸氫鈉或者碳酸鈉或者氫氧化鈉的反應(yīng)并快速脫去氨氣，再將反應(yīng)后溶液蒸發(fā)結(jié)晶析出二水合偏釩酸鈉晶體，加熱脫結(jié)晶水得到偏釩酸鈉固體。其中生成的氨氣可以回收再利用，減少了資源的浪費(fèi)。
[0018]本發(fā)明制備的偏釩酸鈉，按照市場上目前99 %純度的偏釩酸鈉價格在8萬/噸，釩含量41.8%，其釩含量比同純度的五氧化二釩中釩含量少約14%，且偏釩酸鈉價格比五氧化二銀稍高，工藝成本相對比五氧化二銀成本低。按同銷量的五氧化二銀和偏鑰JI鈉計算，利潤增長在14%以上。且制備偏釩酸鈉過程中基本不產(chǎn)生廢棄物，環(huán)境污染非常小。
[0019]本發(fā)明一種偏釩酸鈉的制備方法，具有工藝簡單、反應(yīng)時間短、操作方便；效率高能耗少，工藝中原料利用率高，節(jié)約成本，促進(jìn)環(huán)保的特點。本發(fā)明制備的偏釩酸鈉收率在75%以上。且濾液和淋洗濾液可用銨鹽沉偏釩酸銨回收利用，污染少，釩的總回收率在98%以上。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明偏釩酸鈉的制備方法，包括以下步驟:
[0021]a、按照摩爾比V03:Na+= 1:1.01?1.05，將偏釩酸銨與碳酸鈉、碳酸氫鈉或氫氧化鈉加入到水中，得到鈉離子濃度為1.75?2.53mol/L的溶液，微波加熱至25?70°C，同時抽真空脫氨反應(yīng)15?30min ；
[0022]b、將a步驟脫氨后的溶液攪拌蒸發(fā)結(jié)晶，當(dāng)其中結(jié)晶的晶體占溶液體積的2/3?4/5時，過濾，并用1?10°C的冷水淋洗2?3次，得到二水合偏釩酸鈉晶體；
[0023]c、將b步驟得到的二水合偏釩酸鈉晶體，在150?200°C下干燥脫水30?60min，即得。
[0024]上述所述偏釩酸鈉的制備方法，其中b步驟中蒸發(fā)結(jié)晶為在80°C以上。
[0025]上述所述偏釩酸鈉的制備方法，其中b步驟中過濾可以選擇簡便快捷的抽濾。
[0026]本發(fā)明直接采用偏釩酸銨為原料，這與現(xiàn)有技術(shù)中不同。直接使用高純的偏釩酸銨和碳酸氫鈉或者碳酸鈉或者氫氧化鈉為原料，可以減少最終偏釩酸鈉中的雜質(zhì)，提高偏釩酸鈉的純度，而且本發(fā)明工藝簡單，成本低，制備的偏釩酸鈉具有很高的價值，原料可以回收再利用，對環(huán)境污染小。
[0027]微波加熱具有加熱速度快、熱量損失小、脫氣快速徹底、操作方便等特點，既可以縮短工藝時間、提高生產(chǎn)率、降低成本，又可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0028]本發(fā)明采用微波加熱使偏釩酸銨與碳酸氫鈉或者碳酸鈉進(jìn)行脫氨反應(yīng)，不僅可以使反應(yīng)較快進(jìn)行，與一般工藝脫氨反應(yīng)5個小時以上相比，本發(fā)明僅僅需要15min以上，大大縮短了生成工藝，間接的節(jié)約了生產(chǎn)成本；另外，利用微波能量高，反應(yīng)無污染的特點，可以使脫氨反應(yīng)進(jìn)行較徹底，生成的偏釩酸鈉純度較高，間接的提高了成品偏釩酸銨的收率和純度。
[0029]本發(fā)明是用微波加快偏釩酸銨與碳酸氫鈉或者碳酸鈉或者氫氧化鈉的反應(yīng)并快速脫去氨氣，再將反應(yīng)后溶液蒸發(fā)結(jié)晶析出二水合偏釩酸鈉晶體，加熱脫結(jié)晶水得到偏釩酸鈉固體。其中生成的氨氣可以回收再利用，減少了資源的浪費(fèi)。
[0030]本發(fā)明制備的偏釩酸鈉，按照市場上目前99 %純度的偏釩酸鈉價格在8萬/噸，釩含量41.8%，其釩含量比同純度的五氧化二釩中釩含量少約14%，且偏釩酸鈉價格比五氧化二銀稍高，工藝成本相對比五氧化二銀成本低。按同銷量的五氧化二銀和偏鑰JI鈉計算，利潤增長在14%以上。且制備偏釩酸鈉過程中基本不產(chǎn)生廢棄物，環(huán)境污染非常小。
[0031]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
[0032]實施例1
[0033]將117g偏釩酸銨與84.6g碳酸氫鈉溶解于400ml的水中，微波加熱同時抽真空脫氨氣反應(yīng)15分鐘，溫度控制在室溫到70°C之間；將反應(yīng)后的溶液攪拌蒸發(fā)結(jié)晶；溶液中結(jié)晶所占溶液體積約2/3時，抽濾并用少量1°C的冷水淋洗2次；將淋洗后的二水合偏釩酸鈉晶體在150°C烘箱中干燥脫水60min，得到偏釩酸鈉粉末，偏釩酸鈉收率75.4% ;將銨鹽加入濾液和淋洗液沉偏f凡酸錢回收利用。
[0034]實施例2
[0035]將117g偏釩酸銨與86g碳酸氫鈉溶解于500ml的水中，微波加熱同時抽真空脫氨氣反應(yīng)20分鐘，溫度控制在室溫到70°C之間；將反應(yīng)后的溶液攪拌蒸發(fā)結(jié)晶；溶液中結(jié)晶所占溶液體積約3/4時，抽濾并用少量5°C的冷水淋洗2次；將淋洗后的二水合偏釩酸鈉晶體在200°C烘箱中干燥脫水45min，得到偏釩酸鈉粉末，偏釩酸鈉收率77.2% ;將銨鹽加入濾液和淋洗液沉偏f凡酸錢回收利用。
[0036]實施例3
[0037]將117g偏釩酸銨與88g碳酸氫鈉溶解于600ml的水中，微波加熱同時抽真空脫氨氣反應(yīng)25分鐘，溫度控制在室溫到70°C之間；將反應(yīng)后的溶液攪拌蒸發(fā)結(jié)晶；溶液中結(jié)晶所占溶液體積約4/5時，抽濾并用少量10°C的冷水淋洗2次；將淋洗后的二水合偏釩酸鈉晶體在250°C烘箱中干燥脫水30min，得到偏釩酸鈉粉末，偏釩酸鈉收率78.7% ;將銨鹽加入濾液和淋洗液沉偏f凡酸錢回收利用。
【主權(quán)項】
1.偏釩酸鈉的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: a、按照摩爾比V03:Na+= 1:1.01?1.05，將偏釩酸銨與碳酸鈉、碳酸氫鈉或氫氧化鈉加入到水中，得到鈉離子濃度為1.75?2.53mol/L的溶液，微波加熱至25?70°C，同時抽真空脫氨反應(yīng)15?30min ； b、將a步驟脫氨后的溶液攪拌蒸發(fā)結(jié)晶，當(dāng)其中結(jié)晶的晶體占溶液體積的2/3?4/5時，過濾，并用1?10°C的冷水淋洗2?3次，得到二水合偏釩酸鈉晶體； c、將b步驟得到的二水合偏釩酸鈉晶體，在150?200°C下干燥脫水30?60min，即得。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述偏釩酸鈉的制備方法，其特征在于:b步驟中蒸發(fā)結(jié)晶為在80°C以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述偏釩酸鈉的制備方法，其特征在于:b步驟中過濾為抽濾。
【專利摘要】本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，具體涉及一種偏釩酸鈉的制備方法。本發(fā)明偏釩酸鈉的制備方法，包括以下步驟：a、將偏釩酸銨與碳酸鈉、碳酸氫鈉或氫氧化鈉加入到水中溶解，微波加熱同時抽真空進(jìn)行脫氨反應(yīng)；b、將a步驟脫氨后的溶液攪拌蒸發(fā)結(jié)晶，當(dāng)其中結(jié)晶的晶體占溶液體積的2/3～4/5時，過濾，并用1～10℃的冷水淋洗，得到二水合偏釩酸鈉晶體；c、將b步驟得到的二水合偏釩酸鈉晶體，在150～200℃下干燥脫水30～60min，即得。本發(fā)明具有工藝簡單、反應(yīng)時間短、操作方便；效率高耗時少，工藝中原料利用率高，節(jié)約成本，促進(jìn)環(huán)保等特點。
【IPC分類】C01G31/00
【公開號】CN105271406
【申請?zhí)枴緾N201510626773
【發(fā)明人】陳文龍, 彭穗, 曹敏, 李道玉, 龍秀麗, 劉波, 陳勇, 韓慧果
【申請人】攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月28日