偏釩酸鈉的制備方法
【專利摘要】本發明涉及偏釩酸鈉的制備方法，屬于濕法冶金領域。本發明解決的技術問題是提供工藝簡單的偏釩酸鈉的制備方法。本發明偏釩酸鈉的制備方法，包括以下步驟：a、調節含釩浸出液的pH值為11.5～13.5，靜置后，取上層清液；b、調節a步驟的上層清液的pH值為7.0～8.5，靜置使偏釩酸鈉溶液形成；c、將b步驟形成的偏釩酸鈉溶液制備得到偏釩酸鈉固體。與現有技術相比，本發明方法工藝簡單、操作方便；制備的偏釩酸鈉純度高，可達99.5％以上，物料消耗少，污染少；工藝中原料利用率高，工藝能耗低，成本相對較低。
【專利說明】
偏釩酸鈉的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及偏釩酸鈉的制備方法，屬于濕法冶金領域。
【背景技術】
[0002]偏釩酸鈉廣泛用于催化劑、催干劑、媒染劑，醫療照相、植物接種及防蝕劑等，也用于制造釩酸銨和偏釩酸鉀。
[0003]專利CN103422111A公開了一種偏釩酸鈉的制備方法，該方法包括將釩酸鈉溶液作為陽極電解液進行離子膜電解，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。該方法能夠直接由釩酸鈉溶液制備得到偏釩酸鈉，但其離子膜成本高，耗時長，效率低，且得到的偏釩酸鈉溶液濃度低濃縮結晶慢。
[0004]專利CN102531055A公開了一種偏釩酸鈉/偏釩酸鉀的制備方法，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晶得到偏釩酸鈉固體。該方法工藝流程相對較長，成本較高。
[0005]專利CN101723455A公開了一種制備偏釩酸鈉的方法，用無機酸將鈉化提釩浸出液的PH值調節至1.1?1.6，然后將其加熱到90°C至沸騰，保持60?90分鐘，生成多釩酸鈉固體后，添加到氫氧化鈉溶液，使其溶液pH值為8?8.5 ;加熱到90°C至沸騰，生成偏釩酸鈉固體。利用該方法能夠制備高純度的偏釩酸鈉，但該方法需要多次加熱，工藝復雜，沉釩過程控制難度非常大并且釩收率約10%左右，收率非常低，實用性差。
【發明內容】
[0006]本發明解決的技術問題是提供工藝簡單的偏釩酸鈉的制備方法。
[0007]本發明偏釩酸鈉的制備方法，包括以下步驟:
[0008]a、調節含釩浸出液的pH值為11.5?13.5，靜置后，取上層清液；
[0009]b、調節a步驟的上層清液的pH值為7.0?8.5，靜置使偏釩酸鈉溶液形成；
[0010]C、將b步驟形成的偏釩酸鈉溶液制備得到偏釩酸鈉固體。
[0011]其中，所述含釩浸出液的釩濃度為30?120g/L，pH值為10.0?11.0。
[0012]a步驟中，往含I凡浸出液中加入堿來調節pH值，所述堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀，優選為氫氧化鈉。
[0013]b步驟中，往上層清液中加入酸來調節pH值，所述酸為硫酸、鹽酸，優選為硫酸。
[0014]a步驟中的靜置時間為6h以上，b步驟中的靜置時間為12h以上；優選為a步驟中的靜置時間為6?8h，b步驟中的靜置時間為12?14h。
[0015]進一步的，c步驟制備偏釩酸鈉固體的方法為:向b步驟形成的偏釩酸鈉溶液中加入乙醇，靜置后過濾，洗滌，干燥，得到偏釩酸鈉固體，其中，按體積比，乙醇:偏釩酸鈉溶液
=1:1 ?1:5ο
[0016]其中，所述洗滌方法為:用體積分數為60?80%的乙醇溶液洗滌3次；所述干燥方法為:在50?70°C烘干。
[0017]其中，c步驟過濾和洗滌后的濾液經蒸餾分離，分離出的乙醇用于c步驟的過濾和洗滌，蒸餾剩下的廢液用于沉多釩酸銨。
[0018]其中，c步驟中的靜置時間為30min以上，優選靜置時間為30?50min。
[0019]本發明方法將含釩浸出液調pH值到11.5?13.5之間沉降除雜，用酸回調使得含釩澄清液PH值在7.0?8.5范圍內，用乙醇使得含釩澄清液中偏釩酸鈉結晶析出制備偏釩酸鈉固體。與現有技術相比，本發明方法具有如下優勢:
[0020]I)工藝簡單、操作方便；
[0021]2)制備的偏釩酸鈉純度高，可達99.5%以上；
[0022]3)乙醇能經過精餾循環利用，物料消耗少；廢液可歸入釩廠沉多釩酸銨工序利用，污染少；
[0023]4)工藝中原料利用率高，工藝能耗低，成本相對較低。
【具體實施方式】
[0024]本發明偏釩酸鈉的制備方法，包括以下步驟:
[0025]a、調節含釩浸出液的pH值為11.5?13.5，靜置后，取上層清液；
[0026]b、調節a步驟的上層清液的pH值為7.0?8.5，靜置使偏釩酸鈉溶液形成；
[0027]C、將b步驟形成的偏釩酸鈉溶液制備得到偏釩酸鈉固體。
[0028]其中，所述含釩浸出液為釩渣經酸浸或水浸后制備得到。含釩浸出液的制備對本領域技術人員來說是已知的，例如轉爐釩渣鈉化焙燒后在水中浸出得到含釩浸出液。優選地，本發明所使用的含釩浸出液的釩濃度為30?120g/L，pH值為10.0?11.0。
[0029]進一步的，a步驟中，往含I凡浸出液中加入堿來調節pH值，所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀等完全電離強堿，優選為氫氧化鈉。將PH值調至11.5?13.5，可以將含釩浸出液中的雜質沉淀出來，pH過低會使得雜質析出不徹底，除雜效果差，pH過高會使得多釩酸鈉直接結晶析出，隨著雜質一起被過濾掉，且消耗堿的量快速增加。
[0030]進一步的，b步驟中，往上層清液中加入酸來調節pH值，所述酸為硫酸、鹽酸等，優選為硫酸。調節PH值為7.0?8.5，可以保證偏釩酸鈉溶液的形成，如果pH值低于7.0或高于8.5，則得到的不是偏釩酸鈉溶液。
[0031]為了保證反應的充分，a步驟中的靜置時間為6h以上；b步驟中的靜置時間為12h以上。為了節約時間，提高效率，a步驟中的靜置時間優選為6?8h;b步驟中的靜置時間優選為12?14h。
[0032]本領域常用的從偏釩酸鈉溶液中制備得到偏釩酸鈉固體的方法均適用于本發明，為了提高偏釩酸鈉固體的純度，c步驟優選采用以下方法:向b步驟形成的偏釩酸鈉溶液中加入乙醇，靜置后過濾，洗滌，干燥，得到偏釩酸鈉固體，其中，按體積比，乙醇:偏釩酸鈉溶液=l:l-l:5o由于偏釩酸鈉不溶于乙醇，因此可以采用乙醇將其結晶出來，而雜質將留在濾液中，進一步提高了偏釩酸鈉的純度。
[0033]其中，為了提高偏釩酸鈉的收率，c步驟的洗滌方法為:用體積分數為60%?80%的乙醇溶液洗滌3次；c步驟的干燥方法為:在50?70°C烘干。
[0034]c步驟過濾和洗滌后的含乙醇的濾液經精餾塔蒸餾分離，分離出的乙醇可用于過濾和洗滌，可以反復使用，節約原料；蒸餾剩下的廢液返回到釩廠沉多釩酸銨的工序中沉多釩酸銨，減少污染，促進環境保護。
[0035]其中，為了保證反應的充分，c步驟中的靜置時間為30min以上。為了節約時間，提高效率，c步驟中的靜置時間優選為30?50min。
[0036]下面結合實施例對本發明的【具體實施方式】做進一步的描述，并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。
[0037]實施例1
[0038]往2L釩含量30g/L的含釩浸出液(pH值在10.0?11.0之間)中加入30g氫氧化鈉攪拌使得溶液最終PH值為11.5，靜置6h，取溶液上層清液；往上層清液中加入硫酸攪拌使得最終PH值為7.0，靜置12h使偏釩酸鈉溶液形成；按乙醇比溶液1:1的比例往偏釩酸鈉溶液中加入乙醇，使得偏釩酸鈉晶體析出。靜置30min抽濾，用10mL乙醇含量為60%的乙醇溶液分3次洗滌，抽干；將得到的偏釩酸鈉晶體在50°C溫度條件下烘干即得到純度99.5%以上的偏釩酸鈉；將工藝中的過濾和洗滌的含乙醇濾液經精餾塔精餾分離，分離出的乙醇可反復使用，精餾剩下的廢液返回到釩廠沉多釩酸銨的工序中沉多釩酸銨。所得偏釩酸鈉純度為99.6 %，釩收率為92.3%。
[0039]實施例2
[0040]往2L釩含量70g/L的含釩浸出液(pH值在10.0?11.0之間)中加入50g氫氧化鈉攪拌使得溶液最終PH值為13.5，靜置7h，取溶液上層清液；往上層清液中加入硫酸攪拌使得最終PH值為8.5，靜置13h使偏釩酸鈉溶液形成；按乙醇比溶液1:3的比例往偏釩酸鈉溶液中加入乙醇，使得偏釩酸鈉晶體析出。靜置40min抽濾，用150mL乙醇含量為70%的乙醇溶液分3次洗滌，抽干；將得到的偏釩酸鈉晶體在60°C溫度條件下烘干即得到純度99.5%以上的偏釩酸鈉；將工藝中的過濾和洗滌的含乙醇濾液經精餾塔精餾分離，分離出的乙醇可反復使用，精餾剩下的廢液返回到釩廠沉多釩酸銨的工序中沉多釩酸銨。所得偏釩酸鈉純度為99.8 %，釩收率為90.7 %。
[0041]實施例3
[0042]往2L釩含量120g/L的含釩浸出液(pH值在10.0?11.0之間)中加入70g氫氧化鈉攪拌使得溶液最終PH值為12.5，靜置8h，取溶液上層清液；往上層清液中加入硫酸攪拌使得最終PH值為8.0，靜置14h使偏釩酸鈉溶液形成；按乙醇比溶液1:5的比例往偏釩酸鈉溶液中加入乙醇，使得偏釩酸鈉晶體析出。靜置50min抽濾，用200mL乙醇含量為80%的乙醇溶液分3次洗滌，抽干；將得到的偏釩酸鈉晶體在70°C溫度條件下烘干即得到純度99.5%以上的偏釩酸鈉；將工藝中的過濾和洗滌的含乙醇濾液經精餾塔精餾分離，分離出的乙醇可反復使用，精餾剩下的廢液返回到釩廠沉多釩酸銨的工序中沉多釩酸銨。所得偏釩酸鈉純度為99.9 %，釩收率為88.2 %。
【權利要求】
1.偏釩酸鈉的制備方法，其特征在于包括以下步驟: a、調節含釩浸出液的pH值為11.5?13.5，靜置后，取上層清液； b、調節a步驟的上層清液的pH值為7.0?8.5，靜置使偏釩酸鈉溶液形成； c、將b步驟形成的偏釩酸鈉溶液制備得到偏釩酸鈉固體。
2.根據權利要求1所述的偏釩酸鈉的制備方法，其特征在于:所述含釩浸出液的釩濃度為 30 ?120g/L，pH 值為 10.0 ?11.0。
3.根據權利要求1所述的偏釩酸鈉的制備方法，其特征在于:a步驟中，往含釩浸出液中加入堿來調節pH值，所述堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀，優選為氫氧化鈉。
4.根據權利要求1所述的偏釩酸鈉的制備方法，其特征在于:b步驟中，往上層清液中加入酸來調節pH值，所述酸為硫酸、鹽酸，優選為硫酸。
5.根據權利要求1所述的偏釩酸鈉的制備方法，其特征在于:a步驟中的靜置時間為6h以上，b步驟中的靜置時間為12h以上；優選為a步驟中的靜置時間為6?8h，b步驟中的靜置時間為12?14h。
6.根據權利要求1所述的偏釩酸鈉的制備方法，其特征在于步驟制備偏釩酸鈉固體的方法為:向b步驟形成的偏釩酸鈉溶液中加入乙醇，靜置后過濾，洗滌，干燥，得到偏釩酸鈉固體，其中，按體積比，乙醇:偏銀酸鈉溶液=1:1?1:5。
7.根據權利要求6所述的偏釩酸鈉的制備方法，其特征在于:所述洗滌方法為:用體積分數為60?80%的乙醇溶液洗滌3次；所述干燥方法為:在50?70°C烘干。
8.根據權利要求6所述的偏釩酸鈉的制備方法，其特征在于:c步驟過濾和洗滌后的濾液經蒸餾分離，分離出的乙醇用于c步驟的過濾和洗滌，蒸餾剩下的廢液用于沉多釩酸銨。
9.根據權利要求6所述的偏釩酸鈉的制備方法，其特征在于:c步驟中的靜置時間為30min以上，優選靜置時間為30?50min。
【文檔編號】C01G31/00GK104495925SQ201510005976
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月7日 優先權日:2015年1月7日
【發明者】陳文龍, 彭穗, 曹敏, 李道玉, 毛鳳嬌, 楊林江 申請人:攀鋼集團研究院有限公司