一種偏釩酸銨深度除硅的純化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種偏釩酸銨深度除硅的純化方法，(1)將偏釩酸銨投入水中，(2)加酸酸化，(3)固液分離，(4)加氨水調(diào)整pH到7?9，(5)過濾獲得偏釩酸銨。本發(fā)明方法，不使用片堿，不產(chǎn)生廢水，所得產(chǎn)物為高純偏釩酸銨和硫酸銨溶液，可循環(huán)利用。
【專利說明】
一種偏釩酸銨深度除硅的純化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種偏釩酸銨深度除硅的純化方法，屬于釩的冶金化學(xué)領(lǐng)域，也屬于高純釩領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]高純偏釩酸銨是指雜質(zhì)含量極低、純度高的偏釩酸銨，是市場上的高端產(chǎn)品，主要用于催化劑、釩電池電解液的生產(chǎn)，對各項(xiàng)雜質(zhì)元素的要求極高。
[0003]通常情況下，高純偏釩酸銨的生產(chǎn)方法，是將粗品偏釩酸銨加堿溶液水中，形成偏釩酸鈉溶液，再加入銨鹽將其沉淀，獲得偏釩酸銨。但是，這種返溶法只對部分金屬離子除雜有效，對除硅無效，即偏釩酸銨的含硅量不會降低。
[0004]工業(yè)生產(chǎn)偏釩酸銨常用的除硅方法，是在釩的堿性或弱堿性溶液中，加入絮凝劑，使硅與絮凝沉淀物之間形成共沉淀，此方法能夠?qū)?0 %以上的硅從溶液中除去，例如偏釩酸鈉溶液含硅0.1-0.5g/L，通過加入絮凝劑沉淀，可以除硅至0.01-0.03g/L，沉淀偏釩酸銨時(shí)，娃含量為100ppm-300ppm左右。一些特殊的偏銀酸錢訂單，要求娃含量極低，如小于20ppm，此時(shí)弱堿性絮凝沉淀除硅法就不能滿足要求，需要尋找其他方法深度除硅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供了一種低成本易操作的偏釩酸銨深度除硅處理方法。利用不同固相釩酸鹽之間的相互轉(zhuǎn)化，將硅從偏釩酸銨中轉(zhuǎn)移到溶液中除去，不使用堿，不產(chǎn)生附加廢水，獲得低硅的高純偏釩酸銨。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:將偏釩酸銨轉(zhuǎn)化為多釩酸銨，再將其轉(zhuǎn)化為偏釩酸銨，可以將硅從偏釩酸銨中深度除去，主要步驟如下:
[0007]a.將含硅粗品偏釩酸銨投入水中；
[0008]b.加硫酸酸化至PH2-3，將偏釩酸銨轉(zhuǎn)化成多釩酸銨，過濾獲得多釩酸銨濾餅和硫酸銨溶液；
[0009]c.將多釩酸銨投入到氨水中，攪拌，通過氨水調(diào)節(jié)控制反應(yīng)終點(diǎn)PH7-9，將多釩酸銨轉(zhuǎn)化成偏釩酸銨；
[0010]d.過濾，獲得高純偏釩酸銨和濾液，濾液返回步驟a，用于偏釩酸銨投料。
[0011]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，步驟a中的偏釩酸銨投入量為10_500g/L。
[0012]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，步驟b加酸時(shí)的初始溫度為60_100°C。
[0013]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，步驟b中硫酸的濃度為50-98%。
[0014]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，步驟b中加酸用時(shí)為10min_2h。
[0015]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，步驟b中加酸后繼續(xù)攪拌時(shí)間為l_5h。
[0016]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，步驟a中，含硅粗品偏釩酸銨中硅含量為Si50-500ppm
[0017]發(fā)明有益效果
[0018]本發(fā)明提供的一種偏釩酸銨深度除硅的純化方法，僅利用不同結(jié)構(gòu)的釩酸銨之間的相互轉(zhuǎn)化，將偏釩酸銨中的硅轉(zhuǎn)移到溶液中除去，方法簡單，不使用堿，不產(chǎn)生附加廢水，操作時(shí)產(chǎn)生的硫酸銨溶液，可用于粗品偏釩酸銨的生產(chǎn)過程。同時(shí)，偏釩酸銨的投料濃度比溶解法大，生產(chǎn)效率高。
[0019]可以通過改變工藝，調(diào)整產(chǎn)物的粒度。
[°02°] 使用本方法可以將偏銀酸錢的娃含量由50ppm-500ppm，降低到50ppm以內(nèi)。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是粗品偏釩酸銨粒度圖；
[0022]圖2是偏釩酸銨A粒度圖；
[0023]圖3是偏釩酸銨B粒度圖；
[0024]圖4是偏釩酸銨C粒度圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下將針對
【發(fā)明內(nèi)容】
中提到的生產(chǎn)方法，以具體實(shí)例進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
[0026]其中，原料和產(chǎn)物粒度采用馬爾文激光粒度儀檢測。
[0027]實(shí)施例1
[0028]粗品偏釩酸銨，硅含量為150ppm，其它雜質(zhì)不超過150ppm。粒度報(bào)告見圖1。
[0029]取上述偏釩酸銨300g，投入800ml水中，攪拌加熱至70°C，加入92.5 %硫酸，調(diào)整pH至2.5，加酸用時(shí)1min，繼續(xù)攪拌30min，過濾，濾液為硫酸錢溶液，固體為多銀酸錢濾餅，含水分15% ；
[0030]攪拌，將多釩酸銨濾餅加入氨水中，控制終點(diǎn)pH為8，繼續(xù)攪拌30min，過濾，濾液含V2O5 3g/L，用作粗品偏釩酸銨轉(zhuǎn)化多釩酸銨的溶液;濾餅烘干，獲得偏釩酸銨A296g，釩的提取率為98.7%,硅含量為35ppm。
[0031]對比例
[0032]使用該偏釩酸銨為原料，100g，投入到800ml水中，加堿20g，加熱至90°C，將固體全部溶解，溶液含硅0.014g/L，加入2g硫酸鋁作為絮凝劑，形成氫氧化鋁沉淀，溶液含硅
0.012g/L，過濾獲得澄清的偏釩酸鈉和偏釩酸銨的混合溶液;780ml;
[0033]向溶液中加入10g硫酸銨，并攪拌降溫至室溫，過濾，測溶液含V2051.8g/L，經(jīng)洗滌烘干獲得干AMV95g，含硅140ppm;濾液成分為硫酸鈉與硫酸銨的混合物，轉(zhuǎn)去廢水處理；釩的提取率為95 %。
[0034]兩種工藝對比可知:
[0035]本工藝的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，I)投料量大，單釜產(chǎn)量高，2)工藝過程不產(chǎn)生廢水，3)除硅效果顯著;4)釩的利用率高
[0036]實(shí)施例2
[0037]粗品偏f凡酸錢，同實(shí)施例1，娃含量為150ppm，其它雜質(zhì)不超過150ppm。
[0038]取上述偏釩酸銨300g，投入800ml水中，攪拌加熱至80°C，加入92.5%硫酸，調(diào)整pH至2.5，加酸用時(shí)120min，繼續(xù)攪拌5h，過濾，濾液為硫酸銨溶液，固體為多釩酸銨濾餅，含水分60% ；
[0039]攪拌，將多釩酸銨濾餅加入氨水中，控制終點(diǎn)pH為8，繼續(xù)攪拌30min，過濾，濾液含V2O5 3.lg/L，濾餅烘干，獲得偏釩酸銨B，硅含量為20ppm。
[0040]實(shí)施例2與實(shí)施例1之間的區(qū)別，在于加酸時(shí)間和加酸后的攪拌時(shí)間，這里要對比說明加酸時(shí)間對偏釩酸銨的影響。水分分析表明，加酸速度越快則產(chǎn)生的APV含水量小;粒度分析對比顯示，加酸速度越快越易保持偏釩酸銨的粒度，加酸速度慢有利于深度除硅，但也破壞了偏釩酸銨的顆粒，使其變得細(xì)小。
[0041 ] 實(shí)施例3
[0042]粗品偏釩酸銨，同實(shí)施例1，硅含量為150ppm，其它雜質(zhì)不超過150ppm。
[0043]取上述偏釩酸銨500g，投入800ml水中，攪拌加熱至90°C，加入60%硫酸，調(diào)整pH至2.5，加酸用時(shí)120min，繼續(xù)攪拌5h，過濾，濾液為硫酸銨溶液，固體為多釩酸銨濾餅；
[0044]攪拌，將多釩酸銨濾餅加入氨水中，控制終點(diǎn)pH為8，繼續(xù)攪拌30min，過濾，濾液含V2O5 1.7g/L，濾餅烘干，獲得偏釩酸銨C，硅含量為47ppm。
[0045]實(shí)施例3與實(shí)施例2的不同之處在于偏釩酸銨的投料量由300g增加到500g，產(chǎn)物硅含量較實(shí)施例2升高。這說明投料量會影響除硅效果。當(dāng)目標(biāo)值較低時(shí)，宜采取較低的投料量，有利于降低產(chǎn)物的硅含量。
[0046]綜上所述，本發(fā)明提供的一種偏釩酸銨深度除硅的純化方法，有一定的調(diào)整范圍，在實(shí)施時(shí)，可根據(jù)產(chǎn)品的目標(biāo)值以及設(shè)備情況，調(diào)整加料量、加酸速度，獲得最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。例如，目標(biāo)硅濃度值較高時(shí)，可以適當(dāng)?shù)奶岣呒恿狭亢图铀崴俣?，從而提高中間產(chǎn)物APV的粒度并降低水分，提高可操作性，降低烘干過程的粉塵，改善工作環(huán)境。反之，若對產(chǎn)物的硅含量要求較嚴(yán)格，或者要求目標(biāo)產(chǎn)物的粒度較細(xì)，則可以降低加料量和加酸時(shí)間。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種偏釩酸銨深度除硅的純化方法，其特征在于，包括以下步驟: a.將含硅粗品偏釩酸銨投入水中； b.加硫酸酸化至pH2-3，將偏釩酸銨轉(zhuǎn)化成多釩酸銨，過濾獲得多釩酸銨濾餅和硫酸銨溶液； c.將多釩酸銨投入到氨水中，攪拌，通過氨水調(diào)節(jié)控制反應(yīng)終點(diǎn)pH7-9，將多釩酸銨轉(zhuǎn)化成偏1凡酸錢； d.過濾，獲得高純偏釩酸銨和濾液，濾液返回步驟a，用于偏釩酸銨投料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏釩酸銨深度除硅的純化方法，其特征在于，步驟a中的偏釩酸銨投入量為10-500g/L。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏釩酸銨深度除硅的純化方法，其特征在于，步驟b加酸時(shí)的初始溫度為60-100°C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏釩酸銨深度除硅的純化方法，其特征在于，步驟b中硫酸的濃度為50-98 %。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏釩酸銨深度除硅的純化方法，其特征在于，步驟b中加酸用時(shí)為10min-2h。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏釩酸銨深度除硅的純化方法，其特征在于，步驟b中加酸后繼續(xù)攪拌時(shí)間為I _5h。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏釩酸銨深度除硅的純化方法，其特征在于，步驟a中，含硅粗品偏釩酸銨中硅含量為Si50-500ppm。
【文檔編號】C01G31/00GK106044853SQ201610643653
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月8日 公開號201610643653.0, CN 106044853 A, CN 106044853A, CN 201610643653, CN-A-106044853, CN106044853 A, CN106044853A, CN201610643653, CN201610643653.0
【發(fā)明人】閻成友, 叢林, 曹永強(qiáng)
【申請人】大連博融新材料股份有限公司