偏钒酸钠的制备方法
【专利摘要】本发明涉及偏钒酸钠的制备方法，属于湿法冶金领域。本发明解决的技术问题是提供工艺简单的偏钒酸钠的制备方法。本发明偏钒酸钠的制备方法，包括以下步骤：a、调节含钒浸出液的pH值为11.5～13.5，静置后，取上层清液；b、调节a步骤的上层清液的pH值为7.0～8.5，静置使偏钒酸钠溶液形成；c、将b步骤形成的偏钒酸钠溶液制备得到偏钒酸钠固体。与现有技术相比，本发明方法工艺简单、操作方便；制备的偏钒酸钠纯度高，可达99.5％以上，物料消耗少，污染少；工艺中原料利用率高，工艺能耗低，成本相对较低。
【专利说明】
偏钒酸钠的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及偏钒酸钠的制备方法，属于湿法冶金领域。
【背景技术】
[0002]偏钒酸钠广泛用于催化剂、催干剂、媒染剂，医疗照相、植物接种及防蚀剂等，也用于制造钒酸铵和偏钒酸钾。
[0003]专利CN103422111A公开了一种偏钒酸钠的制备方法，该方法包括将钒酸钠溶液作为阳极电解液进行离子膜电解，离子膜电解的条件使在阳极得到PH值为7.0?8.0，且以钠元素和钒元素计，钠和钒的摩尔比为0.95?1.05的偏钒酸钠溶液。该方法能够直接由钒酸钠溶液制备得到偏钒酸钠，但其离子膜成本高，耗时长，效率低，且得到的偏钒酸钠溶液浓度低浓缩结晶慢。
[0004]专利CN102531055A公开了一种偏钒酸钠/偏钒酸钾的制备方法，往含钒浸出液中加入适量的氯化钙得到钒酸钙沉淀，将钒酸钙加入到一定浓度的碳酸氢钠溶液中得到碳酸钙和偏钒酸钠，过滤后将滤液浓缩结晶得到偏钒酸钠固体。该方法工艺流程相对较长，成本较高。
[0005]专利CN101723455A公开了一种制备偏钒酸钠的方法，用无机酸将钠化提钒浸出液的PH值调节至1.1?1.6，然后将其加热到90°C至沸腾，保持60?90分钟，生成多钒酸钠固体后，添加到氢氧化钠溶液，使其溶液pH值为8?8.5 ;加热到90°C至沸腾，生成偏钒酸钠固体。利用该方法能够制备高纯度的偏钒酸钠，但该方法需要多次加热，工艺复杂，沉钒过程控制难度非常大并且钒收率约10%左右，收率非常低，实用性差。
【发明内容】
[0006]本发明解决的技术问题是提供工艺简单的偏钒酸钠的制备方法。
[0007]本发明偏钒酸钠的制备方法，包括以下步骤:
[0008]a、调节含钒浸出液的pH值为11.5?13.5，静置后，取上层清液；
[0009]b、调节a步骤的上层清液的pH值为7.0?8.5，静置使偏钒酸钠溶液形成；
[0010]C、将b步骤形成的偏钒酸钠溶液制备得到偏钒酸钠固体。
[0011]其中，所述含钒浸出液的钒浓度为30?120g/L，pH值为10.0?11.0。
[0012]a步骤中，往含I凡浸出液中加入碱来调节pH值，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾，优选为氢氧化钠。
[0013]b步骤中，往上层清液中加入酸来调节pH值，所述酸为硫酸、盐酸，优选为硫酸。
[0014]a步骤中的静置时间为6h以上，b步骤中的静置时间为12h以上；优选为a步骤中的静置时间为6?8h，b步骤中的静置时间为12?14h。
[0015]进一步的，c步骤制备偏钒酸钠固体的方法为:向b步骤形成的偏钒酸钠溶液中加入乙醇，静置后过滤，洗涤，干燥，得到偏钒酸钠固体，其中，按体积比，乙醇:偏钒酸钠溶液
=1:1 ?1:5ο
[0016]其中，所述洗涤方法为:用体积分数为60?80%的乙醇溶液洗涤3次；所述干燥方法为:在50?70°C烘干。
[0017]其中，c步骤过滤和洗涤后的滤液经蒸馏分离，分离出的乙醇用于c步骤的过滤和洗涤，蒸馏剩下的废液用于沉多钒酸铵。
[0018]其中，c步骤中的静置时间为30min以上，优选静置时间为30?50min。
[0019]本发明方法将含钒浸出液调pH值到11.5?13.5之间沉降除杂，用酸回调使得含钒澄清液PH值在7.0?8.5范围内，用乙醇使得含钒澄清液中偏钒酸钠结晶析出制备偏钒酸钠固体。与现有技术相比，本发明方法具有如下优势:
[0020]I)工艺简单、操作方便；
[0021]2)制备的偏钒酸钠纯度高，可达99.5%以上；
[0022]3)乙醇能经过精馏循环利用，物料消耗少；废液可归入钒厂沉多钒酸铵工序利用，污染少；
[0023]4)工艺中原料利用率高，工艺能耗低，成本相对较低。
【具体实施方式】
[0024]本发明偏钒酸钠的制备方法，包括以下步骤:
[0025]a、调节含钒浸出液的pH值为11.5?13.5，静置后，取上层清液；
[0026]b、调节a步骤的上层清液的pH值为7.0?8.5，静置使偏钒酸钠溶液形成；
[0027]C、将b步骤形成的偏钒酸钠溶液制备得到偏钒酸钠固体。
[0028]其中，所述含钒浸出液为钒渣经酸浸或水浸后制备得到。含钒浸出液的制备对本领域技术人员来说是已知的，例如转炉钒渣钠化焙烧后在水中浸出得到含钒浸出液。优选地，本发明所使用的含钒浸出液的钒浓度为30?120g/L，pH值为10.0?11.0。
[0029]进一步的，a步骤中，往含I凡浸出液中加入碱来调节pH值，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾等完全电离强碱，优选为氢氧化钠。将PH值调至11.5?13.5，可以将含钒浸出液中的杂质沉淀出来，pH过低会使得杂质析出不彻底，除杂效果差，pH过高会使得多钒酸钠直接结晶析出，随着杂质一起被过滤掉，且消耗碱的量快速增加。
[0030]进一步的，b步骤中，往上层清液中加入酸来调节pH值，所述酸为硫酸、盐酸等，优选为硫酸。调节PH值为7.0?8.5，可以保证偏钒酸钠溶液的形成，如果pH值低于7.0或高于8.5，则得到的不是偏钒酸钠溶液。
[0031]为了保证反应的充分，a步骤中的静置时间为6h以上；b步骤中的静置时间为12h以上。为了节约时间，提高效率，a步骤中的静置时间优选为6?8h;b步骤中的静置时间优选为12?14h。
[0032]本领域常用的从偏钒酸钠溶液中制备得到偏钒酸钠固体的方法均适用于本发明，为了提高偏钒酸钠固体的纯度，c步骤优选采用以下方法:向b步骤形成的偏钒酸钠溶液中加入乙醇，静置后过滤，洗涤，干燥，得到偏钒酸钠固体，其中，按体积比，乙醇:偏钒酸钠溶液=l:l-l:5o由于偏钒酸钠不溶于乙醇，因此可以采用乙醇将其结晶出来，而杂质将留在滤液中，进一步提高了偏钒酸钠的纯度。
[0033]其中，为了提高偏钒酸钠的收率，c步骤的洗涤方法为:用体积分数为60%?80%的乙醇溶液洗涤3次；c步骤的干燥方法为:在50?70°C烘干。
[0034]c步骤过滤和洗涤后的含乙醇的滤液经精馏塔蒸馏分离，分离出的乙醇可用于过滤和洗涤，可以反复使用，节约原料；蒸馏剩下的废液返回到钒厂沉多钒酸铵的工序中沉多钒酸铵，减少污染，促进环境保护。
[0035]其中，为了保证反应的充分，c步骤中的静置时间为30min以上。为了节约时间，提高效率，c步骤中的静置时间优选为30?50min。
[0036]下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0037]实施例1
[0038]往2L钒含量30g/L的含钒浸出液(pH值在10.0?11.0之间)中加入30g氢氧化钠搅拌使得溶液最终PH值为11.5，静置6h，取溶液上层清液；往上层清液中加入硫酸搅拌使得最终PH值为7.0，静置12h使偏钒酸钠溶液形成；按乙醇比溶液1:1的比例往偏钒酸钠溶液中加入乙醇，使得偏钒酸钠晶体析出。静置30min抽滤，用10mL乙醇含量为60%的乙醇溶液分3次洗涤，抽干；将得到的偏钒酸钠晶体在50°C温度条件下烘干即得到纯度99.5%以上的偏钒酸钠；将工艺中的过滤和洗涤的含乙醇滤液经精馏塔精馏分离，分离出的乙醇可反复使用，精馏剩下的废液返回到钒厂沉多钒酸铵的工序中沉多钒酸铵。所得偏钒酸钠纯度为99.6 %，钒收率为92.3%。
[0039]实施例2
[0040]往2L钒含量70g/L的含钒浸出液(pH值在10.0?11.0之间)中加入50g氢氧化钠搅拌使得溶液最终PH值为13.5，静置7h，取溶液上层清液；往上层清液中加入硫酸搅拌使得最终PH值为8.5，静置13h使偏钒酸钠溶液形成；按乙醇比溶液1:3的比例往偏钒酸钠溶液中加入乙醇，使得偏钒酸钠晶体析出。静置40min抽滤，用150mL乙醇含量为70%的乙醇溶液分3次洗涤，抽干；将得到的偏钒酸钠晶体在60°C温度条件下烘干即得到纯度99.5%以上的偏钒酸钠；将工艺中的过滤和洗涤的含乙醇滤液经精馏塔精馏分离，分离出的乙醇可反复使用，精馏剩下的废液返回到钒厂沉多钒酸铵的工序中沉多钒酸铵。所得偏钒酸钠纯度为99.8 %，钒收率为90.7 %。
[0041]实施例3
[0042]往2L钒含量120g/L的含钒浸出液(pH值在10.0?11.0之间)中加入70g氢氧化钠搅拌使得溶液最终PH值为12.5，静置8h，取溶液上层清液；往上层清液中加入硫酸搅拌使得最终PH值为8.0，静置14h使偏钒酸钠溶液形成；按乙醇比溶液1:5的比例往偏钒酸钠溶液中加入乙醇，使得偏钒酸钠晶体析出。静置50min抽滤，用200mL乙醇含量为80%的乙醇溶液分3次洗涤，抽干；将得到的偏钒酸钠晶体在70°C温度条件下烘干即得到纯度99.5%以上的偏钒酸钠；将工艺中的过滤和洗涤的含乙醇滤液经精馏塔精馏分离，分离出的乙醇可反复使用，精馏剩下的废液返回到钒厂沉多钒酸铵的工序中沉多钒酸铵。所得偏钒酸钠纯度为99.9 %，钒收率为88.2 %。
【权利要求】
1.偏钒酸钠的制备方法，其特征在于包括以下步骤: a、调节含钒浸出液的pH值为11.5?13.5，静置后，取上层清液； b、调节a步骤的上层清液的pH值为7.0?8.5，静置使偏钒酸钠溶液形成； c、将b步骤形成的偏钒酸钠溶液制备得到偏钒酸钠固体。
2.根据权利要求1所述的偏钒酸钠的制备方法，其特征在于:所述含钒浸出液的钒浓度为 30 ?120g/L，pH 值为 10.0 ?11.0。
3.根据权利要求1所述的偏钒酸钠的制备方法，其特征在于:a步骤中，往含钒浸出液中加入碱来调节pH值，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾，优选为氢氧化钠。
4.根据权利要求1所述的偏钒酸钠的制备方法，其特征在于:b步骤中，往上层清液中加入酸来调节pH值，所述酸为硫酸、盐酸，优选为硫酸。
5.根据权利要求1所述的偏钒酸钠的制备方法，其特征在于:a步骤中的静置时间为6h以上，b步骤中的静置时间为12h以上；优选为a步骤中的静置时间为6?8h，b步骤中的静置时间为12?14h。
6.根据权利要求1所述的偏钒酸钠的制备方法，其特征在于步骤制备偏钒酸钠固体的方法为:向b步骤形成的偏钒酸钠溶液中加入乙醇，静置后过滤，洗涤，干燥，得到偏钒酸钠固体，其中，按体积比，乙醇:偏银酸钠溶液=1:1?1:5。
7.根据权利要求6所述的偏钒酸钠的制备方法，其特征在于:所述洗涤方法为:用体积分数为60?80%的乙醇溶液洗涤3次；所述干燥方法为:在50?70°C烘干。
8.根据权利要求6所述的偏钒酸钠的制备方法，其特征在于:c步骤过滤和洗涤后的滤液经蒸馏分离，分离出的乙醇用于c步骤的过滤和洗涤，蒸馏剩下的废液用于沉多钒酸铵。
9.根据权利要求6所述的偏钒酸钠的制备方法，其特征在于:c步骤中的静置时间为30min以上，优选静置时间为30?50min。
【文档编号】C01G31/00GK104495925SQ201510005976
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2015年1月7日 优先权日:2015年1月7日
【发明者】陈文龙, 彭穗, 曹敏, 李道玉, 毛凤娇, 杨林江 申请人:攀钢集团研究院有限公司