专利名称：制备高密度多钒酸铵的方法
技术领域：
本发明属于化工、冶金技术领域，尤其涉及一种用氨水作为沉淀剂，制备高密度多钒酸铵的方法。
背景技术：
现有的从含钒溶液中制取多钒酸铵的方法是在酸性条件下，以铵盐(如硫酸铵、硝酸铵或碳酸铵等)作为沉淀剂，在沸腾条件下沉淀出多钒酸铵，再经后续工序制取V2O5或V2O3。选取何种铵盐作沉淀剂和后续钒产品所要求的多钒酸铵质量及生产成本密切相关。对于制取用于钒铁原料的V2O3产品所要求的高密度多钒酸铵而言，要求多钒酸铵的密度不小于0.6g/cm3。CN98124042.9中描述了一种以硫酸铵为沉淀剂来制取高密度多钒酸铵。用硫酸铵作为沉淀剂来制取高密度多钒酸铵，存在着生产成本高，劳动强度大的缺点。
唐山工程技术学院学报(91.(2).75-80)发表的“直接酸浸含钒灰渣提钒的工艺研究”和美国专利US4788044“Recovering vanadium frompetroleum fraction combustion residue”以及化学世界(1991.32(5))上发表的“用溶剂萃取法从废钒催化剂中回收钒”，这三份资料中，将氨水作为一种良好的多钒酸铵沉淀剂使用。与其它铵盐相比，氨水在经济上有很大的优势，可大大降低钒的生产成本，显著地提高企业的市场竞争能力。但用氨水作为沉淀剂来制取多钒酸铵，存在着有较大的刺激性气味，工作环境恶劣的缺点，制取高密度多钒酸铵更是难以控制条件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种安全、方便又无刺激性气味产生的用氨水沉淀制取高密度多钒酸铵的制备方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是一种制备高密度多钒酸铵的方法，包括以下步骤1)将含钒溶液，加入硫酸调节pH值，2)将需加入的硫酸和氨水均分成至少三等分，按先加硫酸后加氨水的顺序分为至少三步加入到含钒溶液中，3)加入硫酸调节溶液的pH值，4)加入活性多钒酸铵晶种，升温沉钒后，过滤、洗涤、烘干后即得。
上述步骤1)中含钒溶液中钒的浓度为20～40g/l。步骤1)中含钒溶液的温度为70℃～90℃。所述硫酸浓度为96％～98％。所述步骤2)中氨水的NH3浓度为18％～30％。所述硫酸和氨水的加入量按下面公式计算 其中NH3/V＝0.5～0.65。所述步骤1)中的pH值为2.5～5.0，步骤3)中的pH值为1.8～2.5。所述步骤4)中的活性多钒酸铵晶种的总钒量为1～3％的，升温温度为80℃～100℃，沉钒时间为30～40分钟。
本发明的有益效果是由于本发明将硫酸铵的合成放到沉钒罐中进行，先将用于中和氨水的硫酸分批加入到沉钒罐中，再分批将氨水加入到沉钒罐中，并保证在整个加氨过程中溶液的pH都小于7，所以在操作过程中无刺激性气味产生，有利于操作人员的身体健康。本发明采用氨水作为沉淀剂生产高密度多钒酸铵，可大大降低钒的生产成本，显著提高企业的经济效益。所用的原辅材料都是液体，可以使用管道输入到含钒溶液中，易于实现自动化控制，降低工人的劳动强度。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1将沉钒罐中浓度为27.60g/l(以含钒量计算)、温度为70℃、pH为9.8的含钒溶液，加入浓度为96％的硫酸调节溶液的pH到3.17，按上述公式计算好V硫酸和V氨水，均分成三等分，按先加硫酸后加氨水的顺序，分为三步将其加入到含钒溶液中，加氨过程中没有氨气溢出。再加入硫酸调节溶液的pH到2.1，加入总钒量为2％的活性多钒酸铵晶种，升高温度开始沉钒，至96℃开始计时，40分钟后停止加热，将溶液过滤，多钒酸铵沉淀经洗涤后烘干，测其密度为0.72g/cm3，钒的沉淀率为98.54％。
实施例2将沉钒罐中浓度为22.96g/l(以含钒量计算)、温度为72℃、pH为9.88的含钒溶液，加入浓度为96％的硫酸调节溶液的pH到3.18，按上述公式计算好V硫酸和V氨水，均分成三等分，按先加硫酸后加氨水的顺序，分为三步将其加入到含钒溶液中，加氨过程没有氨气溢出。再加入硫酸调节溶液的pH到2.28，加入总钒量为3％的活性多钒酸铵晶种，升高温度开始沉钒，至98℃开始计时，40分钟后停止加热，将溶液过滤，多钒酸铵沉淀经洗涤后烘干，测其密度为0.63g/cm3，钒的沉淀率为98.85％。
实施例3将沉钒罐中浓度为34.2g/l(以含钒量计算)、温度为75℃、pH为9.98的含钒溶液，加入浓度为97％的硫酸调节溶液的pH到3.84，按上述公式计算好V硫酸和V氨水，均分成三等分，按先加硫酸后加氨水的顺序，分为三步将其加入到含钒溶液中，加氨过程没有氨气溢出。再加入硫酸调节溶液的pH到2.38，加入总钒量为2.5％的活性多钒酸铵晶种，升高温度开始沉钒，至80℃开始计时，40分钟后停止加热，将溶液过滤，多钒酸铵沉淀经洗涤后烘干，测其密度为0.64g/cm3，钒的沉淀率为99.32％。
实施例4将沉钒罐中浓度为24.99g/L(以含钒量计)、温度为73℃、pH为9.82的含钒溶液，加入浓度为98％的硫酸调节溶液的pH到3.91，按上述公式计算好V硫酸和V氨水，均分成四等分，按先加硫酸后加氨水的顺序，分为四步将其加入到含钒溶液中，加氨过程没有氨气溢出。再加入硫酸调节溶液的pH到2.40，加入总钒量为1％的活性多钒酸铵晶种，升高温度开始沉钒，至90℃开始计时，40分钟后停止加热，将溶液过滤，多钒酸铵沉淀经洗涤后烘干，测其密度为0.61g/cm3，钒的沉淀率为99.54％。
权利要求
1.一种制备高密度多钒酸铵的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤1)将含钒溶液，加入硫酸调节pH值，2)将需加入的硫酸和氨水均分成至少三等分，按先加硫酸后加氨水的顺序分为至少三步加入到含钒溶液中，3)加入硫酸调节溶液的pH值，4)加入活性多钒酸铵晶种，升温沉钒后，过滤、洗涤、烘干后即得。
2.按照权利要求1所述的制备高密度多钒酸铵的方法，其特征在于所述步骤1)中含钒溶液中钒的浓度为20～40g/l。
3.按照权利要求1所述的制备高密度多钒酸铵的方法，其特征在于所述步骤1)中含钒溶液的温度为70℃～90℃。
4.按照权利要求1所述的制备高密度多钒酸铵的方法，其特征在于所述步骤1)中硫酸浓度为96％～98％。
5.按照权利要求1所述的制备高密度多钒酸铵的方法，其特征在于所述步骤1)中的pH值为2.5～5.0，步骤3)中的pH值为1.8～2.5。
6.按照权利要求1所述的制备高密度多钒酸铵的方法，其特征在于所述步骤2)中硫酸和氨水的加入量按下面公式计算 其中NH3/V＝0.5～0.65。
7.按照权利要求1所述的制备高密度多钒酸铵的方法，其特征在于所述步骤2)中氨水的NH3浓度为18％～30％。
8.按照权利要求1所述的制备高密度多钒酸铵的方法，其特征在于所述步骤4)中的活性多钒酸铵晶种的总钒量为1～3％。
9.按照权利要求1所述的制备高密度多钒酸铵的方法，其特征在于所述步骤4)中的升温温度为80℃～100℃。
10.按照权利要求1所述的制备高密度多钒酸铵的方法，其特征在于所述步骤4)中的沉钒时间为30～40分钟。
全文摘要
本发明提供了一种安全、方便又无刺激性气味产生的用氨水沉淀制取高密度多钒酸铵的制备方法，包括以下步骤1)将含钒溶液，加入硫酸调节pH值，2)将需加入的硫酸和氨水均分成至少三等分，按先加硫酸后加氨水的顺序分为至少三步加入到含钒溶液中，3)加入硫酸调节溶液的pH值，4)加入活性多钒酸铵晶种，升温沉钒后，过滤、洗涤、烘干后即得。由于本发明将硫酸铵的合成放到沉钒罐中进行，先将用于中和氨水的硫酸分批加入到沉钒罐中，再分批将氨水加入到沉钒罐中，并保证在整个加氨过程中溶液的pH都小于7，所以在操作过程中无刺激性气味产生，有利于操作人员的身体健康。
文档编号C01C1/00GK1594106SQ20041004001
公开日2005年3月16日 申请日期2004年6月17日 优先权日2004年6月17日
发明者彭毅, 李千文, 夏清荣, 王小江, 彭明福, 朱胜友, 廖荣华 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院