专利名称：一种钒酸铵的连续生产方法
技术领域：
本发明涉及一种钒酸铵的生产方法，尤其是一种低水份低钾钠的钒酸铵的连续生
产方法。
背景技术：
传统的钒酸铵生产技术主要采用一次加酸到1. 8-2. 5，上清液含钒浓度高，钒损失大；反应釜为间断生产方式，需要在沉钒反应容器中进行静置，静置分层后抽走上层液，下部料浆再加入热水进行水洗，静置分层抽走上层液，底部料浆通过真空吸滤来达到固液分离。这种生产方式由于其需要两次静置，每次静置需要30分钟，大大降低了生产效率；生产过程洗钾钠过程只能在反应容器中进行，每吨钒酸铵要消耗新水20m3，对环保水处理形成巨大的压力，且洗涤效果不理想，钒酸铵钾钠杂质高；现场操作难度大、劳动强度高，环境差。且由于在反应容器内洗涤，增加了钒酸铵的返溶，致使沉钒上清液中还有大量的钒酸铵，无法回收，造成钒回收率低。公开号为CN101157478A的中国专利申请公开了一种多钒酸铵制备方法，其以传统的钠化焙烧-水浸工艺生产的含钒溶液为原料，先使钒与加入的钙化合物结合生成钒酸钙，然后用碳酸氢铵与钒酸钙反应，使钒转入溶液，而钙生成更难溶的碳酸钙，分离后的溶液在适当的酸度和加热条件下生成多钒酸铵，经过生成钒酸钙再溶解的过程后可获得的多钒酸铵K2CHNa2CKl. 0%的多钒酸铵，用该多钒酸铵可生产含钾钠含量很低的三氧化二钒和无氧化二钒，沉钒废水中的铵含量仅为传统的工艺提钒废水中的60 75%。但其未对生产方式，生产效率做出详细的说明，且其钾钠杂质含量高。发表在《稀有金属》2009年12期的论文《提高酸性铵盐沉钒效果的研究》，提及以江西某地含钒石煤经焙烧.水浸-离子交换所得的富钒液为对象，研究了加酸加铵方式、添加晶种以及产品洗涤方式对酸性铵盐沉钒，制备多聚钒酸铵(APV)的影响。结果表明冷态下采用2次加酸1次加铵、加铵pH值为5左右的方式沉钒有助于提高沉钒效果，V2O5纯度， 可达99%以上；低浓度含钒溶液沉钒时，按其生成APV质量的1/200加入晶种破坏溶液过饱和度，可将沉钒时间缩短25% ；得到的沉淀物经，液固比为40:1的自来水洗涤，能将APV 中Na+，K+含量降至0.24%，且钒损失率仅为0.2%。但其洗涤消耗水量大，不适合工业生产，且为间歇式生产方式、未对钒酸铵中水份做出详细的说明。综上，现有的处理沉钒后所得钒酸铵的方法，不仅在沉钒后要进行静置，且需要大量的洗水来洗涤钾钠等杂质，使得钒酸铵水分含量高，且所用洗水越多，造成钒酸铵返溶， 钒收率低。因此一种新的处理沉钒废水及钒酸铵的方法亟待解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低水份、低钾钠的钒酸铵的连续生产方法。为解决上述技术问题，本发明的工艺步骤为
A、将钒液用蒸汽加热至50 80°C，加入酸调节钒液的pH值4 6 ；B、在调节pH值后的钒液中加入硫酸铵，加入的质量系数为(NH4)2S04/V = 0. 8 1. 5 ；
C、加入硫酸铵的钒液继续搅拌并用蒸汽加热到80 10(TC，然后第二次用酸调节钒液的pH值1.8 2.5 ；
D、第二次调节pH值后的钒液用蒸汽加热至沸腾，保持沸腾状态；钒酸铵沉淀使钒液形成固液料浆，固液料浆的上清液lg/L后，将固液料浆输送至浓密池中；
E、固液料浆采用浓密技术，在浓密机中进行液体澄清；浓密机的底流料浆经过滤设备采用高压水挤压、热水洗涤和空压风吹干后得到钒酸铵。本发明所述步骤A和C中，第一次和第二次所加入酸均为硫酸。本发明所述步骤A、C、和D中的蒸汽加热均采用双侧均勻蒸汽加热。本发明所述步骤D中保持沸腾状态50 200分钟。本发明所述步骤E中的底流料浆占固液料浆总重量的7% 20%。本发明所述步骤E中热水洗涤为50 80°C。本发明所述步骤E过滤设备为全自动立式压滤机；压滤机设置为进料400 600s、一次挤压10s、洗涤400 500s、二次挤压70 100s、吹干60 70s、卸料100s。本发明所述步骤E中的滤液、洗水再次进入浓密机澄清；浓密机溢流后用叶滤机回收废水中钒酸铵。采用上述技术方案所产生的有益效果在于本发明改变了硫酸铵的加入形式，通过冷、热二次加酸工艺，解决了硫酸铵作为铵盐沉淀剂时上清液含钒浓度高的难题，提高沉钒工序钒收率。本发明通过取消了反应釜内水洗步骤，提高反应容器工作效率，提高产能 20% 30%ο尤其是在全自动立式压滤机内部水洗，高压水挤压，使钒酸铵中K2CHNa2O含量维持在0. 5% 0. lwt%，含水分10 25wt%，同时洗水消耗量减少8 13m3/吨钒，减轻污水处理压力；利用叶滤机技术有效回收废水中钒酸铵，提高钒酸铵的收率。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图1是本发明的流程示意图。
具体实施例方式图1所示，本钒酸铵的连续生产方法采用以下工艺步骤
A、将经过净化除杂的钒液通过蒸汽加热，温度在50 80°C之间时，第一次加入酸调节钒液的pH值4 6 ；所加入的酸最好为硫酸；
B、步骤A结束后，加入沉淀剂(硫酸铵)，加入的质量系数为(NH4)2S04/V=0. 8 1. 5 ；
C、步骤C结束后，继续搅拌并加热到80 10(TC时，第二次用酸调节钒液的pH值1.8 2. 5 ；所加入的酸最好为硫酸；
D、然后蒸汽加热，沸腾后保持50 200分钟，上层液lg/L时反应结束后，固液料浆直接用泵输送至浓密池中；
E、料浆采用浓密技术，在浓密机中进行液体澄清，料浆进入底部料浆罐；经过滤设备采用高压水挤压、热水洗涤K20+Na20、空压风吹干后输送至钒酸铵库；过滤设备最好采用全自
4动立式压滤机；
F、滤液、洗水等再次进入浓密机澄清；浓密机溢流后经过叶滤机回收废水中钒酸铵。实施例1 将含钒为20. 34g/L、磷含量0. 2mg/L、硅含量为88. 52mg/L的42. 5m3钒液在8#反应釜内搅拌、蒸汽加热，加热到60°C开始第一次加入硫酸，调整pH至4. 5 ；然后加入折合硫酸铵1. 490吨的硫酸铵溶液；再次加热到85°C开始进行二次加入硫酸，调节pH 到2.0 ；继续加热至沸腾，保持120min，上清液至0.077g/L后直接打入浓密机。经过浓密机将料浆进行浓密后，料浆泵输送至APV打浆槽，再输送至全自动立式压滤机进行压滤。压滤机设置为进料(400S)、一次挤压(10S)、洗涤(400S)、二次挤压(70S)、吹干(70S)、卸料 (100S)。生产钒酸铵0. 48吨，消耗热水2. 51m3 ；经立式压滤机压滤后所得钒酸铵主品位为 88. 9wt%，钒酸铵中水份为19wt%，钒酸铵中K2CHNa2O为0. llwt%。实施例2 将含钒为14. 36g/L、磷含量0. 3mg/L、硅含量为117mg/L的45. Im3钒液在7#反应釜内搅拌、蒸汽加热，加热到60°C开始第一次加入硫酸，调整pH至4. 5 ；然后加入折合硫酸铵1. 154吨的硫酸铵溶液，再次加热到85°C开始进行二次加入硫酸到pH 2. 0 ； 继续加热至沸腾，保持140min，上清液至0. 08g/L后直接打入浓密机。经过浓密机将料浆进行浓密后，料浆泵输送至APV打浆槽，再输送至全自动立式压滤机进行压滤。压滤机设置为进料(500S)、一次挤压(10S)、洗涤(450S)、二次挤压(70S)、吹干(60S)、卸料(100S)。 生产钒酸铵0. 5吨，消耗热水2. 54m3 ；经立式压滤机压滤后所得钒酸铵主品位为89. 09wt%, 钒酸铵中水份为22wt% ；钒酸铵中K2CHNa2O为0. 12%。实施例3 将含钒为21. 21g/L、磷含量0. 25mg/L、硅含量为112. 7mg/L的44. 2m3 钒液在4#反应釜内搅拌加热；然后加热到60°C开始第一次加入硫酸，调整pH至4. 5，加入折合硫酸铵1. 541吨的硫酸铵溶液；再次加热到85°C开始进行二次加入硫酸到pH 2. 0，继续加热至沸腾，保持260min，上清液至0. 026g/L后直接打入浓密机。经过浓密机将料浆进行浓密后，料浆泵输送至APV打浆槽，再输送至全自动立式压滤机进行压滤。进料(600S)、 一次挤压(IOS)、洗涤(500S)、二次挤压(100S)、吹干(60S)、卸料(100S)。生产钒酸铵0. 53 吨，消耗热水2. 54m3 ；经立式压滤机压滤后所得钒酸铵主品位89. 79wt%,钒酸铵中水份为 18wt%，钒酸铵中 K2CHNa2O 为 0. llwt%。通过以上实施例可以看出，据本生产方法得到的钒酸铵其成分合格，且水分在 20wt%左右，远低于40wt%，且耗水节省。通过延长沸腾时间，可以有效降沉钒上清液中钒含量；采用浓密技术，可稳定料浆浓度；增加压滤机进料时间可提高压滤机单循环产量；延长二次挤压时间，可有效降低钒酸铵中水分；通过增加压滤机水洗时间可有效降低钒酸铵中 K2CHNa2O 含量。原生产方法和本生产方法技术指标对比表，见表1。
权利要求
1.一种钒酸铵的连续生产方法，其特征在于，该方法的工艺步骤为A、将钒液用蒸汽加热至50 80°C，第一次加入酸调节钒液的pH值4 6；B、在调节pH值后的钒液中加入硫酸铵，加入的质量系数为(NH4)2S04/V = 0. 8 1. 5 ；C、加入硫酸铵的钒液继续搅拌并用蒸汽加热到80 10(TC，然后第二次加入酸调节钒液的PH值1.8 2.5 ；D、第二次调节pH值后的钒液用蒸汽加热至沸腾，保持沸腾状态；钒酸铵沉淀使钒液形成固液料浆，固液料浆的上清液lg/L后，将固液料浆输送至浓密池中；E、固液料浆采用浓密技术，在浓密机中进行液体澄清；浓密机的底流料浆经过滤设备采用高压水挤压、热水洗涤和空压风吹干后得到钒酸铵。
2.根据权利要求1所述的一种钒酸铵的连续生产方法，其特征在于所述步骤A和C 中，第一次和第二次所加入酸均为硫酸。
3.根据权利要求1所述的一种钒酸铵的连续生产方法，其特征在于所述步骤A、C、和 D中的蒸汽加热均采用双侧均勻蒸汽加热。
4.根据权利要求1所述的一种钒酸铵的连续生产方法，其特征在于所述步骤D中保持沸腾状态50 200分钟。
5.根据权利要求1所述的一种钒酸铵的连续生产方法，其特征在于所述步骤E中的底流料浆占固液料浆总重量的7% 20%。
6.根据权利要求1所述的一种钒酸铵的连续生产方法，其特征在于所述步骤E中热水洗涤为50 80°C。
7.根据权利要求1所述的一种钒酸铵的连续生产方法，其特征在于所述步骤E过滤设备为全自动立式压滤机；压滤机设置为进料400 600s、一次挤压10s、洗涤400 500s、二次挤压70 100s、吹干60 70s、卸料100s。
8.根据权利要求1一 7所述的任意一种钒酸铵的连续生产方法，其特征在于所述步骤E中的滤液、洗水再次进入浓密机澄清；浓密机溢流后用叶滤机回收废水中钒酸铵。
全文摘要
本发明公开了一种钒酸铵的连续生产方法，该方法步骤为A、将钒液用蒸汽加热至50～80℃，第一次加入酸调节钒液的pH值4～6；B、在钒液中加入硫酸铵，加入的质量系数为(NH4)2SO4/V＝0.8～1.5；C、钒液继续搅拌并用蒸汽加热到80～100℃，然后第二次加入酸调节钒液的pH值1.8～2.5；D、钒液用蒸汽加热至沸腾，保持沸腾状态；固液料浆的上清液V≤0.1g/L后输送至浓密池中；E、固液料浆采用浓密技术进行液体澄清；浓密机的底流料浆经过滤设备采用高压水挤压、热水洗涤和空压风吹干后得到钒酸铵。本方法解决了硫酸铵作为铵盐沉淀剂时上清液含钒浓度高的难题，提高沉钒工序钒收率。本方法取消了反应釜内水洗步骤，提高反应容器工作效率，提高产能20%～30%。
文档编号C01G31/00GK102351245SQ20111019418
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月12日 优先权日2011年7月12日
发明者付美玲, 刘超, 曹长山, 李秀雷, 白云龙, 章伟, 董增宏, 豆长宏, 路金龙, 闫志成, 马瑞峰 申请人:河北钢铁股份有限公司承德分公司