本发明属于冶金技术领域，涉及一种湿法处理钒酸铵制备五氧化二钒的方法。
背景技术
五氧化二钒是钒的基本产品，在冶金、化工等多方面具有广泛的应用。传统的制备方法是在常压下或者真空条件下高温煅烧分解钒酸铵，煅烧温度通常在450℃～550℃，煅烧时间通常在1～24h。煅烧过程中需要通入强氧化气氛，同时产生大量的含钒粉尘以及含氨烟气，作业环境差、钒损失大、钒的价态多样化，过程中还会引入杂质，生产效率低、生产成本高。
目前未见有钒酸铵-湿法分解氨生产五氧化二钒的相关技术。
技术实现要素：
本发明针对上述传统高温煅烧分解钒酸铵制备五氧化二钒中问题，提供了一种湿法处理钒酸铵制备五氧化二钒的方法，包括以下步骤：
a、将钒酸铵与双氧水混合打浆，悬浊液经固液分离后，得滤饼a和含钒滤液；
b、滤饼a洗涤后，得滤饼b和含钒洗涤液；
c、滤饼b经干燥，得五氧化二钒。
其中，上述所述的湿法处理钒酸铵制备五氧化二钒的方法中，步骤a中，所述钒酸铵为偏钒酸铵或者多钒酸铵中的至少一种。
其中，上述所述的湿法处理钒酸铵制备五氧化二钒的方法中，步骤a中，所述双氧水的质量浓度为20～30％。
其中，上述所述的湿法处理钒酸铵制备五氧化二钒的方法中，步骤a中，双氧水中h2o2与钒酸铵中nh3的摩尔比为1.7～1.8。
其中，上述所述的湿法处理钒酸铵制备五氧化二钒的方法中，步骤a中，所述打浆的温度为20℃～25℃。
其中，上述所述的湿法处理钒酸铵制备五氧化二钒的方法中，步骤a中，所述打浆的搅拌转速为250～350转/min。
其中，上述所述的湿法处理钒酸铵制备五氧化二钒的方法中，步骤a中，所述打浆的时间为3～5min。
其中，上述所述的湿法处理钒酸铵制备五氧化二钒的方法中，步骤b中，洗涤时，控制洗涤水与滤饼a的液固比为1.5～2.0ml/g。
其中，上述所述的湿法处理钒酸铵制备五氧化二钒的方法中，步骤c中，所述干燥的温度为100～350℃。
其中，上述所述的湿法处理钒酸铵制备五氧化二钒的方法中，步骤c中，所述干燥的时间为1～5h。
其中，上述所述的湿法处理钒酸铵制备五氧化二钒的方法中，将步骤a所得含钒滤液或步骤b所得含钒洗涤液中的至少一种，返回钒酸铵生产系统循环利用。
本发明中，所述液固比表示液体以体积计，固体以质量计，且两者为同数量级单位，如ml/g。
本发明的有益效果是：
本发明采用钒酸铵-双氧水打浆氧化脱氨，钒酸铵中的氨被氧化成氮气，避免了传统工艺中的尾气处理环节与钒损失，保证了五氧化二钒产品中钒的价态单一；同时，固液分离过程中，钒酸铵中的水溶性的杂质几乎全部进入滤液中，五氧化二钒纯度高；此外含钒滤液中仅含有少量的钒，返回大生产系统即可，因此本发明具有钒收率高、环境友好、生产效率高、流程短、钒价态单一、杂质含量低、成本低等优点。
具体实施方式
具体的，湿法处理钒酸铵制备五氧化二钒的方法，包括以下步骤：
a、将钒酸铵与双氧水混合打浆，悬浊液经固液分离后，得滤饼a和含钒滤液；
b、滤饼a洗涤后，得滤饼b和含钒洗涤液；
c、滤饼b经干燥，得五氧化二钒。
本发明方法以偏钒酸铵和/或多钒酸铵为原料，多钒酸铵的组成式可能有：(nh4)2v6o16、(nh4)6v10o28、(nh4)2v12o31等，偏钒酸铵的组成式可能有：(nh4vo3)3、(nh4vo3)4，通常简写成nh4vo3。
本发明方法采用双氧水处理的原理为：双氧水氧化钒酸铵中的铵离子，将铵离子氧化成氮分子，从而实现脱氨的目的，钒酸根则转化成钒酸，钒酸经干燥脱水后，得到五氧化二钒。为了避免引入过多水，导致钒溶解在水中，双氧水的浓度不能太低，同时双氧水浓度过低，可能导致反应不完全，增大后续除杂难度，导致五氧化二钒杂质含量偏高；发明人经大量尝试后，采用质量浓度为20～30％的双氧水可尽量减少钒损失，使钒酸铵完全反应，从而以高收率获得高纯度的五氧化二钒。
本发明方法步骤a中，双氧水的加入量以双氧水中h2o2与钒酸铵中nh3摩尔比为1.7～1.8控制，使钒酸铵完全反应同时，避免引入过多水，导致钒在水中的损失；优选的，控制双氧水中h2o2与钒酸铵中nh3摩尔比为1.7～1.8，效果更好。实际生产中，一般来讲，偏钒酸铵的铵含量可以通过钒含量反推，其氨含量通常在5％左右；多钒酸铵的铵含量则通过检测确定，其氨含量通常在14％左右。
本发明方法步骤a中，双氧水与钒酸铵打浆进行反应，控制温度为20℃～25℃，搅拌转速为100～150转/min，反应3～5min，反应即可完成，极大提高了生产效率。
双氧水与钒酸铵打浆反应完成，固液分离后，部分水溶性杂质可能夹杂在滤饼中，因此需要进行洗涤，经大量尝试后，控制洗涤水与滤饼a的液固比为1.5～2.0ml/g，可进一步降低固体中的杂质，得到高纯度五氧化二钒。
本发明方法通过步骤a的脱氨反应和步骤b的纯化，步骤c中只需要进行干燥脱水，即可得到五氧化二钒，干燥温度为100～350℃，干燥时间为1～5h，相对于传统工艺，极大降低了能耗。
本发明方法步骤a所得含钒滤液(钒浓度一般为1～2g/l)或步骤b所得含钒洗涤液(钒浓度一般为0.2～0.5g/l)，其均含有少量钒，可返回钒酸铵生产系统循环利用，进一步提高钒回收率，避免资源浪费。
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
取50克多钒酸铵加入到25.6ml30wt％过氧化氢中，室温、300转/分下打浆搅拌5分钟，过滤分离，得滤饼a(na2o1.3wt％、s0.25wt％)和含钒滤液(钒浓度1.2g/l)；用50ml新水浸泡滤饼a，过滤分离，得滤饼b(na2o0.35wt％、s0.05wt％)和含钒洗涤液(钒浓度0.37g/l)；滤饼b在100℃下常压煅烧5h，得到粒状五氧化二钒35.5g，五氧化二钒含量99.5％，五价钒含量99.8％，氮含量小于0.01％。
实施例2
取50克偏钒酸铵加入到75.7ml过氧化氢中，室温、250转/分下打浆搅拌3分钟，过滤分离，得滤饼a(na2o0.8wt％、s0.35wt％)和含钒滤液(钒浓度2.0g/l)；用75ml新水浸泡滤饼a，过滤分离，得滤饼b(na2o0.15wt％、s0.08wt％)和含钒洗涤液(钒浓度0.47g/l)；200℃下常压煅烧3h，得到粒状五氧化二钒31.1g，五氧化二钒含量99.6％，五价钒含量99.9％，氮含量小于0.01％。
实施例3
取50克多钒酸铵加入到27.2ml过氧化氢中，室温、350转/分下打浆搅拌4分钟，过滤分离，得滤饼a(na2o1.1wt％、s0.15wt％)和含钒滤液(钒浓度1.45g/l)；用65ml新水浸泡滤饼a，过滤分离，得滤饼b(na2o0.20wt％、s0.06wt％)和含钒洗涤液(钒浓度0.38g/l)；350℃下常压煅烧1h，得到粒状五氧化二钒35.3g，五氧化二钒含量99.4％，五价钒含量99.8％，氮含量小于0.01％。
对比例
取50克多钒酸铵在450℃煅烧5h，得到34.8g，五氧化二钒含量98.7％，五价钒含量95.8％，氮含量小于0.10％。
由以上实施例和对比例可知，本发明方法具有钒收率高、环境友好、生产效率高、流程短、钒价态单一、杂质含量低、成本低等优点。