一种多钒酸铵的制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种多钒酸铵的制备方法。
【背景技术】
[0002] 多钒酸铵为一种淡黄色结晶粉末，微溶于冷水、热乙醇和乙醚，溶于热水及稀氢氧 化铵；空气中灼烧时变成五氧化二钒，有毒。主要用作化学试剂、催化剂、催干剂、媒染剂等， 陶瓷工业广泛用作釉料，也可用于制取五氧化二钒、三氧化二钒。目前较为常见的制备多 钒酸铵的方法是将中和后的含钒溶液在50°C以上加入硫酸铵，再加硫酸将溶液pH调整至 5. 0,在不断搅拌下加热至约90°C，调节溶液pH值为1. 5-2. 5,沉淀结晶多钒酸铵，母液中含 0? 2-0. 3g/L钒。
[0003]何文艺等（高密度多钒酸铵制备技术研究[J]，钢铁钒钛，2012, 33⑵：10-14)介 绍了一种高密度多钒酸铵的制备方法，并研究了全钒（TV)浓度、pH、搅拌速度、加药与酸温 度、加铵系数以及晶种对多钒酸铵的堆密度和沉钒率的影响。结果表明，为了获得高的沉钒 率以及高密度的多钒酸铵（APV)，需要于60-85°C在含钒20-30g/L的溶液加入大于1/50倍 于全钒质量的晶种和1. 5-2. 5倍于全钒质量的硫酸铵，并用硫酸调节pH到2. 1-2. 4,沸水 浴95°C依次在350r/min和200r/min转速下分别沉淀40min和20min，该APV焙烧后的粉 钒中含V2O5大于98. 5%,Na2O小于0? 10%。
[0004]可见，现有技术中多钒酸铵的反应条件较为苛刻，一方面，需要控制反应在多个阶 段的高温条件下进行，反应时间也较长，这增加了能耗；另一方面，对钒液的要求比较高，并 不适用于低浓度钒液制备多钒酸铵。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的上述问题，从而提供一种新的多钒酸铵的制备 方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供一种多钒酸铵的制备方法，该方法包括：在酸性条 件下，将含钒浸出液与结晶剂进行接触并反应，其中，所述结晶剂包括结晶剂A和结晶剂B， 所述结晶剂A为水溶性铵盐和/或氨水，所述结晶剂B为水溶性醇。
[0007] 本发明的制备方法由于加入了结晶剂B，可以使含钒浸出液与结晶剂A的反应在 常温条件下进行，也无需控制反应温度，且反应时间短，因此具有工艺简单且能耗低的特 点。另外，该制备方法适用于各种浓度含钒液制备多钒钒酸，对钒液的可选择性宽，也具有 成本低的优势，具有很好的社会效益和经济效益。
[0008] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0009] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0010] 本发明提供看一种多钒酸铵的制备方法，该方法包括：在酸性条件下，将含钒浸出 液与结晶剂进行接触并反应，其中，所述结晶剂包括结晶剂A和结晶剂B，所述结晶剂A为水 溶性铵盐和/或氨水，所述结晶剂B为水溶性醇。
[0011] 本发明中，所述含钒浸出液可以为经钒渣提钒工艺过程中产生的含钒溶液液，具 体是指钒渣经过氧化钠化焙烧、硫酸浸出和净化之后的含钒溶液。所述钒渣可以源自钒钛 磁铁矿的冶炼或石煤提钒过程。通常地，除了钒，所述含钒溶液通常还含有Na+、Ca2+、Si、 TFe、TCr以及P、Mn等杂质；所述含钒溶液的pH可以为9-14。
[0012] 本发明对所述含钒浸出液中全钒的浓度没有特别地要求，只要能产生多钒酸铵沉 淀即可，通常地，所述含钒浸出液中的全钒浓度可以为lg/L以上。从提高产物收率的角度 出发，优选所述含钒浸出液中的全钒浓度为20-150g/L，更优选为20-60g/L。
[0013] 本发明中，所述结晶剂A为水溶性铵盐和/或氨水，在酸性条件下，通过该结晶剂 中的NH4+置换出含钒溶液中钒酸钠中的Na+，从而制得多钒酸铵沉淀物。优选地，所述结晶 剂A为硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、草酸铵和氨水中的至少一种，更优选为硫酸铵。
[0014] 本发明对所述结晶剂A的用量没有特别地限制，可以参照现有技术进行选择，例 如，所述结晶剂A的用量使得NH4+与钒的摩尔比可以为0. 5-3 :1。优选地，所述结晶剂A的 用量使得NH4+与钒的摩尔比为0.5-2 :1，更优选为1-2:1。
[0015] 本发明的制备方法中，正是由于加入了结晶剂B，才能使所述反应可以在常温（例 如15-35°C)条件下进行，且反应时间短，能够快速生成多钒酸铵沉淀物。所述结晶剂B可 以选自任何本领域常规使用的与水互溶的一元醇和多元醇，其实例包括但不限于甲醇、乙 醇、丙醇、乙二醇和丙三醇等。优选地，所述醇选自甲醇、乙醇和乙二醇中的至少一种，这样 能进一步提高多钒酸铵的收率，即获得高的沉钒率。
[0016] 根据本发明，所述结晶剂B与含钒浸出液用量的体积比可以为1-100 :100,优选为 2-40:100,更优选为 5-30:100。
[0017] 本发明中，所述接触和反应在酸性条件下进行。优选地，所述方法还包括，在所述 接触之前，用酸调节所述含钒浸出液的pH为2-5,优选为2-3。所述酸可以为本领域常规的 选择，例如可以选自硫酸、盐酸和硝酸等常用酸。
[0018] 根据本发明，在酸性条件下，可以同时将所述含钒浸出液与结晶剂A、结晶剂B接 触，也可以先使含钒浸出液与所述结晶剂中的一种接触，然后再与剩余的一种接触，无论哪 种接触均可以实现制备多钒酸铵的目的。根据本发明的一种优选实施方式，所述接触的过 程包括：将所述结晶剂A与所述含钒浸出液混合接触，使所述结晶剂A溶解，然后将得到混 合物与所述结晶剂B混合接触。
[0019] 优选情况下，所述反应在搅拌条件下进行。由于所述结晶剂B的存在，可以快速使 所述反应生成多钒酸铵沉淀物，所以本发明的反应时间可以控制在较短的时间内。在搅拌 条件下，所述反应的时间可以为〇. 5-5分钟，优选为1-3分钟。
[0020] 根据本发明，在所述反应结束后，能够得到包括上层液和多钒酸铵沉淀物的分层 体系，通常计算全钒浸出液的全钒浓度与上层液中的钒浓度之差占所述全钒浓度的百分比 得到沉钒率。根据本发明的制备方法，所述反应后的沉钒率在99%以上。
[0021] 以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的范围并不仅限于以下实施 例。
[0022] 以下实施例1-3中，以下含钒浸出液取自钒钛磁铁矿的钒渣的含钒浸出液，其主 要化学成分见表1。
[0023] 表 1
[0025] 实施例1
[0026] 本实施例用于说明本发明的多钒酸铵的制备方法。
[0027] 将1000 mL的含钒浸出液取钒液用硫酸调节pH值到2