一種偏釩酸鉀的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，具體涉及一種偏釩酸鉀的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]偏釩酸鉀廣泛用于催化劑、催干劑、媒染劑，醫(yī)療照相、植物接種及防蝕劑等。
[0003]目前制備偏釩酸鉀主要有三種方法，一種是往水中加入偏釩酸銨與氫氧化鉀，加熱沸騰除去氨氣，使得最終pH值8?10，蒸發(fā)結(jié)晶得到偏釩酸鉀固體；一種方法是用氫氧化鉀溶解多釩酸銨，過濾后結(jié)晶得到偏釩酸鉀固體；另一種方法是往含釩浸出液中加入適量的氯化鈣得到釩酸鈣沉淀，將釩酸鈣加入到一定濃度的碳酸氫鉀溶液中得到碳酸鈣和偏釩酸鉀，過濾后將濾液濃縮結(jié)晶得到偏釩酸鉀固體。
[0004]第一種方法和第二種方法是制備偏釩酸鉀的常用方法，其工藝中加堿加熱除氨氣約耗時5個小時，工藝耗時長，耗能稍高。第三種方法工藝流程相對較長，成本較高，且偏釩酸鉀中會遺留少量的鈣離子，影響偏釩酸鉀的催化性能。
[0005]公開號為“CN103395838A”，發(fā)明名稱為“一種高純度偏釩酸鉀及其制取方法”，公開了一種向含釩浸出液中加入除硅劑，除去不溶物，得到低硅低磷含釩凈化液，向低硅低磷含釩凈化液加入可溶性銨鹽進行沉釩，得到釩酸銨；用氫氧化鉀、碳酸鉀或碳酸氫鉀來溶解釩酸銨，除去不溶物，得到釩酸鉀溶液，蒸發(fā)結(jié)晶得到偏釩酸鉀。該專利在加入除硅劑后，含釩浸出液的pH在8?10之間，除去不溶物后，含釩凈化液的pH在1.3?3之間，前后溶液pH值變化較大，需要消耗較多的酸，且制備方法復雜，最終雖然也能得到偏釩酸鉀，但是因為含釩液中含有雜質(zhì)磷、硅、鉻、鐵、鈣和鈉等，最終得到的偏釩酸鉀還是含有微量的雜質(zhì)元素，且制備過程中剩余的銨鹽無法回收再利用，造成了資源的浪費。
[0006]公開號為“CN102531055A”，發(fā)明名稱為“偏釩酸鈉/偏釩酸鉀的制備方法”，公開了一種將鈉化提釩浸出液加熱至80?90°C，按照Ca:V = 1.5:1?2:1的質(zhì)量比向鈉化提釩浸出液中加入氯化鈣飽和溶液，保持80?90°C溫度條件下的同時充分攪拌均勻，反應30?40min后過濾得到釩酸鈣固體，將得到的釩酸鈣固體進行洗滌和過濾，將洗滌后的釩酸鈣固體置于容器中，然后加入一定量的碳酸氫鈉或碳酸氫鉀溶液，在60?70°C條件下充分攪拌，反應30?40min后過濾，蒸發(fā)、結(jié)晶得到的偏鑰JI鈉或者偏鑰JI鉀溶液，最后將晶體分離并干燥后得到偏釩酸鈉或偏釩酸鉀。該專利可以制備偏釩酸鉀或者偏釩酸鈉，但是，該方法制備的偏釩酸鈉或偏釩酸鉀中雜質(zhì)較高，此外，在制備釩酸鈣的同時，磷和硅也進入到釩酸鈣中，另外，在采用碳酸氫鉀進行反溶釩酸鈣時，也會有大量的鈣進入到釩酸鉀溶液中，造成偏釩酸鉀中鈣含量超標，而鈣是影響偏釩酸鉀作為催化劑活性的一種重要元素，它會導致偏釩酸鉀在作催化劑時板結(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對以上不足，本發(fā)明提供一種工藝簡單、物料消耗少，成本低，效益高，且能實現(xiàn)資源回收再利用的偏釩酸鉀的制備方法。
[0008]本發(fā)明偏釩酸鉀的制備方法，包括以下步驟:
[0009]a、按照摩爾比V03:K+= 1:1.01?1.05，將偏釩酸銨與碳酸鉀、碳酸氫鉀或氫氧化鉀加入到水中，得到鉀離子濃度為1.75?2.53mol/L的溶液，微波加熱至25?70°C，同時抽真空脫氨反應15?30min ；
[0010]b、將a步驟脫氨后的溶液攪拌蒸發(fā)結(jié)晶，當其中結(jié)晶的晶體占溶液體積的1/3?1/2時，加入反應溶液體積的1/2?1體積的乙醇，使固體析出；
[0011]c、將b步驟得到的固液混合物過濾，并用乙醇淋洗2?3次，得到偏釩酸鉀固體，在50?70°C下真空干燥4?8h，即得。
[0012]上述所述偏釩酸鉀的制備方法，其中b步驟中蒸發(fā)結(jié)晶為在80°C以上。
[0013]上述所述偏釩酸鉀的制備方法，其中b步驟中乙醇的體積分數(shù)為95%。
[0014]上述所述偏釩酸鉀的制備方法，其中c步驟中乙醇體積分數(shù)為50?70%。
[0015]上述所述偏釩酸鉀的制備方法，其中c步驟中過濾可以選擇簡便快捷的抽濾。
[0016]本發(fā)明直接采用偏釩酸銨、碳酸氫鉀或者碳酸鉀或者氫氧化鉀為原料，現(xiàn)有技術(shù)中常常使用氫氧化鉀。直接使用高純的偏釩酸銨和碳酸氫鉀或者碳酸鉀或者氫氧化鉀為原料，可以減少最終偏釩酸鉀中的雜質(zhì)，提高偏釩酸鉀的純度，而且本發(fā)明工藝簡單，成本低，制備的偏釩酸鉀具有很高的價值，原料可以回收再利用，對環(huán)境污染小。
[0017]采用微波加熱具有加熱速度快、熱量損失小、脫氣快速徹底、操作方便等特點，既可以縮短工藝時間、提高生產(chǎn)率、降低成本，又可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0018]本發(fā)明采用微波加熱使偏釩酸銨與碳酸氫鉀或者碳酸鉀或者氫氧化鉀進行脫氨反應，不僅可以使反應較快進行，與一般工藝脫氨反應5個小時以上相比，本發(fā)明僅僅需要15min以上，大大縮短了生成工藝，間接的節(jié)約了生產(chǎn)成本；另外，利用微波能量高，反應無污染的特點，可以使脫氨反應進行較徹底，生成的偏釩酸鉀純度較高，間接的提高了成品偏釩酸銨的收率和純度。
[0019]本發(fā)明是用微波加快偏釩酸銨與碳酸氫鉀的反應并快速脫去氨氣，再將反應后溶液蒸發(fā)部分水后用乙醇促進結(jié)晶析出偏釩酸鉀固體。其中生成的氨氣可以回收再利用，減少了資源的浪費。
[0020]本發(fā)明制備的偏釩酸鉀，按照市場上目前99%純度的偏釩酸鉀價格約7.2萬/噸，99%純度五氧化二釩7.5萬/噸粗略計算，銷售偏釩酸鉀較銷售同等釩計量的五氧化二釩利潤增長在35%以上。且從釩的中間產(chǎn)物偏釩酸銨制備偏釩酸鉀過程中基本不產(chǎn)生廢棄物，環(huán)境污染非常?。簧a(chǎn)偏釩酸鉀能擴大釩產(chǎn)品的銷售品種，擴大釩的應用范圍，增加釩的總銷量。
[0021]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0022]1、工藝簡單、反應時間短、操作方便；
[0023]2、乙醇能經(jīng)過精餾循環(huán)利用，物料消耗少；
[0024]3、濾液可歸入釩廠沉偏釩酸銨再利用，污染少；
[0025]4、工藝能耗低，成本相對較低。
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明偏釩酸鉀的制備方法，包括以下步驟:
[0027]a、按照摩爾比V03:Κ+= 1:1.01?1.05，將偏釩酸銨與碳酸鉀、碳酸氫鉀或氫氧化鉀加入到水中，得到鉀離子濃度為1.75?2.53mol/L的溶液，微波加熱至25?70°C，同時抽真空脫氨反應15?30min ；
[0028]b、將a步驟脫氨后的溶液攪拌蒸發(fā)結(jié)晶，當其中結(jié)晶的晶體占溶液體積的1/3?1/