含钒溶液的水解沉钒

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1、含钒溶液的水解沉钒含钒溶液的水解沉钒 2009-5-16 10:30:37 浏览： 996 次我要评 论导读本文介绍了水解沉钒的方法，包括酸度、温度、钒浓度与杂 质对钒的水解的影响。较为全面的介绍了这些因素对钒的水解的影响， 也提供了一些水解钒的方法。含钒溶液经净化后，钒多以五价钒酸根存在。随溶液酸度增加， 钒酸根会以钒酸的形式析出，俗称红饼。钒的水解主要取决于酸度、 温度、钒浓度及杂质的影响。析出的沉淀也会因pH值、钒浓度的变化 呈不同的聚合状态。有关的机理在认识上还不统一。大致可勾画如下， 由图1及图2关于钒酸水溶液的性质图可以看出：值主要的钒离子12当pH值约1.8时，V2O5的溶解度最

2、小，约230mol /L。V2O5 与H2SO4之间的浓度关系如下：CH2S04J / tg - L1)2. 312. 017. 121. 2讥a/ g-L-1)0. 210. 7S142. 01表1列出一组V2O5 - H2SO4 - H2O系的数据。表1 V2O5 - H2SO4 - H2O系统平衡数据30 C7b C叽/ %H2SO. / %密度 fctn3)析出相v2o5 i %睜0 / %析出相1.63匚31.0661，4817.434. 7923.51.2192. 0024.187. 437. 261.370、5. 0633.04. 4145. 015. 483S. 025. 55

3、4. 361. 5195. 2741. 019, L460.121, 615. 131&. 56466. 768.0552.311. 537-1.67g. oe57. 336. 2173. 26ID. B0. 200.27630.41L 7277. 514. 980.053的.16L 8177. 52巾.509. 2640. 491. 440a 1393. 14血221,7316. 1034. 301,5077.81,711S. 2&11. 9657.56表中析出相：V2O53H2O, V2O5红褐色、针状； V2O52 H2O,2SO38H2O粉红色、无定形、棕红色、针状; V2O5H2O，

4、V2O52SO33H2O淡黄、针状、红色、柱状； V2O5,V2O55SO34H2O黄色、针状、黄色、晶状。对钒水解有重要影响的因素有温度、酸度、钒浓度及杂质含量等。图1图2 V2O5溶解度与pH的关系（25C） 1V2O5 /,lg 二-0.82 - pH ; 2不析出 V2O5 lg 二-0.04 - pH ; 3V2O5 /,lg 二-4.44 + pH ;4不析出 V2O5 ,lg 二-3.00 + pH ; 5/, pH 二 1.03 - 0.333 lg;6/,pH 二 2.62 ;7/, pH二7.38 + lgu vjit图2钒在水溶液中的状态与钒浓度及pH的关系（25C） 一

5、、温度钒水解沉淀应在90C以上进行，最好在沸腾状态。不同温度及酸度下沉淀率与时间的关系见图3。0期44X1-min图3沉淀率与时间的关系:1 - 0.855 ；n- 0.954 ；m- 1.16 ;IV-1.18二、钒浓度溶液中含V以58g/L为宜。浓度过高，则结晶成核过快，易形 成疏松的滤饼，吸附较多杂质及游离水。红饼组成xNa2OyV2O5z H2O中的x/y偏大。当溶液中含钒浓度低时，则会有负面影响。三、杂质的影响磷与钒形成稳定的络合物H7P (V2O5 )6,还与Fe3 +、AI3 + 形成磷酸盐沉淀，会污染红饼。为此要求净化后液含P小于0.15g /L。 当酸度较高时，可使FePO4

6、、A1PO4的溶解度提高，而减少磷对红饼 的污染。硅、铬、铝、铁等离子浓度较高时，水解生成的胶体沉淀物，妨 碍 V2O5 晶体的长大，使水解速度变慢，生成的红饼沉降、过滤困难 适当提高酸度，可以改善此类不良的影响。氯离子可以加快钒水解沉淀的速度。而硫酸钠含量在20160g / L，会使钒水解沉淀速度下降，主要表现为延长晶核孕育期。氯化钠或 硫酸钠过多都会使红饼中 V2O5 含量降低。四、搅拌钒的水解沉淀是一个伴有热量、质量传递的水解反应过程，因此 必须保持适宜的搅拌速度，已达到临界悬浮状态，没有任何死角为宜。 工业用的机械搅拌沉钒罐为圆柱形，内径25m,容积45m3。罐 内壁衬耐酸瓷砖或辉绿岩

7、。中心安装不锈钢搅拌器。罐壁附近设不锈 钢蒸汽加热管。水解沉钒是间歇作业，先加入 25%的沉钒前液，开始搅拌，再加 入所需的硫酸，然后通蒸汽加热到90弋以上接近沸点。继续添加剩余 的 75%的沉钒前液。最后分析溶液中游离酸及钒的浓度，调整酸度或 补加沉钒前液，以使最后溶液中含钒小于 0.1gL 为终点。停止加热 搅拌、再静置1020min后过滤，即得红饼。根据生产规模，过滤设 备可采用吸滤盘、压滤机或鼓式真空过滤机。红饼须先经干燥去除水分，再在10731173K温度下熔化，浇铸 成片状，作为炼钒铁的原料。水解沉钒早期用得比较普遍，但所产红饼熔片 V2O5 的含量仅为 80%90%，纯度较低，且耗酸量大，污水量大，故现已基本为铵盐 沉钒所取代。