[發明專利]一種硫酸氧釩的制備方法

無效

• 申請號: 200910094605.0
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN101580278A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 樊剛;魏昶;李興彬;李存兄;鄧志敢;李冥廷
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C01G31/00
• 分類號: C01G31/00
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司
• 代理人: 趙 云

技術領域

本發明涉及一種硫酸氧釩的制備方法，屬于濕法冶金技術領域。

背景技術

硫酸氧釩是在化工和醫學上有著重要的用途，在工業上的主要用作染織行業的媒染劑；化工行業的催化劑和能源材料行業的全釩液流電池的電解液。在醫藥上硫酸氧釩可以促進蛋白質的合成和幫助輸送營養，如氨基酸和葡萄糖進入肌細胞，增大肌細胞的體積，有近似于胰島素的功能。隨著我國化工行業，能源工業及制藥業的發展，硫酸氧釩的需求量逐年增大。

傳統的硫酸氧釩制備過程采用五氧化二釩為原料，其工藝流程為：五氧化二釩硫酸溶解→還原→蒸發結晶→脫水制得淺藍色硫酸氧釩粉末。這種工藝過程采用五氧化二釩為原料，成本高。五氧化二釩溶解后需要添加還原劑，引入雜質離子，影響產品純度。

中國專利公開號為：CN1491898A“硫酸氧釩的制備方法及應用”發明一種在硫酸溶液中加V₂O₃和V₂O₅，過濾蒸發，脫水制得VOSO₄的方法，此方法不添加還原劑，釩收率高，但原料價格貴，成本高。專利公開號為：CN1202463A“高收率合成高含量硫酸氧釩的方法”以五氧化二釩為原料，采用加熱活化后，用有機復合還原劑，使五價釩還原為四價釩。此方法產品純度高，但存在還原速度慢，反應時間長，還原劑消耗量大的缺點。

發明內容

【發明目的】

本發明的目的是提供一種硫酸氧釩的制備方法，該方法無中間產物，工藝流程短，生產成本低，釩收率高，產品純度高。

【技術方案】

實現本發明上述目的所采用的技術方案是：采用石煤資源作原料，酸性浸出得到四價釩的浸出液，浸出液還原、中和后，經兩段萃取和反萃取制得硫酸氧釩富集溶液，蒸發脫水得到硫酸氧釩產品。

浸出所用的添加劑為氟化鈉，還原所用還原劑為硫代硫酸鈉；中和劑為氨水；萃取劑為磷酸二異辛酯，稀釋劑為磺化煤油；反萃取劑為硫酸溶液。

本發明工藝技術操作參數如下：硫酸用量為原礦質量的20％～35％，氟化鈉用量為原礦質量的10％～15％，浸出時的液固質量比為1.5～2.0∶1，浸出溫度≥85℃，浸出時間為5h～6h。

還原劑硫代硫酸鈉用量為溶液中Fe³⁺質量的2.5倍～3.5倍，浸出液經還原后溶液中Fe³⁺濃度應＜0.5g/L，氨水中和后溶液pH值為2.2～2.5；一段萃取，有機相與水相的體積比O/A為1∶1，萃取劑磷酸二異辛酯的用量為有機相體積的8％～10％，二段萃取，相比O/A為1∶1，萃取劑磷酸二異辛酯的用量為有機相體積的30％～50％，萃取時間為8min；反萃劑硫酸濃度為1.0mol/L～1.5mol/L，反萃取有機相與水相的體積比O/A為5～8∶1(有機相與水相的體積比)，反萃取時間為15min。

所采用的原礦石煤中五氧化二釩含量≥0.75％w，且礦石粒度為-200目的大于85％。

石煤中的釩主要以V(III)和V(IV)的形式存在，主要以類質同象形式取代硅鋁酸鹽礦物晶格中的Al(III)，V(IV)以氧化物、氧釩離子(VO²⁺)或亞釩酸鹽形式存在。在浸出過程中，賦存在這些礦物晶格中的釩被釋放出來，由于若氧化氣氛的存在，在浸出過程中三價釩被氧化轉化為四價釩，以硫酸氧釩形式存在于浸出液中。石煤中的鐵大部分以Fe³⁺離子形式進入溶液中。其主要反應如下：

4K(Al，V)(AlSi₃)O₁₀(OH)₂+48F^-+3ClO^-+82H⁺→

??????????4K⁺+8Al³⁺+2VO²⁺+2VO₂⁺+45H₂O+12SiF₄+3Cl^-????????(1)

(V₂O₃)·X+2H⁺+1/2O₂→2VO²⁺+2H₂O+X????????????????????????(2)