[發(fā)明專利]一種由釩酸鈉制備偏釩酸銨的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710372631.X
• 申請(qǐng)日: 2017-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107128973B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜浩;劉彪;王少娜;鄭詩(shī)禮;潘博;王欣然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所
• 主分類號(hào): C01G31/00
• 分類號(hào): C01G31/00;C25B1/00
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;武玥

本發(fā)明涉及一種由釩酸鈉制備偏釩酸銨的方法，所述方法為：將釩酸鈉溶液作為陽(yáng)極電解液，在700?1200A/m²的電流密度下進(jìn)行離子膜電解；將電解結(jié)束后陽(yáng)極得到的溶液轉(zhuǎn)出并進(jìn)行攪拌，固液分離后得到多釩酸鈉晶體；將多釩酸鈉晶體加入氨水中反應(yīng)，得到偏釩酸銨。本發(fā)明利用深度電解，將釩酸鈉溶液轉(zhuǎn)化為多釩酸鈉，通過(guò)后續(xù)操作制備得到了純度大于99％的偏釩酸銨產(chǎn)品。制備過(guò)程不添加化學(xué)試劑，可大幅消減銨鹽的使用量，減少氨氮廢水的生成。電解得到的O₂和H₂收集后可分別作為釩原料浸出的氧化劑以及制備低價(jià)釩氧化物的還原劑。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，制備條件溫和，易于操作，具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及釩產(chǎn)品制備領(lǐng)域，具體涉及一種由釩酸鈉制備偏釩酸銨的方法。

背景技術(shù)

偏釩酸銨是淡黃色或白色的晶體，主要用作化學(xué)試劑、催化劑、催干劑、媒染劑等，在陶瓷工藝中廣泛用作釉料，也可用于制取五氧化二釩。

工業(yè)生產(chǎn)中，首先通過(guò)將含釩原料進(jìn)行鈉化焙燒、水浸后，再經(jīng)過(guò)除雜凈化制備出釩酸鈉溶液，然后將pH值調(diào)節(jié)至酸性，在釩酸鈉溶液中加入氯化銨或硫酸銨，得到多釩酸銨沉淀，從而實(shí)現(xiàn)釩與鈉的分離。多釩酸銨經(jīng)過(guò)重溶和銨鹽轉(zhuǎn)型生成偏釩酸銨。該方法需要將堿性溶液首先調(diào)節(jié)至酸性，然后再將得到的多釩酸銨重溶生成偏釩酸銨，沉釩和轉(zhuǎn)型的過(guò)程中需要消耗大量的酸和銨鹽，產(chǎn)生大量含有Na⁺和NH⁴⁺的廢水，高鹽氨氮廢水不僅造成資源的浪費(fèi)，而且難以處理，造成潛在的環(huán)境問(wèn)題。整個(gè)工藝流程長(zhǎng)、過(guò)程復(fù)雜、生產(chǎn)成本高。

因此，需要開(kāi)發(fā)目前清潔的釩與鈉分離制備偏釩酸銨的方法。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種由釩酸鈉制備偏釩酸銨的方法，利用釩酸鈉溶液制備得到了純度大于99％的偏釩酸銨產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了清潔、高效分離釩與鈉制備偏釩酸銨的目的。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種由釩酸鈉制備偏釩酸銨的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將釩酸鈉溶液作為陽(yáng)極電解液，在700-1200A/m²的電流密度下進(jìn)行離子膜電解；

(2)將電解結(jié)束后陽(yáng)極得到的溶液轉(zhuǎn)出并進(jìn)行攪拌，固液分離后得到多釩酸鈉晶體；

(3)將步驟(2)得到的多釩酸鈉晶體加入氨水中反應(yīng)，得到偏釩酸銨。

本發(fā)明通過(guò)對(duì)釩酸鈉溶液在700-1200A/m²的電流密度下進(jìn)行深度電解，使陽(yáng)極的Na⁺在電場(chǎng)作用下，透過(guò)陽(yáng)離子交換膜從陽(yáng)極遷移到陰極，與陰極OH^-結(jié)合生成NaOH。由于陽(yáng)極室pH降低，釩酸根離子發(fā)生聚合生成多釩酸根離子。電解結(jié)束后，陽(yáng)極室殘余少量的Na⁺，多釩酸鈉會(huì)以過(guò)飽和溶液的形式存在。將陽(yáng)極室溶液轉(zhuǎn)出，在攪拌的驅(qū)動(dòng)作用下多釩酸鈉迅速結(jié)晶析出生成HNaV₆O₁₆·4H₂O晶體，該晶體在NH₃·H₂O溶液中發(fā)生反應(yīng)，生成偏釩酸銨(NH₄VO₃)產(chǎn)品。

本發(fā)明在700-1200A/m²的電流密度下對(duì)釩酸鈉溶液進(jìn)行離子膜電解，陽(yáng)極室得到過(guò)飽和的多釩酸鈉溶液，攪拌沉淀后用于偏釩酸銨的制備。當(dāng)電流密度低于700A/m²時(shí)，電解后得到的產(chǎn)物為偏釩酸鈉，不能制備偏釩酸銨。當(dāng)電流密度過(guò)高時(shí)，能耗加劇，不利于控制生產(chǎn)成本。

電解過(guò)程中，陽(yáng)極室發(fā)生析氧，方程式如下：

4OH^-＝2H₂O+O₂+4e^-