含钒溶液的水解沉钒

含钒溶液的水解沉机含钒溶液的水解沉钒2009-5-1610:30:37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的溶解度最小，约230mol/L。V2O5与H2SO4之间的浓度关系如下：[H2S04]/tg-L-1)2.312.017.121.2lL)0.210.7S■_1.142.01表1列出一组V2O5-H2SO4-H2O系的数据。表1V2O5-H2SO4-H2O系统平衡数据30C7b°CV;o5/%H2SO./%密度，ctn"3)析出相V205/%足氾/%析出相1.63, 7.31.066①1.4817.43①4.79'23.51.219①2.0024.18①7.437.261.370、©5.0633.0①4.4145.01②5.483S.02②5.554.361.519②5.2741.01②9.14跄42 1,6^1 ② 5.13 1&.569,1460.121,6^1②5.131&.564166.76③8.0552.31③1.5371.67③g.oe57.336.2173.26④ID.B即一200.27630.41L7274'7.514.98④0.05399.16L817@7.5250④9.2640.491.440曙0.1393.14④撮231,7316,"】31.301,5077.^81,711S.2&19.5311.9657.56

表中析出相：①V2O5-3H2O,V2O5红褐色、针状；V2O5・2H2O,2SO3・8H2O粉红色、无定形、棕红色、针状;V2O5・H2O，V2O5・2SO3・3H2O淡黄、针状、红色、柱状；V2O5,V2O5・5SO3・4H2O黄色、针状、黄色、晶状。-2'■I 0-2'■I 0I2 3 4S-2-I0 1 2JI5 6oFI图1图2V2O5溶解度与pH的关系（25。01—V2O5/,lg二-0.82-pH;2—不析出V2O5lg=-0.04-pH;3—V2O5/,lg=-4.44+pH;4—不析出V2O5,lg=-3.00+pH;5—/,pH二1.03-0.333lg;6—/,pH二2.62;7—/,pH=7.38+lg图2钒在水溶液中的状态与钒浓度及pH的关系（25。）一、温度钒水解沉淀应在90。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。Q 炒 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5〜8g/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xNa2O・yV2O5・zH2O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H7[P(V2O5)6]，还与Fe3+、Al3+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、AIPO4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20〜160g/1,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2〜5m，容积4〜5m3。罐内壁衬耐酸瓷砖或辉绿岩。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°C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0.1g/L为终点。停止加热、搅拌、再静置10〜20min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