含钒溶液的水解沉钒

1、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帆的方法，包括酸度、温度、帆浓度与杂质对帆的水解的影响。较 为全面的介绍了这些因素对帆的水解的影响，也提供了一些水解帆的方法。含帆溶液经净化后，帆多以五价帆酸根存在。随溶液酸度增加，帆酸根会以帆酸的形 式析出，俗称红饼。帆的水解主要取决于酸度、温度、帆浓度及杂质的影响。析出的沉淀也 会因pH值、帆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关于帆酸水溶液的性质图可以看出：帆浓度/(molL-1)溶液pH值主要的钒离子水解产物低，10-4酸性低48高，50X

2、10-323高，50X10-316*端4，伽广高，50X10-31012g、原厂高，50X10-313当pH值约1.8时，VO的溶解度最小，约230mol/L。V O与H SO之间的浓度关系如2 52 524下：H2SO4 /(gL-1)2.312.017.121.2V2O5/(gL-1)0.240.781.142.04表1列出一组V2O5-H2SO4-H2O系的数据。表1V2O5-H2SO4-H2O系统平衡数据30C75CVO /% 25HSO /% 24密度/(gcm-3)析出相VO /% 25HSO,/ %析出相1.637.31.0661.4817.4434.7923.51.2192.0

3、024.187.437.261.3705.0633.04.4145.015.4838.025.554.361.5195.2741.019.1460.421.6615.1346.565.4466.768.0952.311.5974.679.0857.336.2173.2610.860.200.27680.411.7277.514.980.05399.161.8177.5270.509.2640.491.4400.1393.4410.4962.221.7346.1034.301.5077.481.7148.2949.5311.9657.56表中析出相：V2O53H2O, V2O5红褐色、针状；V2

4、O52 H2O, 2SO3 8H2O粉红色、无定形、棕红色、针状；VO HO, VO 2SO 3HO淡黄、针状、红色、柱状；2 5 22 532VO, VO 5SO 4HO黄色、针状、黄色、晶状。25 2532(L/w)对帆水解有重要影响的因素有温度、酸度、帆浓度及杂质含量等。-2-10123456 pH图1 图2 V2O5溶解度与pH的关系（256lVQ/, lgP =0.82pH； 2一不析出 V2O5ILV(lgP =0.04pH； 3V2O5/ 码珥 ,=4.44+pH；4不析出 V2O5,演=-3.00+pH； 5产#角,pH=l.030.333 Ig；6碇 /珥顼=2.62；,7/

5、, pH=7.38+lg图2帆在水溶液中的状态与帆浓度及pH的关系（25C）一阿I /v,ornvSBoi11 VO；、温度帆水解沉淀应在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。02W4Q0时何mm图3 沉淀率与时间的关系HVVOT”：I0.855；II0.954；m 1.16；W 1.18二、帆浓度溶液中含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。当溶液中含帆浓度低时， 则会有负面影响。三、杂质的影响磷与帆形成稳定的络合物H7P (V2O5) 6，还与Fe3

6、+、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、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。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90C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