1、含釩溶液的水解沉釩2009-5-16 10:30:37瀏覽:996次 我要評(píng)論導(dǎo)讀本文介紹了水解沉帆的方法，包括酸度、溫度、帆濃度與雜質(zhì)對(duì)帆的水解的影響。較 為全面的介紹了這些因素對(duì)帆的水解的影響，也提供了一些水解帆的方法。含帆溶液經(jīng)凈化后，帆多以五價(jià)帆酸根存在。隨溶液酸度增加，帆酸根會(huì)以帆酸的形 式析出，俗稱紅餅。帆的水解主要取決于酸度、溫度、帆濃度及雜質(zhì)的影響。析出的沉淀也 會(huì)因pH值、帆濃度的變化呈不同的聚合狀態(tài)。有關(guān)的機(jī)理在認(rèn)識(shí)上還不統(tǒng)一。大致可勾畫 如下，由圖1及圖2關(guān)于帆酸水溶液的性質(zhì)圖可以看出：帆濃度/(molL-1)溶液pH值主要的釩離子水解產(chǎn)物低，10-4酸性低48高，50X

2、10-323高，50X10-316*端4，伽廣高，50X10-31012g、原廠高，50X10-313當(dāng)pH值約1.8時(shí)，VO的溶解度最小，約230mol/L。V O與H SO之間的濃度關(guān)系如2 52 524下：H2SO4 /(gL-1)2.312.017.121.2V2O5/(gL-1)0.240.781.142.04表1列出一組V2O5-H2SO4-H2O系的數(shù)據(jù)。表1V2O5-H2SO4-H2O系統(tǒng)平衡數(shù)據(jù)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紅褐色、針狀；V2

4、O52 H2O, 2SO3 8H2O粉紅色、無定形、棕紅色、針狀；VO HO, VO 2SO 3HO淡黃、針狀、紅色、柱狀；2 5 22 532VO, VO 5SO 4HO黃色、針狀、黃色、晶狀。25 2532(L/w)對(duì)帆水解有重要影響的因素有溫度、酸度、帆濃度及雜質(zhì)含量等。-2-10123456 pH圖1 圖2 V2O5溶解度與pH的關(guān)系（256lVQ/, lgP =0.82pH； 2一不析出 V2O5ILV(lgP =0.04pH； 3V2O5/ 碼珥 ,=4.44+pH；4不析出 V2O5,演=-3.00+pH； 5產(chǎn)#角,pH=l.030.333 Ig；6碇 /珥頊=2.62；,7/

5、, pH=7.38+lg圖2帆在水溶液中的狀態(tài)與帆濃度及pH的關(guān)系（25C）一阿I /v,ornvSBoi11 VO；、溫度帆水解沉淀應(yīng)在90C以上進(jìn)行，最好在沸騰狀態(tài)。不同溫度及酸度下沉淀率與時(shí)間的 關(guān)系見圖3。02W4Q0時(shí)何mm圖3 沉淀率與時(shí)間的關(guān)系HVVOT”：I0.855；II0.954；m 1.16；W 1.18二、帆濃度溶液中含V以58g/L為宜。濃度過高，則結(jié)晶成核過快，易形成疏松的濾餅，吸附 較多雜質(zhì)及游離水。紅餅組成xNa2OyV2O5z H2O中的x/y偏大。當(dāng)溶液中含帆濃度低時(shí)， 則會(huì)有負(fù)面影響。三、雜質(zhì)的影響磷與帆形成穩(wěn)定的絡(luò)合物H7P (V2O5) 6，還與Fe3

6、+、Al3+形成磷酸鹽沉淀，會(huì)污染紅 餅。為此要求凈化后液含P小于0.15g/L。當(dāng)酸度較高時(shí)，可使FePO4、A1PO4的溶解度提 高，而減少磷對(duì)紅餅的污染。硅、鉻、鋁、鐵等離子濃度較高時(shí)，水解生成的膠體沉淀物，妨礙V2O5晶體的長大， 使水解速度變慢，生成的紅餅沉降、過濾困難。適當(dāng)提高酸度，可以改善此類不良的影響。氯離子可以加快釩水解沉淀的速度。而硫酸鈉含量在20160g / L,會(huì)使釩水解沉淀速度下降，主要表現(xiàn)為延長晶核孕育期。氯化鈉或硫酸鈉過多都會(huì)使紅餅中V2O5含量降低。四、攪拌釩的水解沉淀是一個(gè)伴有熱量、質(zhì)量傳遞的水解反應(yīng)過程，因此必須保持適宜的攪拌 速度，已達(dá)到臨界懸浮狀態(tài)，沒有任何死角為宜。工業(yè)用的機(jī)械攪拌沉釩罐為圓柱形，內(nèi)徑 25m，容積45m3。罐內(nèi)壁襯耐酸瓷磚或輝綠巖。中心安裝不銹鋼攪拌器。罐壁附近設(shè)不 銹鋼蒸汽加熱管。水解沉釩是間歇作業(yè)，先加入25%的沉釩前液，開始攪拌，再加入所需的硫酸，然后通 蒸汽加熱到90C以上接近沸點(diǎn)。繼續(xù)添加剩余的75%的沉釩前液。最后分析溶液中游離酸及 釩的濃度，調(diào)整酸度或補(bǔ)加沉釩前液，以使最后溶液中含釩小于0.1g/L為終點(diǎn)。停止加熱、 攪拌、再靜置1020min后過濾，即得紅餅。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，過濾設(shè)備可采用吸濾盤、壓濾 機(jī)或鼓式真空過濾機(jī)。紅餅須先