含釩溶液的水解沉釩

含釩溶液的水解沉機(jī)含釩溶液的水解沉釩2009-5-1610:30:37瀏覽：996次我要評(píng)論［導(dǎo)讀］本文介紹了水解沉釩的方法，包括酸度、溫度、釩濃度與雜質(zhì)對(duì)釩的水解的影響。較為全面的介紹了這些因素對(duì)釩的水解的影響，也提供了一些水解釩的方法。含釩溶液經(jīng)凈化后，釩多以五價(jià)釩酸根存在。隨溶液酸度增加，釩酸根會(huì)以釩酸的形式析出，俗稱(chēng)紅餅。釩的水解主要取決于酸度、溫度、釩濃度及雜質(zhì)的影響。析出的沉淀也會(huì)因pH值、釩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(huà)如下，由圖1及圖2關(guān)于釩酸水溶液的性質(zhì)圖可以看出：值主要的釩離子12當(dāng)pH值約1.8時(shí)，V2O5的溶解度最小，約230mol/L。V2O5與H2SO4之間的濃度關(guān)系如下：[H2S04]/tg-L-1)2.312.017.121.2lL)0.210.7S■_1.142.01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)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蹌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紅褐色、針狀；V2O5?2H2O,2SO3?8H2O粉紅色、無(wú)定形、棕紅色、針狀;V2O5?H2O，V2O5?2SO3?3H2O淡黃、針狀、紅色、柱狀；V2O5,V2O5?5SO3?4H2O黃色、針狀、黃色、晶狀。-2'■I 0-2'■I 0I2 3 4S-2-I0 1 2JI5 6oFI圖1圖2V2O5溶解度與pH的關(guān)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圖2釩在水溶液中的狀態(tài)與釩濃度及pH的關(guān)系（25。）一、溫度釩水解沉淀應(yīng)在90。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(jiàn)圖3。Q 炒 44X1-min圖3沉淀率與時(shí)間的關(guān)系:1-0.855；n-0.954；m-1.16;IV-1.18二、 釩濃度溶液中含V以5?8g/L為宜。濃度過(guò)高，則結(jié)晶成核過(guò)快，易形成疏松的濾餅，吸附較多雜質(zhì)及游離水。紅餅組成xNa2O?yV2O5?zH2O中的x/y偏大。當(dāng)溶液中含釩濃度低時(shí)，則會(huì)有負(fù)面影響。三、 雜質(zhì)的影響磷與釩形成穩(wěn)定的絡(luò)合物H7[P(V2O5)6]，還與Fe3+、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、AIPO4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(zhǎng)大，使水解速度變慢，生成的紅餅沉降、過(guò)濾困難。適當(dāng)提高酸度，可以改善此類(lèi)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20?160g/1,會(huì)使釩水解沉淀速度下降，主要表現(xiàn)為延長(zhǎng)晶核孕育期。氯化鈉或硫酸鈉過(guò)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(guò)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(méi)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2?5m，容積4?5m3。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(kāi)始攪拌，再加入所需的硫酸，然后通蒸汽加熱到90°C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10?20min后過(guò)濾，即得紅餅。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，過(guò)濾設(shè)備可采用吸濾盤(pán)、壓濾機(jī)或鼓式真空過(guò)濾機(jī)。紅餅須先