[发明专利]偏钒酸钠/偏钒酸钾的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，具体地讲，本发明涉及一种偏钒酸钠/偏钒酸钾的制备方法，尤其是涉及一种从钠化提钒浸出液中提取偏钒酸钠/偏钒酸钾的制备方法。

背景技术

诸如偏钒酸钠(NaVO₃)和偏钒酸钾(KVO₃)的偏钒酸盐在化工领域用途广泛，可用作化学试剂、催化剂、催干剂、媒染剂等，而且偏钒酸钠可用来制造钒酸铵，也可用于医学影像、植物接种及防蚀剂等，偏钒酸钾可广泛地应用于釉料、化工触媒、高级陶瓷制品等。

目前，对于偏钒酸钠的制备，普遍采用从含钒的钠化焙烧浸出液中来提取偏钒酸钠的方法。

一种传统的偏钒酸钠制备方法是在加热的条件下用氢氧化钠溶液溶解粉状五氧化二钒，充分反应后得到钒酸钠溶液，然后通过蒸发浓缩得到偏钒酸钠。这种方法操作简单，得到的产品纯度较高，不产生污染废气(氨气)，是目前使用较为广泛的方法，但该方法对粉状五氧化二钒的质量要求较高，而且工业粉状五氧化二钒价格也比较昂贵，因此生产成本高。

另一种方法是将提钒浸出液除杂后蒸发浓缩结晶，从而得到偏钒酸钠固体。该方法工艺简单，操作方便，但是提钒浸出液成分复杂，杂质去除不完全，导致产品纯度不高，因此该方法很难得到广泛应用

又一种方法是如在公开号为CN101746822A的专利申请中所提到的，以钠化提钒浸出液为原料，用氢氧化钠返溶含铵的多钒酸钠固体来制取偏钒酸钠。该方法须对产生的污染废气(氨气)进行回收，操作复杂且酸、碱消耗量大，产品质量不稳定。

再一种方法是如在公开号为CN101723455A的专利申请中所提到的，利用提钒浸出液先浸出多钒酸钠，然后用氢氧化钠溶解法来制取偏钒酸钠。该方法的缺点是在沉淀多钒酸钠的过程中需将pH值调至1.1～1.6，酸的消耗量较大，沉钒过程控制难度大并且钒收率低。

偏钒酸钾的制备遇到了与偏钒酸钠的制备类似的问题，因此，目前亟需能够以低成本来制备偏钒酸钠和偏钒酸钾的方法。

发明内容

针对现有技术在制备偏钒酸钠和偏钒酸钾时存在的问题，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题。

本发明提供了一种能耗低、环境污染小、生产成本低、产品纯度高且钒收率高的偏钒酸钠/偏钒酸钾的制备方法。

根据本发明的一方面，一种偏钒酸钠的制备方法包括以下步骤：a、将钠化提钒浸出液加热至80℃～90℃，然后按照Ca∶V＝1.5∶1～2∶1的质量比向所述钠化提钒浸出液中加入氯化钙饱和溶液，保持80℃～90℃温度条件的同时充分搅拌，反应30～40分钟后过滤得到钒酸钙固体；b、将所得的钒酸钙固体进行洗涤和过滤；c、将洗涤后的钒酸钙固体置于容器中，按照CO₃^2-∶Ca²⁺＝1～1.2∶1的摩尔比加入质量浓度为20～30％的碳酸氢钠溶液，在60℃～70℃条件下充分搅拌，反应30～40分钟后过滤得到碳酸钙固体和偏钒酸钠溶液；d、将所得到的偏钒酸钠溶液蒸发浓缩至偏钒酸钠的质量浓度为20～30％，之后将所述偏钒酸钠溶液冷却至室温结晶，最后将所得晶体分离并在40℃以下干燥，得到偏钒酸钠固体。

根据本发明的另一方面，一种偏钒酸钾的制备方法包括以下步骤：a、将钠化提钒浸出液加热至80℃～90℃，然后按照Ca∶V＝1.5∶1～2∶1的质量比向所述钠化提钒浸出液中加入氯化钙饱和溶液，保持80℃～90℃温度条件的同时充分搅拌，反应30～40分钟后过滤得到钒酸钙固体；b、将所得的钒酸钙固体进行洗涤和过滤；c、将洗涤后的钒酸钙固体置于容器中，按照CO₃^2-∶Ca²⁺＝1∶1～1.2∶1的摩尔比加入质量浓度为20～30％的碳酸氢钾溶液，在60℃～70C条件下充分搅拌，反应30～40分钟后过滤得到碳酸钙固体和偏钒酸钾溶液；d、将所得到的偏钒酸钾溶液蒸发浓缩至偏钒酸钾的质量浓度为35～45％，之后将所述偏钒酸钾溶液冷却至室温结晶，最后将所得晶体分离并在40℃以下干燥，得到偏钒酸钾固体。

上述制备方法还可包括在步骤a之前对所述钠化提钒浸出液进行除硅处理的步骤，使得钠化提钒浸出液中含有20～35g/L的V⁵¹、15～20g/L的Na⁺、1～1.5g/L的Cr⁶¹、少于0.1g/L的Si和少于0.05g/L的P。