一種釩酸銨的連續生產方法
2023-05-29 21:10:36 1
專利名稱：一種釩酸銨的連續生產方法
技術領域：
本發明涉及一種釩酸銨的生產方法，尤其是一種低水份低鉀鈉的釩酸銨的連續生
產方法。
背景技術：
傳統的釩酸銨生產技術主要採用一次加酸到1. 8-2. 5，上清液含釩濃度高，釩損失大；反應釜為間斷生產方式，需要在沉釩反應容器中進行靜置，靜置分層後抽走上層液，下部料漿再加入熱水進行水洗，靜置分層抽走上層液，底部料漿通過真空吸濾來達到固液分離。這種生產方式由於其需要兩次靜置，每次靜置需要30分鐘，大大降低了生產效率；生產過程洗鉀鈉過程只能在反應容器中進行，每噸釩酸銨要消耗新水20m3，對環保水處理形成巨大的壓力，且洗滌效果不理想，釩酸銨鉀鈉雜質高；現場操作難度大、勞動強度高，環境差。且由於在反應容器內洗滌，增加了釩酸銨的返溶，致使沉釩上清液中還有大量的釩酸銨，無法回收，造成釩回收率低。公開號為CN101157478A的中國專利申請公開了一種多釩酸銨製備方法，其以傳統的鈉化焙燒-水浸工藝生產的含釩溶液為原料，先使釩與加入的鈣化合物結合生成釩酸鈣，然後用碳酸氫銨與釩酸鈣反應，使釩轉入溶液，而鈣生成更難溶的碳酸鈣，分離後的溶液在適當的酸度和加熱條件下生成多釩酸銨，經過生成釩酸鈣再溶解的過程後可獲得的多釩酸銨K2CHNa2CKl. 0%的多釩酸銨，用該多釩酸銨可生產含鉀鈉含量很低的三氧化二釩和無氧化二釩，沉釩廢水中的銨含量僅為傳統的工藝提釩廢水中的60 75%。但其未對生產方式，生產效率做出詳細的說明，且其鉀鈉雜質含量高。發表在《稀有金屬》2009年12期的論文《提高酸性銨鹽沉釩效果的研究》，提及以江西某地含釩石煤經焙燒.水浸-離子交換所得的富釩液為對象，研究了加酸加銨方式、添加晶種以及產品洗滌方式對酸性銨鹽沉釩，製備多聚釩酸銨(APV)的影響。結果表明冷態下採用2次加酸1次加銨、加銨pH值為5左右的方式沉釩有助於提高沉釩效果，V2O5純度， 可達99%以上；低濃度含釩溶液沉釩時，按其生成APV質量的1/200加入晶種破壞溶液過飽和度，可將沉釩時間縮短25% ；得到的沉澱物經，液固比為40:1的自來水洗滌，能將APV 中Na+，K+含量降至0.24%，且釩損失率僅為0.2%。但其洗滌消耗水量大，不適合工業生產，且為間歇式生產方式、未對釩酸銨中水份做出詳細的說明。綜上，現有的處理沉釩後所得釩酸銨的方法，不僅在沉釩後要進行靜置，且需要大量的洗水來洗滌鉀鈉等雜質，使得釩酸銨水分含量高，且所用洗水越多，造成釩酸銨返溶， 釩收率低。因此一種新的處理沉釩廢水及釩酸銨的方法亟待解決。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種低水份、低鉀鈉的釩酸銨的連續生產方法。為解決上述技術問題，本發明的工藝步驟為
A、將釩液用蒸汽加熱至50 80°C，加入酸調節釩液的pH值4 6 ；B、在調節pH值後的釩液中加入硫酸銨，加入的質量係數為(NH4)2S04/V = 0. 8 1. 5 ；
C、加入硫酸銨的釩液繼續攪拌並用蒸汽加熱到80 10(TC，然後第二次用酸調節釩液的pH值1.8 2.5 ；
D、第二次調節pH值後的釩液用蒸汽加熱至沸騰，保持沸騰狀態；釩酸銨沉澱使釩液形成固液料漿，固液料漿的上清液lg/L後，將固液料漿輸送至濃密池中；
E、固液料漿採用濃密技術，在濃密機中進行液體澄清；濃密機的底流料漿經過濾設備採用高壓水擠壓、熱水洗滌和空壓風吹乾後得到釩酸銨。本發明所述步驟A和C中，第一次和第二次所加入酸均為硫酸。本發明所述步驟A、C、和D中的蒸汽加熱均採用雙側均勻蒸汽加熱。本發明所述步驟D中保持沸騰狀態50 200分鐘。本發明所述步驟E中的底流料漿佔固液料漿總重量的7% 20%。本發明所述步驟E中熱水洗滌為50 80°C。本發明所述步驟E過濾設備為全自動立式壓濾機；壓濾機設置為進料400 600s、一次擠壓10s、洗滌400 500s、二次擠壓70 100s、吹乾60 70s、卸料100s。本發明所述步驟E中的濾液、洗水再次進入濃密機澄清；濃密機溢流後用葉濾機回收廢水中釩酸銨。採用上述技術方案所產生的有益效果在於本發明改變了硫酸銨的加入形式，通過冷、熱二次加酸工藝，解決了硫酸銨作為銨鹽沉澱劑時上清液含釩濃度高的難題，提高沉釩工序釩收率。本發明通過取消了反應釜內水洗步驟，提高反應容器工作效率，提高產能 20% 30%ο尤其是在全自動立式壓濾機內部水洗，高壓水擠壓，使釩酸銨中K2CHNa2O含量維持在0. 5% 0. lwt%，含水分10 25wt%，同時洗水消耗量減少8 13m3/噸釩，減輕汙水處理壓力；利用葉濾機技術有效回收廢水中釩酸銨，提高釩酸銨的收率。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。圖1是本發明的流程示意圖。
具體實施例方式圖1所示，本釩酸銨的連續生產方法採用以下工藝步驟
A、將經過淨化除雜的釩液通過蒸汽加熱，溫度在50 80°C之間時，第一次加入酸調節釩液的pH值4 6 ；所加入的酸最好為硫酸；
B、步驟A結束後，加入沉澱劑(硫酸銨)，加入的質量係數為(NH4)2S04/V=0. 8 1. 5 ；
C、步驟C結束後，繼續攪拌並加熱到80 10(TC時，第二次用酸調節釩液的pH值1.8 2. 5 ；所加入的酸最好為硫酸；
D、然後蒸汽加熱，沸騰後保持50 200分鐘，上層液lg/L時反應結束後，固液料漿直接用泵輸送至濃密池中；
E、料漿採用濃密技術，在濃密機中進行液體澄清，料漿進入底部料漿罐；經過濾設備採用高壓水擠壓、熱水洗滌K20+Na20、空壓風吹乾後輸送至釩酸銨庫；過濾設備最好採用全自
4動立式壓濾機；
F、濾液、洗水等再次進入濃密機澄清；濃密機溢流後經過葉濾機回收廢水中釩酸銨。實施例1 將含釩為20. 34g/L、磷含量0. 2mg/L、矽含量為88. 52mg/L的42. 5m3釩液在8#反應釜內攪拌、蒸汽加熱，加熱到60°C開始第一次加入硫酸，調整pH至4. 5 ；然後加入折合硫酸銨1. 490噸的硫酸銨溶液；再次加熱到85°C開始進行二次加入硫酸，調節pH 到2.0 ；繼續加熱至沸騰，保持120min，上清液至0.077g/L後直接打入濃密機。經過濃密機將料漿進行濃密後，料漿泵輸送至APV打漿槽，再輸送至全自動立式壓濾機進行壓濾。壓濾機設置為進料(400S)、一次擠壓(10S)、洗滌(400S)、二次擠壓(70S)、吹乾(70S)、卸料 (100S)。生產釩酸銨0. 48噸，消耗熱水2. 51m3 ；經立式壓濾機壓濾後所得釩酸銨主品位為 88. 9wt%，釩酸銨中水份為19wt%，釩酸銨中K2CHNa2O為0. llwt%。實施例2 將含釩為14. 36g/L、磷含量0. 3mg/L、矽含量為117mg/L的45. Im3釩液在7#反應釜內攪拌、蒸汽加熱，加熱到60°C開始第一次加入硫酸，調整pH至4. 5 ；然後加入折合硫酸銨1. 154噸的硫酸銨溶液，再次加熱到85°C開始進行二次加入硫酸到pH 2. 0 ； 繼續加熱至沸騰，保持140min，上清液至0. 08g/L後直接打入濃密機。經過濃密機將料漿進行濃密後，料漿泵輸送至APV打漿槽，再輸送至全自動立式壓濾機進行壓濾。壓濾機設置為進料(500S)、一次擠壓(10S)、洗滌(450S)、二次擠壓(70S)、吹乾(60S)、卸料(100S)。 生產釩酸銨0. 5噸，消耗熱水2. 54m3 ；經立式壓濾機壓濾後所得釩酸銨主品位為89. 09wt%, 釩酸銨中水份為22wt% ；釩酸銨中K2CHNa2O為0. 12%。實施例3 將含釩為21. 21g/L、磷含量0. 25mg/L、矽含量為112. 7mg/L的44. 2m3 釩液在4#反應釜內攪拌加熱；然後加熱到60°C開始第一次加入硫酸，調整pH至4. 5，加入折合硫酸銨1. 541噸的硫酸銨溶液；再次加熱到85°C開始進行二次加入硫酸到pH 2. 0，繼續加熱至沸騰，保持260min，上清液至0. 026g/L後直接打入濃密機。經過濃密機將料漿進行濃密後，料漿泵輸送至APV打漿槽，再輸送至全自動立式壓濾機進行壓濾。進料(600S)、 一次擠壓(IOS)、洗滌(500S)、二次擠壓(100S)、吹乾(60S)、卸料(100S)。生產釩酸銨0. 53 噸，消耗熱水2. 54m3 ；經立式壓濾機壓濾後所得釩酸銨主品位89. 79wt%,釩酸銨中水份為 18wt%，釩酸銨中 K2CHNa2O 為 0. llwt%。通過以上實施例可以看出，據本生產方法得到的釩酸銨其成分合格，且水分在 20wt%左右，遠低於40wt%，且耗水節省。通過延長沸騰時間，可以有效降沉釩上清液中釩含量；採用濃密技術，可穩定料漿濃度；增加壓濾機進料時間可提高壓濾機單循環產量；延長二次擠壓時間，可有效降低釩酸銨中水分；通過增加壓濾機水洗時間可有效降低釩酸銨中 K2CHNa2O 含量。原生產方法和本生產方法技術指標對比表，見表1。
權利要求
1.一種釩酸銨的連續生產方法，其特徵在於，該方法的工藝步驟為A、將釩液用蒸汽加熱至50 80°C，第一次加入酸調節釩液的pH值4 6；B、在調節pH值後的釩液中加入硫酸銨，加入的質量係數為(NH4)2S04/V = 0. 8 1. 5 ；C、加入硫酸銨的釩液繼續攪拌並用蒸汽加熱到80 10(TC，然後第二次加入酸調節釩液的PH值1.8 2.5 ；D、第二次調節pH值後的釩液用蒸汽加熱至沸騰，保持沸騰狀態；釩酸銨沉澱使釩液形成固液料漿，固液料漿的上清液lg/L後，將固液料漿輸送至濃密池中；E、固液料漿採用濃密技術，在濃密機中進行液體澄清；濃密機的底流料漿經過濾設備採用高壓水擠壓、熱水洗滌和空壓風吹乾後得到釩酸銨。
2.根據權利要求1所述的一種釩酸銨的連續生產方法，其特徵在於所述步驟A和C 中，第一次和第二次所加入酸均為硫酸。
3.根據權利要求1所述的一種釩酸銨的連續生產方法，其特徵在於所述步驟A、C、和 D中的蒸汽加熱均採用雙側均勻蒸汽加熱。
4.根據權利要求1所述的一種釩酸銨的連續生產方法，其特徵在於所述步驟D中保持沸騰狀態50 200分鐘。
5.根據權利要求1所述的一種釩酸銨的連續生產方法，其特徵在於所述步驟E中的底流料漿佔固液料漿總重量的7% 20%。
6.根據權利要求1所述的一種釩酸銨的連續生產方法，其特徵在於所述步驟E中熱水洗滌為50 80°C。
7.根據權利要求1所述的一種釩酸銨的連續生產方法，其特徵在於所述步驟E過濾設備為全自動立式壓濾機；壓濾機設置為進料400 600s、一次擠壓10s、洗滌400 500s、二次擠壓70 100s、吹乾60 70s、卸料100s。
8.根據權利要求1一 7所述的任意一種釩酸銨的連續生產方法，其特徵在於所述步驟E中的濾液、洗水再次進入濃密機澄清；濃密機溢流後用葉濾機回收廢水中釩酸銨。
全文摘要
本發明公開了一種釩酸銨的連續生產方法，該方法步驟為A、將釩液用蒸汽加熱至50～80℃，第一次加入酸調節釩液的pH值4～6；B、在釩液中加入硫酸銨，加入的質量係數為(NH4)2SO4/V＝0.8～1.5；C、釩液繼續攪拌並用蒸汽加熱到80～100℃，然後第二次加入酸調節釩液的pH值1.8～2.5；D、釩液用蒸汽加熱至沸騰，保持沸騰狀態；固液料漿的上清液V≤0.1g/L後輸送至濃密池中；E、固液料漿採用濃密技術進行液體澄清；濃密機的底流料漿經過濾設備採用高壓水擠壓、熱水洗滌和空壓風吹乾後得到釩酸銨。本方法解決了硫酸銨作為銨鹽沉澱劑時上清液含釩濃度高的難題，提高沉釩工序釩收率。本方法取消了反應釜內水洗步驟，提高反應容器工作效率，提高產能20%～30%。
文檔編號C01G31/00GK102351245SQ20111019418
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月12日 優先權日2011年7月12日
發明者付美玲, 劉超, 曹長山, 李秀雷, 白雲龍, 章偉, 董增宏, 豆長宏, 路金龍, 閆志成, 馬瑞峰 申請人:河北鋼鐵股份有限公司承德分公司