多钒酸铵的制备及应用

概述^[1][2]

多钒酸铵是目前钒产品生产过程中的主要中间产品，多钒酸铵是生产低铬片状五氧化二钒主要原料，其价格昂贵，附加值高，应用前景广泛，常用来制备高端钒铝合金、钛合金、金属钒产品等。

制备^[1-2]

一、一种生产低铬多钒酸铵的方法

具体步骤如下：

(1)以钒渣通过酸性铵盐沉淀法生产的多钒酸铵为原料，将多钒酸铵加入碳酸钠溶液中，调节pH值至8.0～9.5，加热温度控制在50℃～80℃，多钒酸铵与碳酸钠完全反应生成溶液后，按反应生成的溶液与聚丙烯酰胺体积质量比为1L:40mg～1L:80mg，向反应生成 的溶液中加入聚丙烯酰胺，静止澄清2min～15min，过滤，得到钒溶液；

(2)将步骤(1)制得的钒溶液用水稀释至含钒浓度20g/L～25g/L，加入硫酸调节pH 值至0.6～1.5，加入硫酸铵，加热至沸腾、反应生成多钒酸铵后，过滤得到多钒酸铵固体，所述钒溶液中钒与硫酸铵的质量比为1:0.6～1:1.0；

(3)将步骤(2)制备的多钒酸铵固体用硫酸、硫酸铵混液洗涤多钒酸铵2次，每次多钒酸铵与硫酸、硫酸铵混液的固液比为1:1g/mL～1:4g/mL，然后用水淋洗多钒酸铵，得到铬质量含量≤0.03％的低铬含量的多钒酸铵产品。

二、多钒酸铵的连续洗涤纯化方法

一种多钒酸铵的连续洗涤纯化 方法。该方法包括如下步骤：

a、多钒酸铵料浆过滤得到上层液和多钒酸铵固体A，多钒酸铵固体A分批依次洗涤；所述多钒酸铵料浆为钙化提钒或钠化提钒工艺制备得到的沉钒料浆；

b、第1批多钒酸铵固体A按以下步骤处理：

第1批多钒酸铵固体A加入新水进行次洗涤，过滤得到多钒酸铵固体B和一级滤液，一级滤液和步骤a中所述上层液进行净化处理；多钒酸铵固体B加入新水进行第二次 洗涤，过滤得到多钒酸铵固体C和二级滤液；多钒酸铵固体C加入新水进行第三次洗涤，过滤 得到多钒酸铵产品和三级滤液；

上述步骤b中，新水与多钒酸铵固体A、多钒酸铵固体B、多钒酸铵固体C用量的重量 比均为0.8-1.5:1；

c、第2批次起的各批次多钒酸铵固体A按以下步骤处理：

各批多钒酸铵固体A加入上一批次处理所得二级滤液，过滤得到本批次多钒酸铵 固体B和本批次一级滤液，本批次一级滤液进行净化处理；多钒酸铵固体B加入上一批次处理所得三级滤液，过滤得到本批次多钒酸铵固体C和本批次二级滤液，多钒酸铵固体C加入新水，过滤得到本批次多钒酸铵产品和本批次三级滤液；

各批次处理中使用的上一批次二级滤液与当前批次多钒酸铵固体A用量的重量比 为0.8-1.5:1；上一批次三级滤液与当前批次多钒酸铵固体B用量的重量比为0.8-1.5:1；新水与当前批次多钒酸铵固体C用量的重量比为0.8-1.5:1；

d、最后一批次所得二级滤液和三级滤液可用于下次多钒酸铵的洗涤或进行净化处理。

所述多钒酸铵料浆为钙化提钒或钠化提钒工艺制备得到的沉钒上层液。所述钙化提钒工艺制备得到的沉钒上层溶液包含TV 0.01-1.0g/L，Mn²⁺ 10-30g/L，(NH₄)₂SO₄ 10- 60g/L，Mg²⁺ 0.5-8g/L；所述钠化提钒工艺制备得到的沉钒上层溶液包含TV 0.01-1.0g/L，Na⁺ 20-40g/L，(NH₄)₂SO₄ 10-60g/L。

其中，上述多钒酸铵的连续洗涤纯化方法中，用于钙化提钒工艺中多钒酸铵洗涤 的二级滤液含Mn²⁺ 1-15g/L，(NH₄)₂SO₄  3-30g/L，Mg²⁺0.1-4.0g/L；三级滤液含Mn²⁺ 1-6g/L，(NH₄)₂SO₄ 1-15g/L，Mg²⁺ 0～2.0g/L。

其中，上述多钒酸铵的连续洗涤纯化方法中，用于钠化提钒工艺中多钒酸铵洗涤 的二级滤液含Na⁺ 1-20g/L，(NH₄)₂SO₄ 3-30g/L；三级滤液含Na⁺ 1-5g/L，(NH₄)₂SO₄ 1-15g/ L。

其中，上述多钒酸铵的连续洗涤纯化方法中，过滤之前，多钒酸铵固体A、B、C的料层厚度为2-4cm。

其中，上述多钒酸铵的连续洗涤纯化方法中，所述二级滤液、三级滤液和新水的温度为控制在20-80℃。

其中，上述多钒酸铵的连续洗涤纯化方法中，所述新水为沉钒过程中的蒸汽冷凝水、工业生产新水、系统回用水中的至少一种，其pH值为3-6。

由上述多钒酸铵的连续洗涤纯化方法获得的多钒酸铵可直接用于生产五氧化二钒、三氧化二钒。

应用^[3-4]

一种利用多钒酸铵直接制备氮化钒的方法，所述步骤如下：将湿基多钒酸铵进行干燥，得到块状干基多钒酸铵，研磨后与石墨碳粉、粘结剂聚乙烯醇溶液、催化剂金属铁粉混合得到混合物料，混合物料进行预成型压制，得到预成型物料；将所述预成型物料放入石墨料罐中置于氮化窑内进行还原氮化，冷却降温后得到氮化钒。本方法制备工艺简单，能够直接通过以多钒酸铵为原料制备氮化钒，制得的氮化钒氮含量较高，而且多钒酸铵分解的氨气作为反应原料，在生产的过程中需要的辅助材料少，能耗低，生产成本低廉，具有较好的市场前景。

CN201410111170.7提供了一种多钒酸铵流态化生产粉状五氧化二钒的方法。所述方法包括：采用预流化系统对多钒酸铵物料进行预流化处理，以使多钒酸铵物料以流化状态从进料口进入流化床主体结构，同时从流化气体入口向流化床主体结构中提供流速为120~250Nm3/h、压力为60~70kPa的压缩空气，通过条形或板形构件控制流化床主体结构内的温度为490~560℃，多钒酸铵物料在流化床主体结构内的停留时间为40~60min，从粗颗粒物料出口和细颗粒物料出口得到粉状五氧化二钒。本发明的优点包括：反应温度低，有利于节能降耗；工艺能够长时间连续顺行；产品V₂O₅品位可达到98国家标准。

主要参考资料

[1] CN201710130781.X 一种生产低铬多钒酸铵的方法

[2] CN201810706084.9 多钒酸铵的连续洗涤纯化方法

[3] CN201710097409.3一种利用多钒酸铵直接制备氮化钒的方法

[4] CN201410111170.7一种多钒酸铵流态化生产粉状五氧化二钒的方法