[发明专利]一种熔融挥发提纯五氧化二钒的方法

说明书

本发明涉及钒冶金技术领域，公开了一种熔融挥发提纯五氧化二钒的方法。该方法包括以下步骤：(1)将五氧化二钒在800～1500℃条件下熔化形成液态熔池；(2)维持液态熔池温度使液态五氧化二钒转变为五氧化二钒蒸气；(3)以0.15～0.2Mpa的压力从液态熔池的底部向液态熔池中通入气体，五氧化二钒蒸气从所述液态熔池中挥发并冷却降温至120～450℃，得到纯度不低于99.9％的五氧化二钒。本发明根据五氧化二钒与杂质氧化物熔点和饱和蒸汽压的差异性，采用熔池底部供气鼓泡加快五氧化二钒蒸气挥发从而分离提纯制备高纯五氧化二钒，过程中没有使用化学，也无废水产生，工艺简单，生产成本低。

技术领域

本发明涉及钒冶金技术领域，具体涉及一种熔融挥发提纯五氧化二钒的方法。

背景技术

五氧化二钒广泛应用于钢铁、化工、航空航天、能源等领域。随着材料领域的发展，钒电解液、钒铝合金、金属钒、钒催化剂等高端含钒材料对原料五氧化二钒的纯度要求越来越高，高纯五氧化二钒市场需求量也呈快速增长趋势。目前，高纯五氧化二钒制备有化学沉淀法、溶液萃取法、氯化法等方法。

CN112209441A公开了一种偏钒酸铵提纯制备高纯五氧化二钒的方法，其通过碱溶偏钒酸铵、钒液陈化、水解沉钒、返溶沉钒得到纯度大于99.8％的偏钒酸铵，再通过煅烧脱氨得到高纯五氧化二钒。该方法采用二次溶解、一次吸附除杂、二次沉淀、一次煅烧脱氨的方法获得了高纯五氧化二钒，过程中使用了氢氧化钠、硫酸、氨水等化学药剂，因此，该工艺具有工艺流程长、药剂用量大且产生的废水处理难度大的不足。

CN111057876A公开了一种用微乳液萃取制备高纯五氧化二钒的方法，其通过调节pH、微乳液制备、萃取、负载微乳相洗涤、反萃、碱性铵盐沉钒、煅烧脱氨得到高纯五氧化二钒，过程中使用了有机萃取剂、煤油、氢氧化钠、氯化钠、硫酸、硫酸铵或氯化铵等化学药剂，因此，该工艺也存在工艺流程长、药剂用量大且产生的废水处理难度大的不足。

CN103130279B公开了一种氯化法生产高纯五氧化二钒方法，其先将含钒物质和碳单质混合均匀经烘干加入到反应器中，先后通过氯化、精馏、水解和后处理后等到高纯五氧化二钒，该工艺虽然减少了传统湿法冶金过程中形成的工业有害废水，整个生产过程工艺简单，基本无废物产生，但采用氯气存在安全风险。

综上所述，现有高纯五氧化二钒制备方法存在工艺流程长，药剂消耗大、环境污染、杂质去除不彻底等问题，因此，开发一种工艺简单、安全环保、低成本的高纯五氧化二钒制备方法十分必要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的高纯五氧化二钒制备方法存在工艺流程长，药剂消耗大、污染环境、杂质去除不彻底的问题，提供一种熔融挥发提纯五氧化二钒的方法，该发明根据五氧化二钒与杂质氧化物熔点和饱和蒸汽压的差异性，在保证V₂O₅不发生分解反应的条件下，使其熔化形成液态熔池，温度高于熔点后五氧化二钒饱和蒸气压将快速增加，通过熔池底部供气鼓泡加快五氧化二钒的挥发速率，而杂质元素难以挥发，从而实现五氧化二钒换热杂质杂的高效分离，通过五氧化二钒蒸气冷凝收集得到高纯五氧化二钒。

为了实现上述目的，本发明提供一种熔融挥发提纯五氧化二钒的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将五氧化二钒在800～1500℃条件下熔化形成液态熔池；

(2)维持液态熔池温度使液态五氧化二钒转变为五氧化二钒蒸气；

(3)以0.15～0.2Mpa的压力从液态熔池的底部向液态熔池中通入气体，五氧化二钒蒸气从所述液态熔池中挥发并冷却降温至120～450℃，得到纯度不低于99.9％的五氧化二钒。

优选地，所述方法还包括：

(4)当液态熔池液位降低至步骤(1)所述液态熔池液位初始值的0.05～0.10倍时，排空液态熔池中的剩余物料；