[发明专利]一种基于含钒溶液的三氯氧钒制备方法

说明书

本发明公开了一种基于含钒溶液的三氯氧钒制备方法。其技术方案是：用沉淀剂将含钒溶液的pH值调节至1.8～6.3，再于95～100℃条件下搅拌80～100min，固液分离，得钒沉淀物。按钒沉淀物∶氯化剂的质量比为1∶(1.2～1.9)，将钒沉淀物和氯化剂混合，研磨至粒径小于0.074mm≥80wt％，得氯化精馏原料。将氯化精馏原料置于密闭的玻璃瓶中，在保护性气氛和150～190℃条件下氯化反应0.5～1h，制得基于含钒溶液的三氯氧钒气体；将基于含钒溶液的三氯氧钒气体进行冷凝收集，制得基于含钒溶液的三氯氧钒液体。本发明具有焙烧温温度低、能耗小、钒与杂质分离效果好、有利于人身健康和绿色环保的特点，用该方法制得的基于含钒溶液的三氯氧钒纯度高。

技术领域

本发明属于三氯氧钒制备技术领域。具体涉及一种基于含钒溶液的三氯氧钒制备方法。

背景技术

三氯氧钒(VOCl₃)是一类重要的化工中间体。三氯氧钒不仅用作有机溶剂或催化剂，还是制备高纯五氧化二钒的重要原料。

“一种三氯氧钒的制备方法”(CN110937630A)专利技术，该技术将钒源与氯源混合研磨，随后将混合物置于焙烧炉中，非氧化性气氛下焙烧，收集馏出物即得三氯氧钒。该方法以氯化铁、氯化钠、氯化镁和氯化钙中的一种作为氯源，虽避免了氯气作为氯化剂，但焙烧温度达到800℃，能耗较大。

“高炉渣低温氯化制备三氯氧钒的方法”(CN110642294A)专利技术，该技术将高炉渣和碳质还原剂混合、预热，然后通入氯气进行反应，得到含三氯氧钒的混合产物。该方法虽能有效提取高炉渣中的钒，但钒与杂质分离效果差，混合产物中三氯氧钒的含量仅为1.2～1.5wt％，纯度较低。

“利用钒铁细粉制备高纯三氯氧钒的方法”(CN111410228A)专利技术，该技术将钒铁细粉置于氯化反应器中，通入氮气，升温至300～600℃，通入氯气和氧气，调整氮气、氯气和氧气的总流速，进行氯化反应；反应过程中，将反应器内挥发的组分进行冷凝，得到三氯氧钒粗品，氯化反应结束后，停止通入氯气和氧气，再次调整氮气流速，待反应器冷却至室温后停止通入氮气，将三氯氧钒粗品蒸馏，冷凝，得到高纯三氯氧钒。该方法虽实现了高纯三氯氧钒的制备，但反应过程中通入的氯气作为氯化剂，具有高腐蚀性高毒性，对环境不友好。

综上所述，现有的制备三氯氧钒方法中，不仅存在焙烧温度高、能耗大、对环境不友好的技术缺陷，且制得的三氯氧钒纯度低。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种焙烧温温度低、能耗小、钒与杂质分离效果好和对环境友好的基于含钒溶液的三氯氧钒制备方法，用该方法制得的基于含钒溶液的三氯氧钒纯度高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：

步骤一、用沉淀剂将含钒溶液的pH值调节至1.8～6.3，再于95～100℃条件下搅拌80～100min，固液分离，得钒沉淀物。

步骤二、按所述钒沉淀物∶氯化剂的质量比为1∶(1.2～1.9)，将所述钒沉淀物和所述氯化剂混合，研磨至粒径小于0.074mm≥80wt％，得氯化精馏原料。

步骤三、将所述氯化精馏原料置于密闭的玻璃瓶中，在保护性气氛和150～190℃条件下氯化反应0.5～1h，制得基于含钒溶液的三氯氧钒气体。

将所述基于含钒溶液的三氯氧钒气体进行冷凝收集，制得基于含钒溶液的三氯氧钒液体。

所述含钒溶液的化学成分是：钒离子浓度为2.3～40g/L，所述含钒溶液的钒离子以五价钒的形式存在，所述含钒溶液的pH值为-0.8～1.0。

所述沉淀剂为碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钙和氢氧化钙中的一种以上。

所述氯化剂为无水氯化铝、或为无水氯化铝与氯化钠的混合物；所述混合物中无水氯化铝与氯化钠的质量比1∶(0.05～0.45)。