[发明专利]一种固相焙烧制备硫酸氧钒的方法

摘要

本发明提供了一种固相焙烧制备硫酸氧钒的方法，所述方法包括以下步骤：将五氧化二钒、浓度≥98wt％的硫酸和还原剂进行混合，混合均匀后置于密闭容器中；将密闭容器置于加热炉中升温焙烧进行还原反应；还原反应结束后，将密闭容器中的反应物溶于温度为70～100℃的水中，搅拌，过滤得到硫酸氧钒溶液；在硫酸氧钒溶液中加入晶种，然后冷却结晶得到硫酸氧钒晶体。本发明所述方法克服了采用稀硫酸溶液制备硫酸氧钒过程中易产生胶状物或类胶状物的缺点，制得的硫酸氧钒晶体具有较大晶粒，并且设备简单、反应条件温和、操作简便、成本低且易于规模化生产。 1

主权项

1.一种固相焙烧制备硫酸氧钒的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将五氧化二钒、浓度≥98wt％的硫酸和还原剂进行混合，混合均匀后置于密闭容器中；

(2)将密闭容器置于加热炉中升温焙烧进行还原反应；

(3)还原反应结束后，将密闭容器中的反应物溶于温度为70～100℃的水中，搅拌，过滤得到硫酸氧钒溶液；

(4)在硫酸氧钒溶液中加入晶种，然后冷却结晶得到硫酸氧钒晶体；

步骤(1)中所述五氧化二钒和浓度≥98wt％的硫酸的摩尔比为1:(1.5～4)；

步骤(1)中所述还原剂为硫磺；所述五氧化二钒和硫磺的摩尔比为1:(1.5～3)；

步骤(2)中升温至200～250℃焙烧进行还原反应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述五氧化二钒的纯度≥95％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述五氧化二钒和浓度≥98wt％的硫酸的摩尔比为1:(2.1～3.0)。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述五氧化二钒和浓度≥98wt％的硫酸的摩尔比为1:2.5。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫磺为升华硫、沉降硫或精制硫中任意一种或至少两种的组合。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述五氧化二钒和硫磺的摩尔比为1:(2.0～2.8)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述五氧化二钒和硫磺的摩尔比为1:2.5。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中升温至200℃焙烧进行还原反应。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中还原反应时间为0.5～1.0h。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(2)中还原反应时间为0.75h。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中得到的硫酸氧钒溶液的摩尔浓度为2～6mol/L。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述温度为70～100℃的水的用量为使得到的硫酸氧钒溶液的摩尔浓度为2～6mol/L。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中反应物溶于温度为70～100℃的水中形成的硫酸氧钒溶液摩尔浓度低于2～6mol/L时，将摩尔浓度低于2～6mol/L的硫酸氧钒溶液浓度在100～150℃下蒸发浓缩至硫酸氧钒溶液摩尔浓度为2～6mol/L。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中反应物溶于温度为70～100℃的水中形成的硫酸氧钒溶液摩尔浓度低于2～6mol/L时，将摩尔浓度低于2～6mol/L的硫酸氧钒溶液浓度在60～100℃下负压蒸发浓缩至硫酸氧钒溶液摩尔浓度为2～6mol/L。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述负压蒸发的压力为‑10～100kPa。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述负压蒸发的压力为‑20kPa。

17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中晶种为硫酸氧钒晶体。

18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述晶种的加入量为硫酸氧钒溶液质量的1～10％。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述晶种的加入量为硫酸氧钒溶液质量的5％。

20.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中冷却为自然冷却。

21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中冷却至15～25℃。