CN115747525B - 一种粗钒的提纯方法及其应用 - Google Patents
一种粗钒的提纯方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115747525B CN115747525B CN202111599018.4A CN202111599018A CN115747525B CN 115747525 B CN115747525 B CN 115747525B CN 202111599018 A CN202111599018 A CN 202111599018A CN 115747525 B CN115747525 B CN 115747525B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vanadium
- purification method
- ammonium
- solution
- saturated solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 153
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 152
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000012492 regenerant Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 6
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 41
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 31
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 29
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 17
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 17
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 17
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 16
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 12
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 11
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 11
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 10
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 9
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 9
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 9
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 150000005837 radical ions Chemical class 0.000 claims description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 5
- VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N ammonium oxalate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)C([O-])=O VBIXEXWLHSRNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 claims description 5
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 4
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 4
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L barium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ba+2] RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910001863 barium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 3
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001715 Ammonium malate Substances 0.000 claims description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- KGECWXXIGSTYSQ-UHFFFAOYSA-N ammonium malate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)C(O)CC([O-])=O KGECWXXIGSTYSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019292 ammonium malate Nutrition 0.000 claims description 2
- NGPGDYLVALNKEG-UHFFFAOYSA-N azanium;azane;2,3,4-trihydroxy-4-oxobutanoate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O NGPGDYLVALNKEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 claims 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 6
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 11
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- -1 Silicate ions Chemical class 0.000 description 5
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 5
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 5
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 4
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 4
- 229910001456 vanadium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 150000007524 organic acids Chemical group 0.000 description 3
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- AZUYLZMQTIKGSC-UHFFFAOYSA-N 1-[6-[4-(5-chloro-6-methyl-1H-indazol-4-yl)-5-methyl-3-(1-methylindazol-5-yl)pyrazol-1-yl]-2-azaspiro[3.3]heptan-2-yl]prop-2-en-1-one Chemical compound ClC=1C(=C2C=NNC2=CC=1C)C=1C(=NN(C=1C)C1CC2(CN(C2)C(C=C)=O)C1)C=1C=C2C=NN(C2=CC=1)C AZUYLZMQTIKGSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 2-methylsulfonylbenzoic acid Chemical compound CS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010065042 Immune reconstitution inflammatory syndrome Diseases 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000013 aluminium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910001422 barium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical group 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000012264 purified product Substances 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002195 soluble material Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明提供一种粗钒的提纯方法及其应用。本发明所述提纯方法包括以下步骤：(1)、将粗钒溶解于碱性溶液中，直至得到饱和溶液；(2)、将所述饱和溶液进行沉钒处理后，所述饱和溶液中析出晶体；(3)、将析出晶体的饱和溶液过滤得到滤饼和沉钒后的滤液，所述滤饼洗涤，得到提纯后的含钒产品；任选地，(4)、向步骤(3)中的沉钒后的滤液中加入重生剂，反应后过滤，得到重生液；重生液作为碱性溶液用于第一步溶解。本发明的提纯方法还可以对产品进一步重结晶，方法简单、成本低、设备要求低、能耗低，液体循环利用，不需处理氨氮废水，实现闭路循环，环境友好。适用于大规模工业生产，具有良好的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于钒提纯领域，具体涉及一种粗钒的提纯方法及其应用。
背景技术
五氧化二钒广泛应用于合金制造、催化剂、钒电池用电解液等制造领域。目前大部分钒产品应用于冶金工业。
为了实现低碳排放，提高清洁能源的使用比例势在必行。而风能、太阳能等可再生能源发电都需要配备蓄电储能装置才能实现连续、稳定的电能输出。以全钒液流电池(VRB)为代表的规模化蓄电储能装置是解决方案之一，近年来得到快速发展，它的制造和使用过程绿色环保，生产制造成本低于燃料电池，生产工艺相对简单，可深度充放电，可大电流密度放电，在大规模储能方向具有其他电池不可比拟的优势。随着储能市场的发展，钒电池的应用，高纯五氧化二钒在钒电池用电解液中的使用必将占据越来越重的比例。
众多研究表明，电解液中的杂质离子会对钒电池***产生不利影响。例如硅酸根离子降低了电极反应活性、电压效率和能量效率，并且加速电池容量的衰减；而钙、镁离子浓度过高时，电解液黏度增大、扩散系数减小，导致电极反应速度和可逆性降低、钒离子沉淀、电解液稳定性降低；铜离子会随着电池电极表面的氧化还原过程而析出，沉积于质子交换膜以及电极表面，影响电池稳定运行；钠、钾、铵根离子的存在影响电解液的稳定性；可变价金属离子铁、铬、锰元素的含量过高，会对电解液产生不利影响，大大降低钒电池的能量效率、工作稳定性，同时降低离子交换膜的使用寿命。因此，在钒电池电解液的制备和使用过程中，应尽量避免引入杂质元素。
偏钒酸铵是制取五氧化二钒的主要原料，要想获得高纯度的五氧化二钒，首先要制备高纯度的偏钒酸铵，因此，采用经济环保的制备方法显得尤为重要。
偏钒酸铵提纯的方法有：物理结晶提纯法，化学除杂提纯法，萃取提纯法，离子交换提纯法等，以上方法都有一定的缺点。
结晶法：单独使用结晶法时，存在液固比高，能耗较高，升温降温、结晶时间长，结晶沾壁。结晶后的溶液中杂质元素积累，需再次处理等缺点。
化学法：工艺相对复杂，需多次调pH，外加药剂可能引入杂质，高纯度药剂成本高，需处理高盐，高氨氮废水，钒损失较大。
萃取法：需经过多级萃取与反萃等工序，使其生产工序复杂化，生产周期较长，萃取过程容易生成第三相，使得萃取失效。萃取剂为有机物，一般有一定毒性，同样需处理沉钒废水。
离子交换法：操作烦琐，树脂解吸附与再生时产生大量废水，生产周期长，由于吸附容量限制，生产能力小。同时，在离子交换过程中会有少量杂质离子与活性官能团发生置换，因此不能达到完全净化的目的。离子交换元素多，需不同交换柱，处理水量大。此外，一部分钒仍在原溶液中未结晶出来，可能造成钒的损失加大。
不论使用何种方法，最后需使用铵盐(如硫酸铵，氯化铵等)沉钒时，必带来一个问题，那就是高氨氮、高盐废水的处理问题，这是公认的难点和重点；也是提纯偏钒酸铵的瓶颈所在。高氨氮、高盐废水处理难度大、污染问题突出，严重制约了其规模化工业应用。传统处理方法需蒸发结晶，能耗高，流程长，投资高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种粗钒的提纯方法及其应用，本发明的提纯方法简单实用、低成本、低能耗、高环保。
为达到上述目的，本发明提供了一种粗钒的提纯方法，所述提纯方法包括以下步骤：
(1)将粗钒溶解于碱性溶液中，直至得到饱和溶液；
(2)将所述饱和溶液进行沉钒处理后，所述饱和溶液中析出晶体；
(3)将析出晶体的饱和溶液过滤得到滤饼和沉钒后的滤液，所述滤饼洗涤，得到提纯后的含钒产品；任选地，
(4)向步骤(3)中的沉钒后的滤液中加入重生剂，反应后过滤，得到重生液；重生液作为碱性溶液用于步骤(1)溶解粗钒。
根据本发明的实施方案，所述粗钒选自含杂质的偏钒酸铵、多钒酸铵、多钒酸钠、五氧化二钒中的至少一种。
优选地，杂质选自Al、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Mo、Na、Si中的至少一种。
优选地，所述粗钒中的杂质含量为0.1～0wt％，优选为0.5～5wt％。
优选地，所述粗钒中的钒包括低价钒，所述低价钒占钒的总量的0.1～10wt％，优选为0.5～5wt％。
本发明中所述低价钒是指钒离子以下述形式中的至少一种存在于粗钒中：V+2、V+3、V+4。
根据本发明的实施方案，所述溶解在搅拌下进行。优选地，所述搅拌的速度为100～1000r/min，优选为300～500r/min。
根据本发明的实施方案，本发明不限制步骤(1)所述溶解的温度，只要能实现溶解即可。示例性地，所述溶解的温度为10～95℃，优选为30～50℃，例如为30℃。
根据本发明的实施方案，所述溶解的时间为1～120min，优选为30～60min。
根据本发明的实施方案，所述碱性溶液选自氨和碱的混合溶液。
优选地，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。
根据本发明的实施方案，所述碱性溶液中，氨的质量百分数为0～25％，优选为1～5％，进一步优选分别为1.5～3％。
根据本发明的实施方案，所述碱性溶液中，碱的质量分数为0～15％，优选为2～7.5％，进一步优选为2～5％。
根据本发明的实施方案，所述粗钒的质量与所述碱性溶液中的氨和碱的总质量的比值为2～5。
根据本发明的实施方案，所述饱和溶液还可以进行除杂。优选地，所述除杂包括在所述饱和溶液中加入沉淀剂后初步过滤，以去除部分杂质。优选地，初步过滤后得到滤渣和过滤后的饱和溶液。
优选地，所述沉淀剂选自磷酸盐，铝盐及弱酸盐。示例性地，所述弱酸盐选自碳酸盐、草酸盐等中的至少一种，例如为碳酸钠、碳酸钾、磷酸钠、硫酸铝中的至少一种。
优选地，过滤后得到滤渣经收集进一步处理。
根据本发明的实施方案，步骤(2)中，还可以先加入氧化剂后再进行沉钒处理。本发明中加入所述氧化剂的目的在于使饱和溶液中的低价钒转化为高价钒，便于后续沉钒处理。
优选地，所述氧化剂选自双氧水、氯酸盐、高氯酸盐等中的至少一种。
根据本发明的实施方案，所述氧化剂的加入量与所述粗钒中低价钒的摩尔比为1～2，优选为1～1.5。
根据本发明的实施方案，步骤(2)中，所述沉钒处理包括沉钒和调节pH。
根据本发明的实施方案，所述沉钒剂的加入量为所述粗钒质量的10～300％，优选为60～120％。
优选地，所述沉钒处理可采用如下步骤：使用第一沉钒剂一步法络合沉钒、调pH；或
采用pH调节剂调节饱和溶液的pH，并采用第二沉钒剂沉钒。
优选地，所述第一沉钒剂选自有机酸。示例性地，所述有机酸选自酒石酸、草酸、苹果酸、柠檬酸中的至少一种。
优选地，所述第二沉钒剂选自上述有机酸的铵盐。优选地，所述第二沉钒剂选自酒石铵、草酸铵、柠檬酸铵、苹果酸铵中的至少一种。
优选地，所述pH调节剂可选用本技术领域已知的pH调节剂，对所述pH调节剂的浓度和用量不做具体限定，只要能得到所需pH值即可，例如为氨水、硫酸等。
优选地，所述饱和溶液的pH调节为7～9，优选为8～9。
优选地，所述沉钒的温度为10～95℃，优选为30～50℃，例如为30℃。
根据本发明的实施方案，所述沉钒还需要搅拌。
优选地，所述搅拌的时间为0.5～6h，优选为1～3h，例如为1h、2h、3h。
根据本发明的实施方案，步骤(3)中，对所述滤饼进行洗涤，目的在于洗去其中夹带物及易溶物。
优选地，所述洗涤采用如下洗涤溶液进行：纯水、浓度为9.5％～10.5％(g/mL)氨水及铵盐溶液。示例性地，所述铵盐选自氯化铵、硫酸铵、有机酸铵盐溶液中的至少一种。
优选地，所述洗涤溶液的用量为所述滤饼的质量的0.1～8倍，优选为1～4倍。
根据本发明的实施方案，步骤(4)中，所述重生剂选自含有金属离子的氢氧化物。示例性地，所述重生剂选自氢氧化钙、氧化钙、氢氧化钡、氧化钡等中的至少一种。
根据本发明的实施方案，所述重生剂的加入量为沉钒后的滤液中酸根离子摩尔量的0.5～1.5倍，优选为1～1.2倍，例如为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2。
根据本发明的实施方案，所述酸根离子包括加入的第一沉钒剂中的酸根离子的总和或加入的第二沉钒剂和pH调节剂的酸根离子的总和。
根据本发明的实施方案，所述重生的温度为10～90℃，优选为30～50℃。
根据本发明的实施方案，所述重生的时间为1～6h，优选为3～4h。
根据本发明的实施方案，所述重生的搅拌速度为100～1000r/min，优选为300～500r/min。
本发明中，所述重生的原理是重生剂中的金属离子(如钙离子、钡离子)可以与沉钒后的滤液中的酸根离子结合形成金属沉淀盐，而重生剂中的氢氧根离子重新进入溶液。而金属沉淀盐通过高温煅烧可以重新变为金属氧化物，实现循环利用。
根据本发明的实施方案，所述重生液中，酸根离子的浓度小于0.1wt％。优选地，所述重生液的pH值为13～14。
根据本发明的实施方案，采用上述提纯方法，所述粗钒的收率为95～99.9％，优选为98～99.9％。
根据本发明的实施方案，所述提纯方法还包括：(5)、对步骤(3)的产品进行重结晶，得到纯化后的含钒产品。
根据本发明的实施方案，所述重结晶包括：溶解、冷却结晶。
根据本发明的实施方案，所述重结晶中，采用重结晶液进行溶解。优选地，所述重结晶液选自水、氨水、铵盐溶液中的至少一种。
示例性地，所述铵盐溶液选自氯化铵、硫酸铵、草酸铵中的至少一种。
优选地，所述铵盐溶液中，铵的质量浓度为0.1～5％。
根据本发明的实施方案，步骤(5)中，所述重结晶液可以重复使用。
优选地，所述重结晶的溶解条件包括：温度80～100℃，优选90～95℃；时间0.5～3h，优选为1～2h；搅拌速度为100～1000r/min，优选为300～500r/min。
优选地，所述重结晶的冷却结晶的条件包括：温度5～40℃，优选10～30℃；时间0.5～5h，优选为2～4h。
本发明还提供上述提纯方法在制备偏钒酸铵或五氧化二钒中的应用。
本发明还提供通过上述提纯方法制备得到偏钒酸铵。
根据本发明的实施方案，所述偏钒酸铵的收率为95～99.9％，优选为98～99.9％。
根据本发明的实施方案，所述偏钒酸铵的纯度不低于99％，优选为99％～99.9％。
本发明还提供一种五氧化二钒，所述五氧化二钒采用上述偏钒酸铵制备得到。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明通过创新性的方法和设计，用简单的方法实现了沉钒液和重结晶液的重复利用，整个工艺实现闭路循环，无需处理和排放废水，几乎无钒损。本发明的方法成本低、能耗低、流程短、易于操作。本发明工艺简单，流程短，步骤少，沉钒过程中不需多次加入沉钒剂，且只需调节一次pH，耗时少。
2.采用本发明的提纯方法，全程无废水排放，液相实现内循环重复利用。解决了高氨氮、高盐废水的处理问题，不仅环保，还较大的降低了工艺成本，突破了大规模工业化应用的瓶颈。
3.采用本发明的提纯方法产生的滤渣也可再次重生利用。
4.传统方法中，钒的损失是不可避免的，而且不低，而采用发明的提纯方法，纯化处理含杂偏钒酸铵，纯化过程中几乎无钒损，因沉钒后的滤液一直在流程中循环，不会外排，本发明制备得到的偏钒酸铵产品纯度可达99.9％以上。
5.采用本发明的提纯方法制备得到的偏钒酸铵产品，溶解和沉钒过程的温度低，能耗低；每吨产品的纯化处理成本低于5000元，成本低。
6.本发明的沉淀剂可以络合杂质，且可以同时处理多种杂质，沉钒率高。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
实施例1
取浓氨水51g，加450g水稀释均匀，加入25g氢氧化钠，作为碱性溶液，加入80g纯度95％的偏钒酸铵，30℃下搅拌溶解1h；过滤，滤液加热到50℃，进行沉钒处理：搅拌下加入草酸60g，用氨水调节pH值为8，沉钒3h。趁热过滤，滤饼用100g纯水洗涤，在40～60℃下干燥，得偏钒酸铵产品，测得沉钒率99％，纯度99.5％。
实施例1a
重生：将实施例1中的沉钒后滤液加入氨水2ml，促进草酸根转化；加入氧化钙，其与草酸根的摩尔比为1:1，50℃下搅拌重生4h，抽滤，得到滤液450ml，用50ml水洗涤滤饼，合并洗液和滤液。所述洗液和滤液作为回收碱性溶液用于实施例1的提纯，pH为13～14。
再根据实施例1中结晶出的偏钒酸铵的量补加纯度95％的偏钒酸铵，并按照实施例1的提纯方法进行提纯得到产品，并采用上述方法得到第2次重生后的回收碱性溶液产品的沉钒率为97.53％，纯度99.9％。
为了进一步验证洗液和滤液作为回收碱性溶液的循环使用效果，将第2次重生后的洗液和滤液作为步骤1中的碱性溶液，继续补加纯度95％的偏钒酸铵，重复以上溶解、重生、沉钒过程，重复将第3次和第4次重生后的洗液和滤液进行沉钒后，测得回收碱性溶液用于沉钒的沉钒率分别为：97.29％，99.6％，99.9％；偏钒酸铵产品的纯度为99.9％。
实施例2
沉钒：取浓氨水51g，加450g水稀释均匀，加入5.5g氢氧化钠，作为碱性溶液，加入26g纯度95％的偏钒酸铵，30℃下搅拌溶解1h；过滤，滤液加热到50℃，进行沉钒处理：搅拌下加入柠檬酸60g，用氨水调节pH值为8，沉钒3h。趁热过滤，滤饼用50g纯水洗涤，在40～60℃下干燥，得偏钒酸铵产品，测得沉钒率98.02％，纯度99.9％。
实施例3
取浓氨水51g，加450g水稀释均匀，加入25g氢氧化钠，作为碱性溶液，加入90g纯度95％的偏钒酸铵，加入碳酸钠5g，30℃下溶解除杂1h，过滤；滤液50℃，进行沉钒处理：搅拌下加入草酸和柠檬酸络合沉钒，草酸量为60g，柠檬酸量为20g，用氨水调节pH值为8～9，搅拌3h；滤饼用50g纯水洗涤，在40～60℃下干燥，得偏钒酸铵产品，测得沉钒率96.01％，纯度99.5％；
实施例3a
重生：将实施例3中的沉钒后滤液加入氨水5ml，促进草酸根和柠檬酸根转化。加入氧化钙66.2g，50℃下搅拌重生4h，抽滤，得到滤液440ml，用60ml水洗涤滤饼，合并洗液和滤液，得重生的碱性溶液，其pH为13～14。再加入纯度95％的偏钒酸铵80g，溶解后过滤除杂，加草酸后调pH结晶，重复沉钒过程。测得沉钒率为99.9％，纯度99.5％。
实施例4
取浓氨水51g，加450g水稀释均匀，加入16g氢氧化钠，加入58g纯度98％的偏钒酸铵(其中四价钒离子的比例5％)，30℃下溶解除杂1h，过滤；滤液50℃，进行沉钒处理：搅拌下加入氧化剂氯酸钠6g，氧化低价钒离子后，再加草酸络合沉钒，草酸量为60g，调节pH为8，搅拌3h，滤饼用50g纯水洗涤，在40～60℃下干燥，得偏钒酸铵产品，测得沉钒率98.26％，纯度99.5％。
实施例5
取浓氨水51g，加450g水稀释均匀，加入16g氢氧化钠，加入57g纯度95％的偏钒酸铵，30℃下溶解除杂1h，过滤；滤液50℃搅拌下，进行沉钒处理：加入草酸络合沉钒，草酸量为60g，用氨水调节pH值为8～9，搅拌3h，滤饼用50g纯水洗涤，在40～60℃下干燥，得偏钒酸铵产品，测得沉钒率93.18％，纯度99.5％。
实施例5a
重生：将实施例5的沉钒后滤液加入氧化钙37.8g，氢氧化钡70g，50℃下搅拌重生4h，抽滤，得到滤液450ml，用50ml水洗涤滤饼，合并洗液和滤液。得重生的碱性溶液，pH为13～14。再加入纯度95％的偏钒酸铵57g，溶解后过滤除杂，加草酸60g后调pH结晶，重复沉钒过程。测得沉钒率为96.74％，纯度99.5％。
实施例6
取450g水，加入16g氢氧化钠，加入57g纯度为98％的含杂多钒酸铵，30℃下溶解除杂1h，过滤；滤液30℃，进行沉钒处理：搅拌下加入草酸铵30g络合沉钒，用氨水调节pH值为8，搅拌3h；滤饼用200g纯水洗涤，在40～60℃下干燥，得偏钒酸铵产品，测得沉钒率99.31％，纯度99.9％。
实施例7
取450g水，加入16g氢氧化钠，加入57g纯度95％的偏钒酸铵，30℃下溶解除杂1h，过滤；滤液30℃，进行沉钒处理：搅拌下加入酒石酸50g络合沉钒，用氨水调节pH值为8，搅拌3h；滤饼用200g纯水洗涤，在40～60℃下干燥，得偏钒酸铵产品，测得沉钒率99.9％，纯度大于99.5％。
重结晶：取以上产品25g，用水500g于90℃下溶解1h，趁热过滤，滤液冷却到30℃重结晶2h。析出白色偏钒酸铵，过滤干燥，得到高纯产品，测得结晶率96.09％，纯度99.9％以上。
取上述实施例的高纯产品进行ICP检测，检测结果见表1。
ICP测试仪器：IRIS Advantage 1000ICP-AES等离子体原子发射光谱仪。
表1
| 元素 | 含杂钒原料 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例7 |
| Al(ppm) | 500 | 10 | 10 | 10 |
| As(ppm) | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Be(ppm) | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Ca(ppm) | 330 | 23 | 17 | 10 |
| Cd(ppm) | 4 | 1 | 1 | 1 |
| Co(ppm) | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Cr(ppm) | 950 | 53 | 10 | 12 |
| Cu(ppm) | 870 | 22 | 5 | 10 |
| Fe(ppm) | 1500 | 20 | 15 | 15 |
| K(ppm) | 1200 | 46 | 38 | 44 |
| Li(ppm) | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Mg(ppm) | 530 | 10 | 10 | 10 |
| Mn(ppm) | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Mo(ppm) | 500 | 10 | 10 | 10 |
| Na(ppm) | 100 | 20 | 10 | 32 |
| Ni(ppm) | 840 | 10 | 10 | 10 |
| P(ppm) | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Pb(ppm) | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Sb(ppm) | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Si(ppm) | 500 | 20 | 20 | 20 |
| Sn(ppm) | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Ti(ppm) | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Zn(ppm) | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 偏钒酸铵(％) | 95 | 99.50 | 99.90 | 99.90 |
通过表1的结果可知，通过本发明的工艺纯化后，粗钒中的杂质离子含量大幅度降低，偏钒酸铵的纯度可达99.5％以上。通过表1可知，采用本发明中的提纯方法提纯后的产品，纯度高。由此可知，本发明的提纯方法的适应性较好。
通过实施例1a、3a、5a可知，本发明的重生的碱性溶液，经多次循环，其除杂效果依然很稳定。
通过对比实施例1和实施例7可知，经过重结晶能够进一步降低杂质的含量，如铬，钙等，可以满足对提纯后的产品的不同要求。
以上对本发明示例性的实施方式进行了说明。但是，本申请的保护范围不拘囿于上述实施方式。本领域技术人员在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (24)
1.一种粗钒的提纯方法，其特征在于，所述提纯方法包括以下步骤：
（1）将粗钒溶解于碱性溶液中，直至得到饱和溶液；所述粗钒中的杂质含量为5～10wt%；所述溶解的温度为10～50℃；
（2）将所述饱和溶液进行沉钒处理后，所述饱和溶液中析出晶体；所述沉钒处理采用如下步骤：使用第一沉钒剂一步法络合沉钒、调pH；或
采用pH调节剂调节饱和溶液的pH，并采用第二沉钒剂沉钒；
所述饱和溶液的pH调节为7～9；所述第一沉钒剂选自酒石酸、草酸、苹果酸、柠檬酸中的至少一种；所述第二沉钒剂选自酒石铵、草酸铵、柠檬酸铵、苹果酸铵中的至少一种；
所述沉钒处理的温度为10～50℃；
（3）将析出晶体的饱和溶液过滤得到滤饼和沉钒后的滤液，将所述滤饼洗涤，得到提纯后的含钒产品；任选地，
（4）向步骤（3）中的沉钒后的滤液中加入重生剂，反应后过滤，得到重生液；重生液作为碱性溶液用于步骤（1）溶解粗钒。
2.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，所述粗钒选自含杂质的偏钒酸铵、多钒酸铵、多钒酸钠、五氧化二钒中的至少一种；
和/或，所述杂质选自Al、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Mo、Na、Si中的至少一种；
和/或，所述粗钒中的钒包括低价钒，所述低价钒占钒的总量的0.1～10wt%。
3.根据权利要求2所述的提纯方法，其特征在于，所述低价钒占钒的总量的0.5～5wt%。
4.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，所述溶解在搅拌下进行。
5.根据权利要求4所述的提纯方法，其特征在于，所述搅拌的速度为100～1000 r/min；
所述溶解的温度为30～50℃；
所述溶解的时间为1～120min。
6.根据权利要求5所述的提纯方法，其特征在于，所述搅拌的速度为300～500 r/min；所述溶解的时间为30～60min。
7.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，所述碱性溶液选自氨和碱的混合溶液；
所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种；
所述碱性溶液中，氨的质量百分数为0～25%；碱的质量分数为0～15%。
8.根据权利要求7所述的提纯方法，其特征在于，所述碱性溶液中，氨的质量百分数为1～5%；碱的质量分数为2～7.5%；
所述粗钒的质量与所述碱性溶液中的氨和碱的总质量的比值为2～5。
9.根据权利要求7所述的提纯方法，其特征在于，所述碱性溶液中，氨的质量百分数为1.5～3%；碱的质量分数为2～5%。
10.根据权利要求1～9任一项所述的提纯方法，其特征在于，所述饱和溶液还进行除杂。
11.根据权利要求10所述的提纯方法，其特征在于，所述除杂包括在所述饱和溶液中加入沉淀剂后初步过滤，以去除部分杂质。
12.根据权利要求11所述的提纯方法，其特征在于，初步过滤后得到滤渣和过滤后的饱和溶液；
所述沉淀剂选自磷酸盐、铝盐及弱酸盐；所述弱酸盐选自碳酸盐、草酸盐中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的提纯方法，其特征在于，过滤后得到滤渣经收集进一步处理；
所述弱酸盐选自碳酸钠、碳酸钾、磷酸钠、硫酸铝中的至少一种。
14.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤（2）中，先加入氧化剂后再进行沉钒处理；
所述氧化剂选自双氧水、氯酸盐、高氯酸盐中的至少一种；
所述氧化剂的加入量与所述粗钒中低价钒的摩尔比为1～2；
步骤（2）中，沉钒剂的加入量为所述粗钒质量的10～300%；
所述饱和溶液的pH调节为8～9；
所述沉钒处理的温度为30～50℃；
所述沉钒处理还要搅拌；所述搅拌的时间为0.5～6h。
15.根据权利要求14所述的提纯方法，其特征在于，所述氧化剂的加入量与所述粗钒中低价钒的摩尔比为1～1.5；
沉钒剂的加入量为所述粗钒质量的60～120%；
所述搅拌的时间为1～3h。
16.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤（3）中，对所述滤饼进行洗涤；
所述洗涤采用如下洗涤溶液进行：纯水、浓度为9.5%～10.5%氨水及铵盐溶液；
所述洗涤溶液的用量为所述滤饼的质量的0.1～8倍。
17.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤（4）中，所述重生剂选自含有金属离子的氢氧化物；
所述重生剂的加入量为沉钒后的滤液中酸根离子摩尔量的0.5～1.5倍。
18.根据权利要求17所述的提纯方法，其特征在于，所述重生剂选自氢氧化钙、氧化钙、氢氧化钡、氧化钡中的至少一种；
所述酸根离子包括加入的第一沉钒剂中的酸根离子的总和或加入的第二沉钒剂和pH调节剂的酸根离子的总和；
所述重生液中，酸根离子的浓度小于0.1wt%；
所述重生液的pH值为13～14。
19.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，步骤（4）中，所述反应的温度为10～90℃；所述反应的时间为1～6h；所述反应的搅拌速度为100～1000 r/min。
20.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于，所述提纯方法还包括：（5）、对步骤（3）的产品进行重结晶，得到纯化后的含钒产品；
所述重结晶包括：溶解、冷却结晶；
所述重结晶中，采用重结晶液进行溶解。
21.根据权利要求20所述的提纯方法，其特征在于，所述重结晶液选自水、氨水、铵盐溶液中的至少一种；
所述铵盐溶液选自氯化铵、硫酸铵、草酸铵中的至少一种；
所述铵盐溶液中，铵的质量浓度为0.1～5%；
步骤（5）中，所述重结晶液可以重复使用；
所述重结晶的溶解条件包括：温度80～100℃；时间0.5～3h；搅拌速度为100～1000 r/min；
所述重结晶的冷却结晶的条件包括：温度5～40℃；时间0.5~5h。
22.权利要求1～21任一项所述的提纯方法在制备偏钒酸铵或五氧化二钒中的应用。
23.根据权利要求22所述的应用，其特征在于，通过权利要求1～21任一项所述的提纯方法制备得到偏钒酸铵；
所述偏钒酸铵的收率为95～99.9%；
所述偏钒酸铵的纯度不低于99%。
24.一种五氧化二钒，其特征在于，所述五氧化二钒采用权利要求23中所述的偏钒酸铵制备得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111599018.4A CN115747525B (zh) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 一种粗钒的提纯方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111599018.4A CN115747525B (zh) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 一种粗钒的提纯方法及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115747525A CN115747525A (zh) | 2023-03-07 |
| CN115747525B true CN115747525B (zh) | 2024-03-12 |
Family
ID=85332859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111599018.4A Active CN115747525B (zh) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 一种粗钒的提纯方法及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115747525B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116375084B (zh) * | 2023-05-30 | 2023-08-01 | 寰泰储能科技股份有限公司 | 一种五氧化二钒的制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104388683A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-03-04 | 中南大学 | 一种从含钒铬物料中分离回收钒和铬的方法 |
| CN104843789A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-19 | 河北钢铁股份有限公司承德分公司 | 一种提纯五氧化二钒的方法 |
| WO2015161660A1 (zh) * | 2014-04-21 | 2015-10-29 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种从含钒铬硅溶液制备低硅五氧化二钒的方法 |
| CN106241873A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-12-21 | 陕西华源矿业有限责任公司 | 高纯度五氧化二钒的制备方法 |
| CN108754186A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-11-06 | 攀钢集团研究院有限公司 | 含钒溶液制备钒化合物的方法 |
| CN112209441A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-12 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 偏钒酸铵提纯制备高纯五氧化二钒的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10217207A1 (de) * | 2002-04-18 | 2003-11-06 | Bayer Ag | Verfahren zur Verwertung von Vanadium in Chromerz als Ammoniummetavanadat |
-
2021
- 2021-12-24 CN CN202111599018.4A patent/CN115747525B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015161660A1 (zh) * | 2014-04-21 | 2015-10-29 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种从含钒铬硅溶液制备低硅五氧化二钒的方法 |
| CN104388683A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-03-04 | 中南大学 | 一种从含钒铬物料中分离回收钒和铬的方法 |
| CN104843789A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-19 | 河北钢铁股份有限公司承德分公司 | 一种提纯五氧化二钒的方法 |
| CN106241873A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-12-21 | 陕西华源矿业有限责任公司 | 高纯度五氧化二钒的制备方法 |
| CN108754186A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-11-06 | 攀钢集团研究院有限公司 | 含钒溶液制备钒化合物的方法 |
| CN112209441A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-12 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 偏钒酸铵提纯制备高纯五氧化二钒的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115747525A (zh) | 2023-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112441572B (zh) | 一种废旧磷酸铁锂正极材料的回收方法 | |
| CN112375913B (zh) | 一种废旧锂离子电池回收方法 | |
| CN112939090B (zh) | 一种硫酸锰净化及结晶方法 | |
| CN109193059B (zh) | 一种磷酸铁锂废料的再生处理方法 | |
| CN114655969B (zh) | 高杂磷酸铁锂正极废料回收制备碳酸锂和磷酸铁的方法 | |
| CN115196676B (zh) | 一种适用于钒电解液的高纯五氧化二钒的制备方法 | |
| CN112310500A (zh) | 一种废旧磷酸铁锂材料中铝元素的分离方法 | |
| JP7283720B2 (ja) | 電池グレードのＮｉ－Ｃｏ－Ｍｎ混合液及び電池グレードのＭｎ溶液の調製方法 | |
| CN115747525B (zh) | 一种粗钒的提纯方法及其应用 | |
| CN115893346A (zh) | 一种废旧磷酸铁锂正极材料提锂后回收制备电池级磷酸铁的方法 | |
| CN116377243A (zh) | 一种镍钴氢氧化物原料分离镍钴锰的方法 | |
| EP2557067A1 (en) | Method for preparing manganese sulfate monohydrate | |
| CN111204726B (zh) | 由锂磷铝石制备磷酸锂的方法 | |
| CN116314991A (zh) | 一种基于酸性富钒液的钒电解液及其制备方法 | |
| CN115072688B (zh) | 一种废旧磷酸铁锂电池全组分回收方法 | |
| CN114835172B (zh) | 一种氢氧化钴颗粒及其制备方法与应用 | |
| CN114988382A (zh) | 一种废旧磷酸铁锂电池粉料的回收方法 | |
| CN113921932A (zh) | 一种前驱体溶液及其制备方法、正极材料和锂离子电池 | |
| CN112210678A (zh) | 一种从镍溶液中络合萃取除去杂质磷、硅的方法 | |
| CN115072751B (zh) | 一种磷酸铁锂电池再利用制备低氟含量碳酸锂的方法 | |
| CN117550762B (zh) | 一种钠离子电池正极材料生产废水零排放处理方法 | |
| CN116216749B (zh) | 一种利用盐湖碳酸锂制备电池级碳酸锂的方法 | |
| CN115072689B (zh) | 一种节能高效回收铁锂的磷酸铁锂电池处理方法 | |
| CN117457955B (zh) | 一种利用碳素铬铁制备铁铬电解液的方法 | |
| CN114628664B (zh) | 一种磷酸铁锂正极材料的加工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A purification method for crude vanadium and its application Granted publication date: 20240312 Pledgee: Pudong Development Bank of Shanghai Limited by Share Ltd. Changsha branch Pledgor: HUNAN YINFENG NEW ENERGY Co.,Ltd. Registration number: Y2024980027570 |