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?硫、磷钒化合物生产
硫、磷钒化合物生产
VSi2可以用粉末冶金的方法在1600℃制得。也可用氧化钒与SiO2同炭或碳化硅在1200~1800℃真空还原制得。
V2S3是用V2O3和H2S反应或用V2O5与CS2在700℃作用下制取的灰黑色粉末。它易被空气和肖酸氧化。
VS可用氢在1000℃下还原V2S3或在1000℃金属钒与硫反应制得的。它在空气中不稳定。
VS4可由V2S3与过量的硫在300~400℃加热置备,冷却后用CS2除去未反应的硫。
VP和VP2是将V2O5先熔融,熔于磷酸盐,然后进行电解制得。
生产V2O5的原料主要有含钒钛磁铁矿、钒渣、含钒黏土矿及石煤等。国内外对石煤提钒的报道很多,归纳起来可分为火法和湿法两大类。火法的工艺流程是破碎(粉碎)→制球→焙烧→浸出→分离富集→沉钒→V2O5;湿法的工艺流程是破碎(粉碎)→浸出→转化富集→沉钒→V2O5。无论火法或是湿法,工艺流程都包括沉钒过程,其中铵盐沉钒是国内外生产高品位V2O5所采用的传统工艺流程[8]。一般情况下,pH = 2.0~4.0时,V2O5是以多聚钒酸铵的形式沉淀,沉淀为砖红色粉末;在pH = 8.0左右,V2O5是以偏钒酸铵的形式沉淀,沉淀为白色,精制阶段常用这种形式沉钒;则以其他多钒酸形式沉钒,沉淀为金***。
有关铵盐沉钒工艺参数研究的文献较多,但关于铵盐沉钒反应的动力学机理的研究未见报道。实验拟从动力学的角度研究铵盐沉钒过程动力学参数,在弱碱性条件下,向偏钒酸钠溶液中加入氯化铵生成偏钒酸铵沉淀,探讨偏钒酸钠的初始浓度、加铵系数K、pH值及温度等因素对沉钒率的影响;在适合组合条件下进行沉淀析出的动力学研究,用积分法建立数学模型[12–13]以确定沉钒过程动力学的相关参数;通过X射线衍射和红外光谱分析表征沉淀产物的微观结构;按照HG/T 3445—2003《化学***偏钒酸铵》分析偏钒酸铵的纯度。
钒溶液的浓度对沉钒率的影响 钒溶液的浓度对沉钒率的影响如图3所示,可以看出:偏钒酸钠作为反应物参与沉钒反应,以溶液中V2O5含量标记偏钒酸钠溶液的含钒量,溶液中V2O5含量为15~30 g/L,随着溶液中V2O5含量增加,沉钒率增髙;当溶液中V2O5含量增至30 g/L之后,沉钒率趋向平稳。
氯化铵沉钒过程较适合的沉钒条件是pH = 8.0、K = 2、温度为50 ℃、钒溶液含量为30 g/L,沉钒率可达99%以上。对氯化铵沉钒过程的动力学研究表明:用微分法推导出氯化铵沉钒过程的动力学数据,
反应速率常数为0.6 × 10–3 dm3/(mol· 反应级数n = 2、
min),反应速率方程为r = 0.6 × 10–3(a–x)(b–x)。
沉淀产品的红外光谱与偏钒酸铵标准谱[16]一
致;经XRD分析,产品结构单一、纯度达99.3%。