一种VPO催化剂的回收方法技术

本发明专利技术提供一种VPO催化剂的回收方法，包括以下步骤：步骤1、将焦磷酸氧钒与碳酸钠混合，高温煅烧，冷却至室温；步骤2、将步骤1得到的产物投入热水中，过滤得到滤液，将滤液冷冻结晶获得磷酸三钠结晶，过滤得到磷酸三钠结晶及结晶母液；步骤3、向结晶母液中加入沉淀剂，所述沉淀剂为硫酸铝、硫酸镁、硫酸铵和氯化镁中的一种或几种；向结晶母液加入絮凝剂助滤，用酸调整滤液pH到7‑10；过滤除杂获得偏钒酸钠溶液；步骤4、向偏钒酸钠溶液中加入铵盐，沉钒得到偏钒酸铵。本发明专利技术VPO催化剂的回收方法能实现钒磷的有效分离，最大限度的提高钒回收率，降低钒损失。

【技术实现步骤摘要】
一种VPO催化剂的回收方法
本专利技术涉及VPO催化剂技术，尤其涉及一种VPO催化剂的回收方法。
技术介绍
VPO催化剂是工业上C4烃选择氧化制备马来酸酐最有效的催化剂，VPO催化剂又名焦磷酸氧钒石(VO)2P2O7，是一种四价钒的磷酸盐，(VO)2P2O7中P/V原子比为1:1，钒以VⅣ形式存在，晶体呈八面体特征。VPO催化剂在空气中稳定存在，高温不能氧化。目前失效VPO催化剂的产量每年高达数千吨，其回收主要采用钠化焙烧法，该方法使用碳酸钠、氯化钠、硫酸钠等钠盐，在空气气氛下与VPO催化剂共同煅烧，将钒氧化成五价，形成钒酸钠与磷酸钠的混合物，再用水溶解，分离提取钒与磷。该工艺煅烧能耗大、产生大量的尾气和粉尘、污染严重、成本高昂。湿法分离钒和磷的分离效果不佳，难以制取高纯钒产品，且产生大量的铵氮废水，需要加碱蒸铵，产生钠盐废水。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对目前失效VPO催化剂采用钠化焙烧法回收，存在钒磷分离效果不理想的问题，提出一种VPO催化剂的回收方法，该方法能实现钒磷的有效分离，最大限度的提高钒回收率，降低钒损失。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种VPO催化剂的回收方法，包括以下步骤：步骤1、将焦磷酸氧钒(VPO催化剂)与碳酸钠混合，高温煅烧，冷却至室温，转化成磷酸钠和正钒酸钠的混合物；步骤2、将步骤1得到的产物投入热水中，以溶解钒、磷，过滤得到滤液，将滤液冷冻结晶获得磷酸三钠结晶，过滤得到磷酸三钠结晶及结晶母液；步骤3、向结晶母液中加入沉淀剂进一步除磷，所述沉淀剂为硫酸铝、硫酸镁、硫酸铵和氯化镁中的一种或几种；用酸调整滤液pH到7～10，过滤除杂得到偏钒酸钠溶液；步骤4、向偏钒酸钠溶液中加入铵盐，沉钒得到偏钒酸铵(AMV)。进一步地，步骤1所述焦磷酸氧钒与碳酸钠的摩尔比为1:4～8，优选摩尔比为1:5～7。进一步地，步骤1中高温煅烧为：空气气氛下，600～1200℃煅烧1-12h，优选的800～1000℃煅烧4-8h。进一步地，步骤2所述热水温度为50-100℃，优选为80-100℃。所述产物与热水的重量比为1:3～6。进一步地，步骤2所述冷冻结晶温度为-30-0℃，优选为-15-0℃。进一步地，步骤3所述沉淀剂的加入量为1-20g/L，优选的加入量为5-15g/L。进一步地，步骤3中向结晶母液加入絮凝剂助滤。进一步地，所述絮凝剂的加入量为0.1-5g/L，优选为1-3g/L。进一步地，所述絮凝剂包括硫酸铝和/或粘土。进一步地，步骤3中所述酸为硫酸或盐酸。焦磷酸氧钒(VPO催化剂)在钠盐的作用下，与空气中的氧气反应，钒被氧化到五价，形成易溶于水的钒酸钠，磷酸三钠，通过冷冻结晶，将磷酸三钠与溶液初步分离，再深度除磷，中和，获得纯净的偏钒酸钠溶液，加入铵盐，获得高纯的偏钒酸铵的沉淀。钠化焙烧发生的反应为：2(VO)2P2O7+8Na2CO3+O2＝4Na3PO4+4NaVO3+8CO2沉钒发生的反应为：2NaVO3+(NH4)2SO4＝2NH4VO3+Na2SO4本专利技术VPO催化剂的回收方法，将焦磷酸氧钒通过钠化焙烧氧化钒到五价，形成钒酸钠及磷酸三钠的混合溶液，经过冷冻结晶，初步分离磷酸三钠，再经深度除磷，沉钒可以获得高纯偏钒酸铵AMV，优点在于使用物理与化学结合的方法进行钒磷分离，最大限度的提高了钒的回收率，降低钒的损失。附图说明图1为本专利技术VPO催化剂的回收方法的流程示意图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术进一步说明：实施例1本实施例公开了一种VPO催化剂的回收方法，以失效的焦磷酸氧钒(VPO)为处理对象，其回收方法如图1所示，具体包括以下步骤：钠化焙烧，将31g焦磷酸氧钒粉末与42.5g碳酸钠粉末混合均匀，置于1100℃马弗炉中，高温煅烧2h，冷却至室温，反应得到磷酸钠和正钒酸钠的混合物；冷冻结晶，将上述混合物加入到100ml热水中，搅拌溶解钒、磷，并过滤，获得滤液；冷冻至0℃，使磷酸三钠结晶，过滤获得磷酸三钠结晶及结晶母液。中和除杂，加100ml水将结晶母液稀释，加入1g硫酸铝，调节pH至7-9，搅拌反应10min，过滤获得磷渣和含钒溶液；滤液中的磷含量为0.02g/L；沉钒，向含钒溶液中加入25g硫酸铵，搅拌溶解沉淀获得偏钒酸铵；过滤、洗涤、烘干，获得偏钒酸铵成品；经检测，本实施例回收得到的偏钒酸铵中的磷含量为45ppm。实施例2本实施例公开了一种VPO催化剂的回收方法，以失效的焦磷酸氧钒为处理对象，其回收方法如图1所示，包括以下步骤：钠化焙烧，将31g焦磷酸氧钒粉末与75g碳酸钠粉末混合均匀，置于700℃马弗炉中，煅烧12h，冷却至室温，反应得到磷酸钠和正钒酸钠的混合物；冷冻结晶，将上述混合物加入到100ml热水中，搅拌溶解钒、磷，并过滤，获得滤液；冷冻至0℃，使磷酸钠结晶，过滤获得磷酸三钠结晶及结晶母液。中和除杂，加100ml水将结晶母液稀释，加入1g七水硫酸镁，调节pH至9-10，搅拌反应10min，加入5g粘土，搅拌并过滤获得磷渣和含钒溶液；滤液中的磷含量为0.1g/L。沉钒，向含钒溶液中加入25g硫酸铵，搅拌溶解沉淀获得偏钒酸铵；过滤、洗涤、烘干，获得偏钒酸铵成品；经检测，本实施例回收得到的偏钒酸铵中的磷含量为67ppm。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施例技术方案的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VPO催化剂的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将焦磷酸氧钒与碳酸钠混合，高温煅烧，冷却至室温；步骤2、将步骤1得到的产物投入热水中，过滤得到滤液，将滤液冷冻结晶获得磷酸三钠结晶，过滤得到磷酸三钠结晶及结晶母液；步骤3、向结晶母液中加入沉淀剂，所述沉淀剂为硫酸铝、硫酸镁、硫酸铵和氯化镁中的一种或几种；用酸调整滤液pH到7‑10，过滤除杂获得偏钒酸钠溶液；步骤4、向偏钒酸钠溶液中加入铵盐，沉钒得到偏钒酸铵。

【技术特征摘要】
1.一种VPO催化剂的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将焦磷酸氧钒与碳酸钠混合，高温煅烧，冷却至室温；步骤2、将步骤1得到的产物投入热水中，过滤得到滤液，将滤液冷冻结晶获得磷酸三钠结晶，过滤得到磷酸三钠结晶及结晶母液；步骤3、向结晶母液中加入沉淀剂，所述沉淀剂为硫酸铝、硫酸镁、硫酸铵和氯化镁中的一种或几种；用酸调整滤液pH到7-10，过滤除杂获得偏钒酸钠溶液；步骤4、向偏钒酸钠溶液中加入铵盐，沉钒得到偏钒酸铵。2.根据权利要求1所述VPO催化剂的回收方法，其特征在于，步骤1所述焦磷酸氧钒与碳酸钠的摩尔比为1:4～8。3.根据权利要求1所述VPO催化剂的回收方法，其特征在于，步骤1中高温煅烧为：空气气氛下，600～1200℃煅烧1-12h。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙维宁，刘月菊，罗光鉴，杜乃旭，杨洪，赵丹丹，
申请(专利权)人：大连博融新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21