一种硫酸氧钒以及硫酸氧钒溶液的制备方法技术

本发明专利技术属于硫酸氧钒制备技术领域，具体涉及一种硫酸氧钒以及溶液的制备方法。本发明专利技术提供的制备方法在还原反应时采用磷酸双酯

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸氧钒以及硫酸氧钒溶液的制备方法


[0001]本专利技术属于硫酸氧钒制备
，具体涉及一种硫酸氧钒以及硫酸氧钒溶液的制备方法。

技术介绍

[0002]硫酸氧钒是一种具有广泛用途的化工原料。目前，以五氧化二钒做原料制备硫酸氧钒一般是将原料在浓硫酸中溶解，然后通入液氨(一吨原料五氧化二钒，使用1.8吨液氨)，还原五价钒溶液，获得四价钒后制得；还有一些是将五氧化二钒在浓硫酸中溶解，然后使用草酸还原五价钒溶液，可获得硫酸氧钒溶液。上述方法的缺点是：硫酸氧钒在浓硫酸溶解后再采用液氨或草酸很难还原为四价钒，虽然溶液颜色由红色变为蓝色，但实际上溶液中钒的价态仍有部分五价钒，五价钒的转化不完全。
[0003]还有一种方法是将偏钒酸铵在密闭反应器内以540℃～600℃的温度煅烧；向煅烧得到的产物中加入硫酸并通入SO2气体，进行加热熬煮；使加热熬煮后得到的溶液结晶，从而得到硫酸氧钒。该方法中由于采用强酸性溶液，SO2气体很难溶于溶液，转化率也极低。还有一些文献记载了采用五氧化二钒与碱性溶液反应制备高纯度硫酸氧钒的方法，但其制备过程复杂，需要通过多级逆流萃取、反复还原方式，存在工艺流程长，能耗高，副产物多，制备效率低的缺点。
[0004]中国专利CN201710031190.7公开了一种高纯硫酸氧钒溶液的制备方法，首先选用强碱性溶液充分溶解钒盐或钒化合物，过滤；然后将上述过滤后的溶液调pH值1.5
‑
5.0，再加入强还原性硫酸类化合物和磷酸双酯阻沉淀剂，获得四价钒化合物溶液；采用适量的明钒溶液与四价钒化合物溶液充分反应，得到硫酸氧钒溶液，然后加热蒸发结晶，得到硫酸氧钒固体粉末；或者，采用适量的明钒溶液与四价钒化合物溶液充分反应，得到硫酸氧钒溶液，然后加入纯硫酸铵，得到硫酸氧钒固体粉末；采用去离子水或蒸馏水洗涤所述四价钒化合物固体粉末，然后使其固液分离；将洗涤后的所述四价钒化合物固体粉末烘干、灼烧，再溶于稀硫酸溶液中，即获得高纯硫酸氧钒溶液。
[0005]但是上述专利公开的技术在调节pH值1.5～5时会同时产生大量的无机盐，虽然使用了磷酸双酯阻沉淀剂对无机盐杂质吸附，但是在硫酸氧钒的析出阶段仍包裹硫酸氧钒一起析出，从而降低硫酸氧钒的纯度，由此硫酸氧钒充作钒电池电解液时的充放电次数降低，隔离膜易堵塞的缺点。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种硫酸氧钒以及硫酸氧钒溶液的制备方法，本专利技术提供的制备方法得到的硫酸氧钒不仅具有高收率同时具有高纯度。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种硫酸氧钒的制备方法，包括以下步骤：
[0009]用碱溶液溶解钒化合物，固液分离得到碱性五价钒盐溶液；
[0010]将所述碱性五价钒盐溶液调节pH值为1.5～5，得到酸性五价钒盐溶液；将所述酸性五价钒盐溶液、还原剂和磷酸双酯
‑
三辛酯阻沉剂混合进行还原反应，得到四价钒盐溶液；所述磷酸双酯
‑
三辛酯阻沉剂包括以下质量百分含量的组分：磷酸酯64.5～78.8％，磷酸三辛酯15～20.5％，聚磷酸酯6～15.5％，五氧化二钒0.2～1％；所述磷酸酯的分子通式为H
m
PO
m
(OR1)
n
，其中n为1或2，m＝3
‑
n，R1为辛烷基；所述聚磷酸酯的分子通式为H5P4O
12
(OR2)，其中R2为乙烷基或丁烷基；所述还原剂为硫代硫酸盐和/或硫酸盐；
[0011]将所述四价钒盐溶液和十二水硫酸铝钾混合进行絮凝，固液分离得到纯化的硫酸氧钒溶液；
[0012]将所述纯化的硫酸氧钒溶液蒸发结晶，固液分离得到硫酸氧钒的纯品。
[0013]优选的，所述钒化合物为五氧化二钒；所述五氧化二钒的纯度≥99.5％。
[0014]优选的，所述碱性五价钒盐溶液的pH值为7.5～8。
[0015]优选的，所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氨水；所述氢氧化钠溶液的质量百分含量为5～30％，所述氨水的质量百分含量为10～28％。
[0016]优选的，所述还原剂包括硫代硫酸钠、硫酸亚铁和硫酸亚铁铵中的一种或多种。
[0017]本专利技术提供了一种硫酸氧钒溶液的制备方法，包括以下步骤：
[0018]按照上述技术方案所述的制备方法得到硫酸氧钒的纯品；
[0019]将所述硫酸氧钒的纯品溶解于稀硫酸溶液中，得到所述硫酸氧钒溶液。
[0020]优选的，所述稀硫酸的质量百分含量为40～66.7％。
[0021]本专利技术提供了一种硫酸氧钒的制备方法，包括以下步骤：用碱溶液溶解钒化合物，固液分离得到碱性五价钒盐溶液；将所述碱性五价钒盐溶液调节pH值为1.5～5，得到酸性五价钒盐溶液；将所述酸性五价钒盐溶液、还原剂和磷酸双酯
‑
三辛酯阻沉剂混合进行还原反应，得到四价钒盐溶液；所述磷酸双酯
‑
三辛酯阻沉剂包括以下质量百分含量的组分：磷酸酯64.5～78.8％，磷酸三辛酯15～20.5％，聚磷酸酯6～15.5％，五氧化二钒0.2～1％；所述磷酸酯的分子通式为H
m
PO
m
(OR1)
n
，其中n为1或2，m＝3
‑
n，R1为辛烷基；所述聚磷酸酯的分子通式为H5P4O
12
(OR2)，其中R2为乙烷基或丁烷基；所述还原剂为硫代硫酸盐和/或硫酸盐；将所述四价钒盐溶液和十二水硫酸铝钾混合进行絮凝，固液分离得到纯化的硫酸氧钒溶液；将所述纯化的硫酸氧钒溶液蒸发结晶，固液分离得到硫酸氧钒的纯品。本专利技术提供的制备方法在还原反应时采用磷酸双酯
‑
三辛酯阻沉剂不仅能有效阻止生成的四价钒盐在还原反应以及后续的絮凝过程中沉淀，而且还是有效吸附反应溶液中的Fe
2+
、SiO2等杂质离子，相较于磷酸双酯阻沉淀剂，本专利技术使用磷酸双酯
‑
三辛酯阻沉剂不仅阻沉淀效果更好，四价钒的沉淀率更低，从而提高硫酸氧钒的收率，且能够吸附去除溶液中的杂质，从而提高硫酸氧钒的纯度。由实施例的结果表明，本专利技术提供的制备方法在不需要额外煅烧的条件下，硫酸氧钒的纯品的纯度≥99.8％，总钒的收率≥99.5％。
[0022]进一步的，在本专利技术中，所述钒化合物为五氧化二钒；所述五氧化二钒的纯度≥99.5％。本专利技术使用纯度≥99.5％的高纯五氧化二钒作为原料，碱溶时所需pH值低，在调节pH值为酸性时消耗的酸性物质少，从而所产生的无机盐较少，减低了后续除杂的难度，进一步提高硫酸氧钒产品的纯度。
具体实施方式
[0023]本专利技术提供了一种硫酸氧钒的制备方法，包括以下步骤：
[0024]用碱溶液溶解钒化合物，固液分离得到碱性五价钒盐溶液；
[0025]将所述碱性五价钒盐溶液调节pH值为1.5～5，得到酸性五价钒盐溶液；将所述酸性五价钒盐溶液、还原剂和磷酸双酯...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫酸氧钒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：用碱溶液溶解钒化合物，固液分离得到碱性五价钒盐溶液；将所述碱性五价钒盐溶液调节pH值为1.5～5，得到酸性五价钒盐溶液；将所述酸性五价钒盐溶液、还原剂和磷酸双酯
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三辛酯阻沉剂混合进行还原反应，得到四价钒盐溶液；所述磷酸双酯
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三辛酯阻沉剂包括以下质量百分含量的组分：磷酸酯64.5～78.8％，磷酸三辛酯15～20.5％，聚磷酸酯6～15.5％，五氧化二钒0.2～1％；所述磷酸酯的分子通式为H
m
PO
m
(OR1)
n
，其中n为1或2，m＝3
‑
n，R1为辛烷基；所述聚磷酸酯的分子通式为H5P4O
12
(OR2)，其中R2为乙烷基或丁烷基；所述还原剂为硫代硫酸盐和/或硫酸盐；将所述四价钒盐溶液和十二水硫酸铝钾混...

【专利技术属性】
技术研发人员：许小弟，梁轩伟，王振宇，
申请(专利权)人：中钒浩星北京新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：