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偏釩酸鈉溶液在用氯化銨或者硫酸銨處理時,溶液溫度蕞好不超過 4 2。
在較低溫度 02 下 ( 0C以下 )釩在溶液里的沉淀率不增 2 ̄理氧化鋁生產(chǎn)中的含釩泥渣得到的釩酸鈉溶液制備五氧化二釩時,產(chǎn)生的廢液里硫酸鈉 含量至少高達(dá) 2 0/以Nas計(jì) ) 0g l( 2 O{。此外,廢液里含釩量為 1/經(jīng)常是 g l( 0 1 0 5g 1以 V2計(jì) )還有少量存在 .~ ./, 05,于釩酸鈉原始溶液里的磷、氟鈣以及其它元素的化臺物。 得到的沉淀物含十釩酸鈉 9 ̄ 9 ., 5 95 其近似化學(xué)式為 Na( 2NH1lVi 8lH2 ) a l 0。 02十釩酸銨吶要比用已知的方法從釩酸鈉溶液制備五氧化二釩時在 p 8下分離的偏釩 H7酸銨更擦于熱水。這就可能在用硫酸銨或者氯化銨在溶液溫度不超過 4℃和 p 6下 0 H4處理釩酸鈉溶液時形成的釩酸按鹽水溶液里 達(dá)到高濃度含釩量。
釩V2O5的性質(zhì)
釩V2O5(粉釩),用于冶金工業(yè)制釩鐵合金、釩鋁合金及其他含釩合金。合成銨工業(yè)中用于脫碳、脫硫和催化劑。用做印染、陶瓷的著色材料。是制備硫酸催化劑的主要原料。石油化工業(yè)用作催化劑和緩蝕劑,也是制備含釩化合物的原料。
V2O5是一種無味、無嗅、有毒的橙黃色或紅棕色的粉末或片狀,微溶于水(約0.07g/L),溶液呈微黃色。V2O5大約670℃熔融,冷卻時結(jié)晶成黑紫色正交晶系的針狀晶體。
V2O5是倆性氧化物,與Na2CO3一起共熔得到不同的可溶性釩酸鈉。
V2O5 3Na2CO3→2Na3VO4 3CO2
V2O5 2Na2CO3→2Na4V2O7 2CO2
V2O5 Na2CO3→2NaVO3 CO2
因?yàn)樵赩2O5晶格中比較穩(wěn)定地存在著脫除氧原子而得的陰離子空穴,因此在700~1125℃范圍內(nèi),可逆地失去氧,這種現(xiàn)象可解釋為V2O5的催化性質(zhì)。
偏釩酸鈉(NaVO3)、焦釩酸鈉(Na4V2O7)和正釩酸鈉(Na3VO4)比較常見,它們在水中易溶解,生成水合物。以偏釩酸鈉為例,在35℃以上時它能從其溶液中結(jié)晶出無水結(jié)晶,而在35℃以下則析出NaVO3·2H2O。偏釩酸鈉的溶解度隨溫度升高而增加。
偏釩酸銨在釩的濕法冶金中占有重要地位。偏釩酸銨為白色或微黃色的晶體粉末,微溶于水和氨水,難溶于冷水。它在不同溫度下在水中溶解度也不盡相同。
當(dāng)水溶液中有銨鹽存在時,因共同離子效應(yīng),偏釩酸銨的溶解度下降。這一現(xiàn)象在釩的濕法冶金中被廣泛應(yīng)用。偏釩酸銨在常溫下穩(wěn)定,加熱時易分解。它在空氣中的分解反應(yīng)為:
6NH4VO3=(NH4)2O·3V2O5 4NH3 2H2O 2NH4VO3=V2O5 2NH3 H2O即在較低溫度時,分解的固體產(chǎn)物中仍含有部分氨;溫度較高時,分解的固體產(chǎn)物為V2O5。
釩溶液的濃度對沉釩率的影響 釩溶液的濃度對沉釩率的影響如圖3所示,可以看出:偏釩酸鈉作為反應(yīng)物參與沉釩反應(yīng),以溶液中V2O5含量標(biāo)記偏釩酸鈉溶液的含釩量,溶液中V2O5含量為15~30 g/L,隨著溶液中V2O5含量增加,沉釩率增髙;當(dāng)溶液中V2O5含量增至30 g/L之后,沉釩率趨向平穩(wěn)。
氯化銨沉釩過程較適合的沉釩條件是pH = 8.0、K = 2、溫度為50 ℃、釩溶液含量為30 g/L,沉釩率可達(dá)99%以上。對氯化銨沉釩過程的動力學(xué)研究表明:用微分法推導(dǎo)出氯化銨沉釩過程的動力學(xué)數(shù)據(jù),
反應(yīng)速率常數(shù)為0.6 × 10–3 dm3/(mol· 反應(yīng)級數(shù)n = 2、
min),反應(yīng)速率方程為r = 0.6 × 10–3(a–x)(b–x)。
沉淀產(chǎn)品的紅外光譜與偏釩酸銨標(biāo)準(zhǔn)譜[16]一
致;經(jīng)XRD分析,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、純度達(dá)99.3%。