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釩是一種全球性稀缺資源和重要戰(zhàn)略金屬,具有眾多優(yōu)良的物理和化學性質,被廣泛應用于鋼鐵工業(yè)、航空航天工業(yè)、化學工業(yè)以及輕紡工業(yè)等領域。
隨著科學技術的進步,釩的應用領域范圍不斷擴大,一些釩下游髙端、高技術含量、深加工產(chǎn)品對釩氧化物尤其是五氧化二釩的品質提出了更高要求。目前釩應用領域蕞為重要的髙端產(chǎn)品包括航空航天級釩鋁合金、全釩液流電池、發(fā)光材料等方面,高純五氧化二釩主要應用于:電池材料、釩鋁合金、釩催化劑、發(fā)光材料中。
高純五氧化二釩制備現(xiàn)有技術主要有:溶劑萃取法、離子交換法、
1)溶劑萃取法:溶劑萃取法是在萃取劑的作用下,利用物質在溶劑中溶解度的差異進行分離的方法,是稀有金屬提取分離的主要工藝方法。其優(yōu)點主要在于:
1、可適用于低濃度釩溶液;
2、與離子交換法相比,具有生產(chǎn)能力大、釩回收率高,生產(chǎn)過程易于連續(xù)化、自動控制等優(yōu)點;
3、萃取劑可以循環(huán)利用,降低了生產(chǎn)成本。
缺點有:1、隨釩濃度增加,萃取劑用量增加,導致生產(chǎn)成本增加;2、有機試劑價格昂貴、且稀釋劑、有毒,會對環(huán)境有一定污染;3、微量的雜質離子會進入萃取劑,造成產(chǎn)品質量不高。
離子交換法:離子交換法是利用交換劑與溶液中的同性電荷離子發(fā)生交換作用,使溶液中的離子進入交換劑,而交換劑中的離子進入溶液中,從而達到除雜的目的。
該方法主要優(yōu)點有:
1、可適用于低濃度釩溶液;2、工藝流程短,樹脂可以重復使用,降低了生產(chǎn)成本;3、吸附效果好,交換率大,產(chǎn)品純度高。
化學沉淀凈化法:主要包括堿溶化學除雜法和酸溶化學除雜法。主要優(yōu)點有:
1、對環(huán)境污染小、工藝、控制簡單,適合規(guī)?;a(chǎn);2、物理提純與化學提純相結合,消耗藥劑少,降低了生產(chǎn)成本;3、藥劑價格相對其他兩種工藝便宜,有利于降低生產(chǎn)成本。缺點主要在于:1、工藝流程長,操作復雜;2、有外加藥劑,雜質元素會被引入,導致產(chǎn)品質量降低且產(chǎn)品質量不穩(wěn)定,難控制;3、需進行堿溶(酸溶)和分步除雜,不能一次性除雜得到產(chǎn)品。
工業(yè)偏釩酸銨濾餅的含水量在30%~40%之間(質量占比),需對其進行脫水,然后碾碎成粉末后進行煅燒形成五氧化二釩,偏釩酸銨是一種熱敏性物質,在135攝氏度左右即開始分解,真空環(huán)境中分解產(chǎn)生氨氣,現(xiàn)有技術對工業(yè)偏釩酸銨濾餅進行脫水過程中,為了避免造成偏釩酸銨的分解而產(chǎn)生氨氣(產(chǎn)生氨氣后需要對氨氣進行收集和處理,避免氨氣污染),都是在80~100攝氏度之間的環(huán)境下進行干燥,這不僅脫水效率低,而且要求偏釩酸銨成粉末狀才能夠達到脫水要求。