结果表明:NaClO_3对失效钒电解液的氧化是影响钒回收率的关键工艺过程,V^(4+)∶NaClO_3的佳摩尔比为1∶0.2,V^(3+)∶NaClO_3的佳摩尔比为1∶0.4;沉钒的佳工艺条件为:钒液浓度为25~30g/L,p H为8.0~8.5,沉钒温度为50~60℃,加铵系数K为1.0~1.2,沉钒时间为80~120min。该工艺具有钒回收率高、成本低、操作简便、对环境友好等优点,在佳工艺条件下钒的回收率可高达99%左右,为全钒液流电池失效钒电解液的回收利用提供了一条新途径。
针对钒渣空白焙烧-铵化浸出新工艺产生的浸出液,在对NH_4HCO_3-NH_4VO_3-H_2O溶解度数据进行分析的基础上,采用冷却结晶分离方法分离溶液中偏钒酸铵。采用程序控温冷却方式考察了碳酸氢铵浓度、降温速率、搅拌速率、晶种添加量等因素对偏钒酸铵从70℃冷却结晶至40℃时结晶率、产品粒度、形貌等的影响,明确了偏钒酸铵冷却结晶规律,建立了偏钒酸铵从碳酸氢铵母液中结晶分离方法,获得了结晶工艺条件。在碳酸氢铵浓度10g/L、降温速率0.36℃/min、搅拌速率200r/min、晶种添加量1.0%时偏钒酸铵结晶率可达94.28%,得到的偏钒酸铵晶体纯度为99.5%,产品粒度均匀,平均粒径约为152μm,晶体成规则棱柱状结构。
在电炉生产钒铁过程中,为了防止环境污染,采用布袋除尘器收集粉尘,该粉尘中含有钒、钠和钾等元素。文章研究采用焙烧-水浸-偏钒酸铵结晶法从钒铁除尘灰中回收钒,确定了焙烧、浸出及结晶参数对钒收率的影响。试验结果表明:钒铁除尘灰在800℃焙烧60min,钒转化率可达91.9%;焙烧熟料在液固比3∶1、浸出温度70℃条件下反应30min,钒浸出率可达99.6%。利用浸出液制备偏钒酸铵时,在硫酸铵与五氧化二钒质量比2.8的条件下,沉淀钒收率超过98.2%,且所得偏钒酸铵品位达98.22%。
采用磷酸铵镁法净化含钒富集液,脱除硅、磷,考察了除杂剂加入量、温度、pH值、铵镁比、反应时间等因素对杂质去除率的影响。结果表明,净化除杂条件为:100 mL含钒富集液中加入200 g/L的氯化铵溶液8 mL,按铵镁比1.4加入氯化铵,直接使用原溶液(pH≈10.2)于室温下搅拌净化30 min后过滤得净化液,除磷率达到96%以上,除硅率达到87%,钒损失率可控制在2%左右。经过沉钒、过滤、洗涤、烘干、煅烧后,获得了纯度99.93%的高纯五氧化二钒。经重复性试验验证,此工艺、流程简单,而且生产成本低,可为高纯V_2O_5制备提供技术方案。