技術領域

本發明涉及偏釩酸鹽制備技術領域，具體地講，本發明涉及一種偏釩酸鉀的制備方法，尤其是涉及一種由釩渣制備偏釩酸鉀的方法。

背景技術

偏釩酸鉀（KVO₃）主要用作化學試劑、催化劑、催干劑、媒染劑等，廣泛用于釉料、化學觸媒、高級陶瓷制品等。目前，對于偏釩酸鉀的制備主要包括以下幾種方法：

一種制備偏釩酸鉀的方法是煅燒合成法，通過氫氧化鉀溶液與五氧化二釩作用煅燒后制得偏釩酸鉀。該方法得到的產品純度高，操作簡單，是目前生產上主要采用的方法，但是該方法對V₂O₅純度要求較高，而高純度的V₂O₅價格較貴，因此生產成本高。

另一種方法是通過溶解濕的多釩酸銨和固體KOH濃縮制得。該方法須對產生的污染廢氣（氨氣）進行回收，操作復雜且酸、堿消耗量大，產品質量不穩定。

再一種方法是如在公開號為CN102531055A的中國專利文獻中所提到的，以鉀化提釩浸出液為原料，加入氯化鈣，在加熱攪拌情況下得到釩酸鈣沉淀，然后通過加入碳酸氫鉀溶液得到偏釩酸鉀溶液，將所得到偏釩酸鉀溶液蒸發濃縮、結晶，最后將所得晶體分離并在40℃以下干燥，從而得到偏釩酸鉀固體。此方法適用于含釩濃度較低釩液，并且，在釩酸鈣的沉淀過程中，需要加入大量助沉劑，工藝復雜，操作要求高。

發明內容

針對現有技術在制備偏釩酸鉀時存在的問題，本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的問題。

本發明提供了一種由釩渣制備偏釩酸鉀的方法，該方法包括以下步驟：a、由釩渣制備鉀化提釩浸出液；b、向所得的鉀化提釩浸出液中添加K₂CO₃，使溶液中的鉀釩摩爾比為1～1.2，然后加入有機酸將溶液的pH值調節至8～8.5，得到偏釩酸鉀溶液；c、將偏釩酸鉀溶液濃縮結晶，得到偏釩酸鉀固體。

根據本發明，所述鉀化提釩浸出液是指釩渣配鉀鹽進行氧化鉀化焙燒后再水浸得到的含釩含鉀浸出液。

根據本發明，所述釩渣中粒度在120目以下的粒子比例達80wt%以上。

在步驟a中，還包括以下步驟：向釩渣中添加鉀鹽，使鉀釩摩爾比為0.8～0.9，然后在700℃～800℃的溫度條件下焙燒60min～90min，得到五價釩鉀鹽；將所得的五價釩鉀鹽用80℃～95℃的水浸泡30min～60min，浸出液固比為2:1～4:1，浸泡后過濾洗滌，得到所述鉀化提釩浸出液。

其中，所述鉀鹽為碳酸鉀、氯化鉀和硫酸鉀中的至少一種。在所述五價釩鉀鹽的浸泡步驟中，浸泡用水為工業水，在浸泡過程中加熱將溫度控制在80℃～95℃；在所述五價釩鉀鹽的過濾洗滌步驟中，洗滌用水為工業水，在浸泡后將五價釩鉀鹽過濾洗滌3次，液固比均為0.6:1～1:1。

上述制備方法還可包括在步驟a之后用氯化鈣除去所述鉀化提釩浸出液中的Si、P雜質的步驟，以使鉀化提釩浸出液中含有0.5g/L～1g/L的Si和少于0.05g/L的P。

在步驟b中，需要不斷添加有機酸并攪拌，直至溶液的pH值穩定在8～8.5。其中，所述有機酸為草酸或檸檬酸。

在步驟c中，將偏釩酸鉀溶液加熱至沸騰，保持其沸騰狀態并攪拌，直至出現大量淡黃色晶體，再繼續濃縮至稠，然后過濾并依次用5ml冰水、體積濃度為95％的乙醇洗滌，晾干后得到偏釩酸鉀固體。

本發明能夠制得純度較高的偏釩酸鉀（KVO₃），與現有技術相比，本發明的有益效果包括工藝過程簡單、成本較低、制得的偏釩酸鉀含量高且對環境污染小等。

具體實施方式

根據本發明的由釩渣制備偏釩酸鉀的方法的主要技術思路為：以釩渣為原料，經過高溫焙燒、水浸步驟得到鉀化提釩浸出液，再加入K₂CO₃調節鉀化提釩浸出液的鉀釩比，并用有機酸調節pH值，最后加熱濃縮結晶得到偏釩酸鉀固體。

具體來講，根據本發明的由釩渣制備偏釩酸鉀的方法包括以下步驟：a、由釩渣制備鉀化提釩浸出液；b、向所得的鉀化提釩浸出液中添加K₂CO₃，使溶液中的鉀釩摩爾比為1～1.2，然后加入有機酸將溶液的pH值調節至8～8.5，得到偏釩酸鉀溶液；c、將偏釩酸鉀溶液濃縮結晶，得到偏釩酸鉀固體。