Ключови фактори, влияещи върху утаяването на ванадий при производството на амониев метаванадат

Къде се намира утаяването на ванадий в схемата

При промишленото производство рН стойността на излугващия разтвор е около 8-9. Добавят се утаеният амониев хлорид и концентрирана сярна киселина, за да се регулира рН стойността между 2-2,5. След това ванадият може да се утаи под формата на амониев метаванадат, но утаяването се влияе от няколко условия, които трябва да се контролират заедно, а не едно по едно.

Операторите трябва да третират тези променливи като набор. Повишаването на киселинността, например, ускорява реакцията, но също така отваря вратата за странични реакции, така че печалбата от един параметър може да бъде отменена от загубата от друг.

Концентрация на разтвора на ванадий

Колкото по-висока е концентрацията на ванадий в основния разтвор, толкова по-бърза е скоростта на растеж на кристалното ядро ​​по време на хидролизата на утаяването на ванадий. Тъй като скоростта на утаяване е по-бърза, кристалното ядро ​​също расте по-бързо, така че кристалната структура е непълна, утаените частици не са стегнати, повече примеси се адсорбират, пренася се повече вода и качеството е по-лошо. Ако операцията не се контролира добре, може да се получи и залепване. Накратко, колкото по-висока е концентрацията на ванадий, толкова по-бърза е скоростта на утаяване и толкова по-нисък е класът на утайката. Като цяло концентрацията на основния разтвор се контролира на 15-20 g/L.

Влияние на киселинността

Експериментът показва, че утаяването на ванадий започва, когато стойността на pH е 3,6. С увеличаването на киселинността скоростта на реакцията на ванадий става по-бърза. Въпреки това, тъй като киселинността се повишава до определена стойност, това е придружено от появата на странични реакции, т.е. обратното разтваряне на амониев поливанадат. Следователно практическият целеви прозорец от pH 2-2,5 е компромис между работеща скорост на реакция и приемлива загуба на вече утаен ванадий.

Количество амониева сол и време на утаяване

Амониевата сол се разлага лесно в алкален разтвор, така че в промишлеността рН стойността на разтвора първо се регулира между 4-5 и след това се добавя амониева сол. При разбъркване рН се регулира до около 1.9-2.1 и партидата се нагрява за утаяване.

Времето за утаяване трябва да съответства на добавянето на реагента. Когато коефициентът на добавяне на амоняк е фиксиран на 0,65 и стойността на pH е равна на 2,2, скоростта на утаяване може да достигне повече от 98%, след като времето достигне повече от 25 минути. При действителното производство скоростта на утаяване може да бъде гарантирана чрез контролиране на времето за повече от 30-40 минути, което оставя резерв за вариации в смесването и температурата.

Ефект на температурата

Когато другите условия са абсолютно същите, повишаването на температурата ускорява скоростта на утаяване на ванадий от разтвора. Температурата също има голямо влияние върху скоростта на обратното утаяване, физическата форма и степента на амониев поливанадат. Утаяването, извършено при ниска температура, дава фини видими частици, червен цвят и висок клас; утайката, получена при висока температура, има големи частици, тъмен цвят и съответно по-нисък клас.

Тъй като цветът и размерът на частиците се виждат рано в партидата, те са полезни индикатори за оператора: преминаването към големи, тъмни частици сигнализира, че условията са се променили и степента на крайния продукт ще последва.

Типична продуктова спецификация

ЧЗВ

Въпрос: Какъв диапазон на pH се използва за утаяване на ванадий?
Разтворът за извличане се регулира от около 8-9 до 2-2,5, с концентрирана сярна киселина и амониев хлорид като утаител.

Въпрос: Каква концентрация на основния разтвор се препоръчва?
Изходният разтвор обикновено се контролира при 15-20 g/L ванадий; по-високите стойности ускоряват утаяването, но по-ниско ниво на утайката.

Въпрос: При какво pH започва утаяването?
Утаяването на ванадий започва, когато стойността на рН е 3,6, а скоростта на реакцията се ускорява с увеличаване на киселинността.

Въпрос: Защо се добавя амониева сол след регулиране на pH?
Амониевата сол се разлага лесно в алкален разтвор, така че рН първо се коригира до 4-5 преди добавянето и след това се понижава до около 1,9-2,1 при разбъркване.

Въпрос: Колко време отнема валежите?
При коефициент на добавяне на амоняк от 0,65 и pH 2,2, повече от 98% утаяване се достига след 25 минути; производствената практика контролира времето на повече от 30-40 минути.

Въпрос: Как температурата променя продукта?
Утаяването с ниска температура дава фини червени частици с висок-качество, докато утаяването с висока температура дава големи, тъмни частици с по-нисък клас.

Въпрос: Какви са основните свойства на готовия пентоксид?
Промишлен ванадиев пентоксид с 98% чистота се доставя като кафяви до черни люспи, топи се при 690 градуса и е разтворим в силна киселина и силна основа.