钒及钒生产工艺

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钒及钒生产工艺
第一章 钒的性质及应用
一、钒的性质：
钒是一种十分重要的战略物资，在钢铁、电子、化工、宇航、原子能、航海、建筑、体育、医疗、电源、陶瓷等在国民经济和国防中占有十分重要的位置。

力。

V 6O 135和生产尤为重要。

它们的主要性质列于下表：
二、钒的应用
三、五氧化二钒的性质
V2O5是一种无味、无嗅、有毒的橙黄色或红棕色的粉末，微溶于水（质量浓度约为0.07g/L），溶液呈黄色。

它在约670℃熔融，冷却时结晶成黑紫色正交晶系的针状晶体，它的结晶热很大，当迅速结晶时会因灼热而发光。

V2O5是两性氧化物，但主要呈酸性。

当溶解在极浓的NaOH中时，得到一种含有八面体钒酸根离子VO43-的无色
1
（1）
（2）
使用这种方法的国家有南非、新西兰。

从含钒铁水中吹炼钒渣
将含钒铁水在转炉（中国、俄罗斯）、摇包（南非）或铁水包（新西兰）内、通入氧化性气体（氧气、空气），使铁水中的钒氧化出来，得到钒渣。

钒渣作为提取五氧化二钒的原料。

火法提钒的工艺流程见图1所示。

此方法的优点：钒渣作为提取五氧化二钒原料含钒高，处理量少；可回收铁；焙烧温度低（800℃）左右，提取V2O5时动力、辅助原材料消耗少。

（火法主要是指钒渣以前，从钒渣以后至五氧化二钒生产所用仍然是湿法冶金）
图1火法提钒工艺流程图2、湿法冶金：
传统湿法提钒典型的工艺流程（以南非德兰士瓦合金公司为例）如图2所示。

首先把钒钛磁铁矿磨细（湿磨）,磨细后的矿粉与钠盐（硫酸钠）混合造球，球团直接送到链篦回转窑的链篦上，利用回转窑的余热烘干并加热至900℃，随后在回转窑内于1270℃左右停留60—110min，钒转化率可达到92%以上。

此方法的优点：原料处理简单；钒回收率高，从精矿→V2O5收率达80%以上。

二、湿法冶金生产五氧化二钒生产工艺简介：
湿法冶金工艺生产五氧化二钒主要经历以下生产阶段：1、原料预处理；2、固见图3
1或酸溶性的钒盐或钒酸盐。

典型的方法有： （1）钠化焙烧提钒：
钒渣（或钒矿）磨细和选去所夹带的金属铁后，配入适当的钠盐附加剂，经过高温焙烧氧化、钠化反应，钒铁尖晶石等不溶性三价钒化合物氧化成五氧化二钒并与钠盐反应，生成可熔性钒酸钠。

V2O5+Na2CO3→2NaVO3+CO2
工业上这个过程一般在回转窑、多层焙烧炉及平窑等炉窑中完成，焙烧温度在800～900度。

（2）钙化焙烧提钒：
钙化焙烧是将钒渣（或其它含钒原料）与石灰、石灰石混合，氧化焙烧，使钒
用CO2
（3）
（4）
Mn(VO3)2+2H2SO4=MnSO4+(VO2)2SO4
Fe(VO3)2+H2SO4=FeSO4+(VO2)2SO4
V2O5+10HCl→2VCl4+Cl2↑+5H2O
V2O5+6HCl→2VOCl2+Cl2↑+3H2O
2、钒溶液分离净化工序：
分离净化工序是将预处理工序处理后的物料或溶液经水、酸浸出，固液分离后再对溶液净化处理，制得合格的含钒酸、碱溶液，为下道工序做准备。

（1）水浸提钒工艺
A、间歇式浸出：采用槽车浸出，间断进料，循环富集，浸出
合格后，排除弃渣，溶液送至后工序。

目前攀钢部份生产线、承钢、华云钒业、柱
B
C
（2
（3
（4
采用CO2气体及Na2CO3或NaOH在加温加压条件下进行浸出
后，经除磷等净化过程后，再送后工序沉淀。

此工艺目前国内没有，只有前苏联曾尝试过此工艺。

3、沉淀分离工序：
沉淀分离工序主要完成将净化后的钒溶液在碱性、酸性及碱性铵盐或酸性铵盐
条件下制成固体的多钒酸钠、多钒酸铵、偏钒酸铵等产品，以为下一步制成五氧化二钒成品做准备。

（1）酸法水解沉淀工艺
溶液加入稀硫酸，在PH=1-2条件直接沉淀V2O5，该方法由于
Na2O与V2O5是以化合物形式存在，所以钠离子洗不出去，造成产品钠含量高，五氧
（2
（3
方法。

4
（1）片状五氧化二钒生产
按熔化方式不同可分为：
一步法熔化制片五氧化二钒
将多钒酸铵或偏钒酸铵直接放入熔化炉中，在1000℃的条件
下，脱水、脱氨、熔化一步完成，国内片状五氧化二钒生产几科完全采用该方法
三步法熔化制片五氧化二钒
多钒酸铵或偏钒酸铵先在干燥器中在小于200℃条件下脱水，
再于回转炉内在500℃～600℃条件下脱氨、最后在电弧炉或电阻炉内在800℃条件下熔化制成片状五氧化二钒。

目前俄罗斯及中国试行的闪熔方法应属三步法熔化。

（2）
一、
1
1.1
1.22006
1.3
（1）
的规定
（2）交货钒渣中的金属铁含量应不大于19%
（3）钒渣以块状交货，其块度应不大于200mm。

需方对钒渣块度有
特殊要求时，由供需双方商定。

1.4检验规则：
（1
（2
（3
（4
1.5
（1
（2
（3
（4
10% （5）
钒渣结算金额＝钒渣基准吨价格×钒渣基准吨数量
2纯碱：
纯碱又名无水碳酸钠、苏打。

分子式：Na2CO3
碳酸钠是强碱与弱酸生成的盐。

水溶液呈较强的碱性。

在工业生产的某些部门，可以代替烧碱起作用，加之产品纯度较高，因此，习惯上称之为“纯碱”。

纯净的碳
酸钠为白色粉末或粉末状结晶。

相对密度d4202.532，熔点851℃。

易溶于水，溶解度随温度升高而增大，微溶于无水乙醇，不溶于丙酮。

纯碱易吸湿和二氧化碳变成碳酸氢钠而结块。

干燥的纯碱不侵蚀皮肤，但在水中能水解而具有较强的碱性，有一定腐蚀性，能伤害皮肤和丝毛织物。

2.1本工艺用纯碱为以工业盐或天然碱为原料，由氨碱法、联碱法或其他方法制得的
2.4储运：
碳酸钠属非危险品。

但储运时应保持干燥，切忌受潮。

储存于干燥仓间内，避免包装破损、污染、受潮。

与酸类、铵盐及有毒物品隔离储运。

搬运时应穿工作服、戴口罩，以防纯碱与汗水接触后伤害皮肤。

碳酸钠本身不燃，可作防火剂灭火。

3 工业盐：
3.1本工艺用工业盐为工业用的日晒工业盐、精制工业盐。

3.2执行标准：中华人民共和国国家标准
GB/T5462-2003 《工业盐》
92%
℃。

均下降。

92%硫酸的沸点为280℃，100%硫酸的沸点为296.2℃。

硫酸可以与水以任意比例混合，并放出大量的热。

在操作中只能将酸慢慢倒入水里，切不可把水往酸里加，以防止酸液表面局部过热引起酸液喷溅。

硫酸是无机强酸，几乎能与所有的金属及其他无机酸的盐类相作用，硫酸有极强的吸水性和氧化性，能使棉布、纸张、木材等碳水化合物脱水碳化，接触人体能引起严重灼伤。

4.1本工艺用硫酸为由硫铁矿、硫磺、冶炼烟气制取的工业硫酸。

4.2执行标准：中华人民共和国国家标准
GB/T534-2002 《工业硫酸》
4.3技术要求：
工业硫酸分浓硫酸和发烟硫酸二类
80%以上的浓硫酸，可用铁桶或钢板制的储槽储存，小量的也可用耐酸塑料桶装，5kg以下的可用玻璃瓶装。

浓度在80%以下的硫酸，不能用铁制容器，只能用耐酸塑料、陶瓷、玻璃等材质的容器。

包装容器外部应有危险品中“腐蚀品”的标志。

为了适应硫酸大量使用的需要，目前硫酸的储存采用钢板储运槽。

在运输中采用钢板制汽车槽罐、铁路槽罐、水运槽船，使用时直接从储罐通过管道输送至车间。

硫酸应单独储存于通风、阴凉和干燥的地方，并有耐酸地坪。

避免阳光直射，远离火源，储槽应有足够的通气孔，四周有“堤坝”围住，以防储槽泄漏。

储存时必须与有机物、易燃物、金属粉末、碱类氰化物、氧化剂、电石等隔离存放。

工作人员须穿戴耐酸工作服。

硫酸腐蚀性很强，应防止皮肤接触，以免灼伤，如触及皮肤，应立即用大量清水冲洗，并用碱性溶液（2%～3%碳酸氢钠、5%碳酸钠及5%
5
℃，
337.8
5.1
5.2
5.3
（1）外观：工业用产品为白色结晶；农业用产品为白色（可呈微灰或微黄色）结晶或颗粒（造粒产品）。

（2）农用氯化氨应符合表3-5的要求，同时应符合包装袋标明值。

工业用氯化氯应符合表3-6的要求，同时应符合包装袋标明值。

块状、片状或粒状。

质脆，相对密度d4202.130，熔点1390℃。

有很强的吸湿性，易溶于水，溶解时放热，水溶液有滑腻感。

纯净的液体烧碱是无色透明液体。

烧碱不仅易溶于水，而且亦易溶于乙醇、甘油，但不溶于丙酮、乙醚等有机溶剂。

烧碱水溶液呈强碱性，腐蚀性极强，能破坏纤维素，毁坏有机组织，侵蚀皮肤、
衣服，还能侵蚀玻璃、陶瓷以至极为稳定的金属铂。

6.1 本工艺用氢氧化钠为工业用氢氧化钠
6.2 执行标准：中华人民共和国国家标准
GB209-2006 《工业用氢氧化钠》
6.3 技术要求：
（1
（2
（3
（4）Ⅱ所（5
（6
说明：
CT——通常指苛化法生产的氢氧化钠，但不限于此工艺。

DT——通常指隔膜法生产的氢氧化钠，但不限于此工艺。

IT——通常指离子交换膜法生产的氢氧化钠，但不限于此工艺。

IL——液体氢氧化钠。

IS——固体氢氧化钠。

6.4 包装储运：
固体烧碱用铁桶包装，片碱用塑料袋内衬薄膜袋。

包装外应有明
碳酸钠。

用作消毒剂、杀菌剂、除臭剂。

7.1 本工艺用次氯酸钠为用氢氧化钠经氯化制得的次氯酸钠溶液。

7.2 执行标准：中华人民共和国国家标准
GB19106-2003 《次氯酸钠溶液》
7.3技术要求
（1）外观：浅黄色液体。

（2）次氯酸钠溶液应符合表3-9给出的要求：
国主要产品是十二水物。

本品无色或白色结晶。

相对密度1.62，熔点73.4℃。

在100℃时失去十一个结晶水而成一水物。

溶于水，其水溶液呈强碱性对皮肤有一定的侵蚀作用，不溶于醇、二硫化碳等有机溶剂。

8.1 本工艺用磷酸三钠是以纯碱、烧碱中和磷酸，经结晶而制得的
磷酸三钠。

8.2执行标准：中华人民共和国化工行业标准
HG/T2157-93 《工业磷酸三钠》
8.3 技术要求：
（1）外观：白色或微黄色结晶
硫代硫酸钠为无色透明单斜晶系晶体。

无臭，味咸。

比重1.729。

加热至100℃，失去5个结晶水。

易溶于水，不溶于醇，在酸性溶液中分解，具有强烈的还原性。

在33℃以上的干燥空气中易风化，在潮湿空握中有潮解性。

9.1 本工艺用硫代硫酸钠为工业硫代硫酸钠。

9.2 执行标准：中华人民共和国化工行业标准
HG/T2328-2006 《工业硫代硫酸钠》
9.3 技术要求：
（1）外观：无色或略带淡黄色透明单斜晶系晶体。

10 硫酸镁：
七水硫酸镁又名硫苦、苦盐、泻利盐、泻盐。

分子式：MgSO4·7H2O
七水硫酸镁为白色细小的针状或斜柱形结晶。

无臭、味苦，在干
燥空气中易风化。

比重1.68。

易溶于水微溶于乙醇，在67.5℃溶于自身的结晶水中。

受热分解，70～80℃时失去四分子结晶水，约250℃时失去所有的结晶水，成无水物。

10.1 本工艺用硫酸镁为工业七水硫酸镁。

10.2 执行标准：中华人民共和国化工行业标准
盐酸又名盐镪水、氢氯酸。

分子式：HCl
盐酸为氯化氢的水溶液。

无色透明液体，工业盐酸为无色或浅黄色。

工业盐酸为含HCl 31%的水溶液，相对密度1.154。

盐酸腐蚀性强，浓盐酸在空气中发烟，触及氨气会生成白色气雾，它的蒸气对动、植物有害。

能与很多金属起化学反应，与金属氧化物、碱类和大部分
盐类起化学作用。

溶于水。

11.1 本工艺用盐酸为用氯气和氢气合成的氯化氢气体，用水吸收制得的工业用合成盐酸。

11.2 执行标准：中华人民共和国国家标准
GB320-2006 《工业用合成盐酸》
员穿戴酸防护服。

消防用碱性物质如碳酸氢钠、碳酸钠等中和，也可用大量水扑救。

12 氯化钙：
无水氯化钙又称干燥氯化钙、雪种、氯化钙、水钙分子式：CaCl2
无水氯化钙为白色多孔块状或粒状，也有蜂窝状。

相对密度2.15。

熔点782℃，沸点1600℃以上。

味微苦。

空气中极易潮解。

溶于水并放出大量热，其水溶液呈微酸性，也溶于醇、丙酮、乙酸。

氯化钙的饱和水溶液在-37℃以下结冰。

氯化钙有多种水合物，如六水物、二水物等。

12.1 本工艺用氯化钙为工业氯化钙
12.2 执行标准：中华人民共和国化工行业标准
HG/T2327-2004 《工业氯化钙》
12.3 技术要求：
（1）外观：固体氯化钙为白色、灰白色或稍带黄色、红色的粉状、片状、颗粒状或块状固体；液体氯化钙为无色透明或稍微混浊的透明液体。

（2）工业氯化钙应符合表3-14要求
表3-14：
项目
指标
固体氯化钙液体氯
化钙Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型Ⅳ型Ⅴ型
氯化钙（CaCl2）的质量分数% ≥94 90 77 74 68 协商总碱金属氯化物（以NaCl计）质量分数% ≤7.0 11.0 总镁（以MgCl计）质量分数% ≤0.5 0.5 碱度[以Ca(OH)2计]质量分数% ≤0.4 0.4 水不溶物质量分数% ≤0.3 0.1 粒度≤协商
注：如果固体氯化钙产品中氯化钙质量分数小于90.5%，产品中杂质指标按下式计算：
A=A1
式中：
A-产品中容许杂质的是高质量分数
B-产品中氯化钙的实际质量分数
A1- 表3-14中规定的各项指标的数值
12.4 包装储运：
纤维板桶、铁桶、编织袋内衬塑料袋包装。

储存于干燥的仓间内，氯化钙吸湿性极强，容器必须密闭，防止受潮或雨淋。

消防用水灭火。

表3-15 钒渣主要成分：单位：%
钒渣的岩相分析表明，钒渣主要是由含钒尖晶石、铁橄榄石、偏
硅酸盐及游离石英等物相组成的。

由于铁水成分的不同，吹炼出来的钒渣的物相组成也各不相同。

（1）尖晶石：MgAl2O4，
主要化学组成：MgO：28.2；Al2O3：71.8。

等轴晶系。

呈八面体晶形，有进八面体与菱形十二面体组成聚形。

Fe2[SiO4]完全类质同象系列的中间产物。

一般含MgO 40%～50%，FeO 8%～12%，SiO2 24%～43%。

斜方晶系，晶体呈柱状和厚板状。

呈橄榄绿色、黄色、浅灰绿、绿黑色。

玻璃光泽。

硬度6.5～7，密度3.27～4.37（随含铁量的增加而增大）。

钒渣中橄榄石成分主要以铁橄榄石为主。

其组成主要是
2（Fe，Mn）O·SiO2（其中Mn2+以类质同象替换Mg2+和Fe2+），即Fe、Mn正硅酸盐矿物相。

其化学组成的特点是FeO含量高。

在钒渣中，铁橄榄石填在尖晶石颗粒之间，是钒渣的基础，熔点1100～1200℃。

（3）偏硅酸盐（灰石）：
其组成为（Mg,Ca,Fe）O·SiO2，化学组成的特点是SiO2高，熔
钒酸钠（NaVO3）、焦钒酸钠（Na4V2O7）和正钒酸钠（Na3VO4）是可溶于水的钒酸盐，另外两种钒酸盐（NaV6O15和Na8V24O63）称作钒青铜，是在高温下，偏钒酸钠冷却到500℃结晶时脱出一部分氧后生成的，同时含有五价钒和四价钒的化合物，它们不溶于水，因此这两种钒酸盐在焙烧过程中是不希望生成的。

焙烧过程中是在氧化气氛下，物料从低温到高温再逐渐降温的连续过程，主要物理化学反应包括：
（1）首先在300℃左右金属铁氧化：
Fe ＋O2 ＝ FeO
2FeO＋O2＝ Fe2O3
（2）在500～600℃粘结相铁橄榄石氧化并分解：
2FeO·SiO2＋O2→ Fe2O3·SiO2（低价氧化物氧化）
Fe2O3·SiO2→ Fe2O3＋SiO2（复合氧化物分解）
（3）600～700℃尖晶石氧化分解：
FeO·V2O3＋FeO＋O2→ Fe2O3·V2O3（Fe2+氧化为Fe3+）
FeO·V2O3＋O2→ Fe2O3·V2O4（V3+氧化为V4+）
Fe2O3·V2O4＋O2→ Fe2O3·V2O5（V4+氧化为V5+）
Fe2O3·V2O5→ Fe2O3＋V2O5（分解）
（4）600～700℃五氧化二钒与钠盐（碳酸钠、硫酸钠、氯化钠）反应生成溶于水的钒酸钠：
V2O5＋Na2CO3→ 2NaVO3＋CO2↑
V2O5＋Na2SO4→ 2NaVO3＋SO3↑
V2O5＋2NaCl＋H2O → 2NaVO3＋2HCl↑（有水蒸汽存在）
V2O5＋2NaCl＋O2→ 2NaVO3＋Cl2↑（无水蒸汽存在）
（5）600～700℃五氧化二钒与铁、锰、钙等氧化物生产溶于酸的钒酸盐：
V2O5＋CaO → Ca(VO3)2
V2O5＋MnO → Mn(VO3)2
V2O5＋Fe2O3→ 2FeVO4
（6）根据碳酸钠与一些氧化物差热分析结果，在焙烧过程中可能有如下的副反应发生：
Na2CO3＋Al2O3→ Na2O·Al2O3＋CO2（920℃）
水浸出过程的化学变化比较简单。

熟料中的水溶性钒酸盐由于本身的分子扩散作用和浸出介质的溶剂化作用，逐步从内向外扩散进入浸出液中。

随着浸出液碱度（PH值）不同，钒在溶液中的存在形式也不相同。

这些钒的化合物分别以：
偏钒酸钠 NaVO3 PH 7.5～10
焦钒酸钠 Na4V2O7 PH 10～11.8
正钒酸盐 Na3VO4 PH 11.8～12.0
不同形式存在于溶液中。

正常情况下，浸出液的PH在7.5～9.0之间，因此，偏钒酸钠是浸出液中钒存在的主要形式。

偏钒酸钠分子在水溶液中可以按下式继
当PH在5.5～6.5之间时：
V10O286-＋2H2O → H2V10V204-＋2OH-
这都是浸出过程中的不正常情况，应当设法避免。

杂质的溶解：钒渣在氧化钠化焙烧过程中不仅有钒酸盐的生成反应，同进还有大量杂质副反应发生。

杂质副反应的结果生成一系列的
可溶性的杂质盐类。

这些可溶性的杂质盐类在钒溶解过程中，也相继溶解，进入溶液。

如FeCl2、MnCl2、CrCl3、Na2SiO3、Na3PO4、NaFeO2、NaAlO2、Na2CrO4等。

这些杂质的盐类大部分都是一些强酸弱碱盐或强碱弱酸盐，它们的显着特点是水解能力强。

2NaHSiO3＋H2O＝Na2H4Si2O7
CrCl3＋3H2O＝Cr(OH)3↓＋3HCl
Na3PO4＋H2O＝Na2HPO4＋NaOH
二次反应，所谓二次反应是指钒离子同杂质离子间的相互反应。

这类二次反应在浸出过程中有两种情况。

（1）二、三价的杂质阳离子同钒酸要根离子生成不溶性钒酸盐的反应。

如：
FeCl3＋3NaVO3＝Fe(VO3)3↓＋3NaCl
MnCl2＋2NaVO3＝Mn(VO3)2↓＋2NaCl
CaCl2＋2NaVO3＝Ca(VO3)2↓＋NaCl
的转化为水溶性的磷酸盐，浸出时以Na3PO4形式进入浸出液中，一般情况下，浸出液中P含量可达到0.1～0.25g/L。

工艺上除磷方法有镁试剂除磷和二氯化钙除磷。

下面介绍二氯化钙除磷原理：
二氯化钙除磷是一种简便易行的除磷方法。

它是基于Ca2+离子同
PO43-离子生成难溶性的磷酸钙[Ca3(PO4)2]沉淀的原理达到除P效果的。

反应式为：
3CaCl2＋2PO43-＝Ca3(PO4)2↓＋6Cl-
用二氯化钙除P的最好PH范围是8～9。

因为在PH值比较低的溶液中，PO43-离子水解变成磷酸氢根离子HPO42-，
溶解度为：0.0022mol/L，折算溶度积为：1.06×10-8]沉淀的溶度积，因此只要二氯化钙的加入量控制得当，加入时注意防止CaCl2在溶液中的局部过浓，钒的损失量是不大的。

一般不超过0.5%。

CaCl2的加入量最好通过试验，根据要求的溶液中的含P量来确定。

磷酸钙是一种胶状沉淀物，沉降、过滤均比较困难，有时采用其随残渣一同分离方法除去。

2.3 钒溶液酸性铵盐沉淀
钒溶液酸性铵盐沉淀是将钒酸钠溶液用硫酸调节到一定的酸度，加入铵盐，在加热搅拌的条件下沉淀结晶出橘黄色的多钒酸铵（APV），
多钒酸盐是属于多元离子化合物，由使之质子化的正离子和钒酸根离子组成。

钒酸根主要由V5+正离子与O2-负离子构成。

钒、氧离子半径比：rV5+∶rO2-=0.59∶1.40=0.421，根据离子化合物结晶化学规则，
因为0.414≤rV5+∶rO2 -≤0.732，所以正离子V5+的配位数CN应为6，正离子V5+应填入负离子O2-组成的正八面体空隙之中。

但是V5+离子半径小而电价高，因此V—O健发生强烈的极化，出现键型变异，共价键的成分增加，并导致配位数的降低为4，所以实际上大部分钒酸根离子由钒氧四面体构成不同的“钒氧骨干”。

有关资料表明：
（V）的比值ΣMe+∶V，与正常的多钒酸盐的ΣMe+∶V大致相同。

可以推断絮状多钒酸盐是一种同质多晶现象，其钒氧骨干呈链型，结构式为（V3O8）n m-。

这种链型晶体仅保持链方向有序性及部分区域有序性，而缺乏远程有序，同时存在着高比例数的自由钒四面体顶点，能吸引杂质离子式极化水分子，造成链间相互排斥而增大体积，因此
以致宏观表现为形成絮状分子团。

从而带来粘料（絮状多钒酸盐沉淀）的所有特征。

多钒酸盐沉淀反应是属：液+液=固+液类型的化学反应。

此类反应的动力学研究表明，反应起初在可降低反应活化能的原有固体表面进行，包括反应容器壁表面，反应物溶液内存在的悬浮物及生成物晶
（V3O8）n m-钒氧骨干，实质是（V3O8）-单元无限无序重复的联结体，（V3O8）n m-从结构上可以看成是有（V3O9）3-其中有二个O2-离子与附近二个（V3O9）3-共享而形成的链。

因此从单元结构近似的方面分析，（V3O8）n m-形成具有便利条件，（V3O8）n m-的结构是近程有序而远程无序，（V6O16）2-的结构是远程有序，按化学热力学原理
的“有序状态有自发向无序状态发展趋势”推论：生成（V3O8）n m-比生成（V6O16）2-具有优势。

从生产和小试验中可以观察到絮状多钒酸盐能在瞬时出现，孕育期时间很短，而正常多钒酸盐孕育期时间相对较长。

也可以观察到先出现部分絮状多钒酸盐，然后慢慢转变成正常多钒酸盐。

用化学动力学的语言来叙述，即沉淀过程存在两个平行
（1）温度的影响：温度低时，由于E1≤E2，所以生成（V3O8）n m-反应速度快，因而抑止了生成（V6O16）2-的反应，如果反应期内都保持较低温度状态，生成物几乎都是絮状多钒酸盐。

当温度升高时有利于反应活化能较高的反应（2），反应（2）的反应速度递增比例大于反应（1）的反应速度递增比例，如果反应中后期都控制在较高温度状
态，即接近沸腾，生成（V6O16）2-的反应速度超过生成（V3O8）n m-的反应速度，絮状多钒酸盐就停止产生，并逐渐会转变成所期望的正常生成物。

当温度过高即沸腾时，由于溶液激烈的汽化作用，破坏了（V6O16）2-的结晶长成条件，大量产生单元晶胞，为（V3O8）n m-的生成创造了条件，因为这时赖以反应的固体总表面积增大，絮状多钒酸
在PH值降低到一定的值时(V3O8)n m-已经达到结晶平衡时，(V6O16)n2-的结晶反应仍保持进行，宏观上表现为制止了絮状多钒酸盐的产生。

当局部区域PH值低时，也就是往溶液中加酸时，瞬时产生大量晶胞，与前面叙述一样，有利于反应（1）的进行产生了粘料。

（3）含钒浓度的影响：含钒浓度高也就是反应物浓度高，有利于反
应迅速进行，因为反应物浓度与反应发生几率成正比。

在反应初期反应速度快而瞬时产生大量晶胞，这样在快速反应的基础上又助长了反应（1）的进行，使其的反应速度更快，生成物很容易非常迅速形成粘料，中期时这种被动势头仍然保持，极难转变，后期时已既成事实无法挽回。

含钒浓度高时，必须从一开始就采取减缓反应速度的措施
反应（1）进行，也有利于反应（2）进行所需条件的区域，但由于絮状多钒酸盐的比重较轻，可随热运动扩散到整个容器，因而成为主导生成物。

如果不适当地长时间搅拌，晶体颗粒间碰撞机会增加，造成具有结晶缺陷的晶体容易从母体上脱落，，以致晶体颗粒的总体粒度变细，表面积增大，吸附杂质的能力增加。

这是因为处于晶体表面的
原子、离子其化合价往往没有满足，显现出一定的余价，因此能够吸附其他原子、分子。

结果沉淀物变成类似粘料的物理状态，称之为“泡料”。

其实这是由正常多钒酸盐转变到絮状多钒酸盐晶型改变的过渡状态。

如果此时仍不停止搅拌，晶体的颗粒度进一步变细，晶体间的无序架桥现象就会发展成近程有序的链状结构，发生彻底的晶型号转
（2）掌握分阶段且连续的作业。

此目的是制造平稳的反应条件。

这方面的措施有：需加酸计算要准确并一次性连续加入，避免中途补加酸和补加钒溶液；加沉淀剂（铵盐）、加温、加酸等作业不宜同时进行，避免不利于正常反应的条件重叠而加剧；适时中止作业，避免反应环境恶化。

（3）减缓含钒浓度较高时的反应速度。

原液含钒浓度高是产生粘料的诸因素中产生几率最大的一个，几乎是不可避免的要造成被动。

这方面的措施有：调整溶液含钒浓度，使其达到安全可靠的界线之内；适当提高沉淀剂（铵盐）用量比例，因为（V3O8）n m-离子与Na+离子的结合没有断键过程，（这也是反应（1）的活化能E1小的原因），NH+
应H2V12O31＋2M+=M2V12O31＋2H+的平衡常数K值，K值见表3-17：
2.4 多钒酸铵的分解熔化
多钒酸铵是一种铵的聚钒酸盐，依据沉淀的条件不同，沉淀产物
的分子组成不一。

在通常的工业生产条件下，其分子式主要是：（NH4）2V12O31·nH2O、（NH4）2V6O16·nH2O,这些铵的聚钒酸盐热稳定性很差，受热后会分解放出氨气。

在分解温度下氨是一种较强还原剂，能迅速在把五氧化二钒还原成四氧化二钒，在有氧气存在时，四氧化二钒又重新被氧化成五氧化二钒。

反应方程式如下：
（NH4）2V6O163V2O5＋H2O＋2NH3↑
（NH4）4V6O173V2O5＋2H2O＋4NH3↑
（NH4）2V12O316V2O5＋H2O＋2NH3↑
（NH4）2H2V10O275V2O5＋2H2O＋2NH3↑
反应放出的氨气在该温度下是一种较强的还原剂，能迅速地将五氧化二钒还原成四氧化二钒
3V2O5＋2NH33V2O4＋3H2O＋N2↑——（1）
反应（1）的进行是分解产物中含有四价钒的根本原因。

但在有足够量氧气存在时，四价钒可重新被告氧化成五价钒。

2V2O4＋O2 2V2O5——（2）
经热力学计算可知，温度500℃时，反应（1）和（2）的自由能分别为：
△F0（1）773K ＝-169.46kJ/mol
△F0（2）773K ＝-61.03kJ/mol
由此可知，在分解温度下，五氧化二钒在有氨气存在的条件下是不稳定的，易被告还原为四价钒的氧化物，而反应（2）的进行则要求氧化气氛较强才能使四价钒氧化。