溶液中钒分离富集技术的研究进展
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（ Ｏ） 或（ Ｏ ） Ｖ ３ 链 Ｖ ３ 链 （２ ６ ８～６ ５ｅ ）３的形 式 ６ ｍ Ｌ Ｊ 存在 。 图 ３ Ｖ—Ｈ ０体 系电位 一ｐ ２ Ｈ平衡 图（５ｑ ） ２ Ｃ
３． ． 钙 盐 沉 淀 法 １１
钒酸钙 、 酸铁 沉 淀法 是从 低 浓 度 的含 钒 溶 液 钒 中回收 富集 钒 的方 法 。碱 性溶 液更 适 宜用 钒 酸钙 法 沉淀钒 ， 淀剂 可用 氯化 钙 、 石 灰或 石 灰乳 。反 应 沉 生
正钒 酸根 离 子 和焦 钒 酸根 离子 的形 式存 在 ； 当溶 液
接近 中性 时 ， 以 四聚体 的偏 钒酸 根离 子存 在 ； 酸 钒 弱 性和 酸性 溶 液 中存 在 的是 各种 多 钒 酸根 离 子 ； 当溶 液Ｄ Ｈ值 小 于 １时 ， 聚钒 酸 根 离 子遭 到 破 坏 而 以 多 ｖｏ ；离 子 的 形 式 存 在 。作 者 研 究 了纯 偏 钒 酸 钠
第２ ７卷 第 ３期 ２ １ 年 ６月 ０１
ＨＵＮＡＮ ＮＯＮＦＥ ＲＲ０ＵＳ ＭＥＴＡＬ Ｓ
湖 南有 色金 属
ｌ ５
・
冶
金・
溶液中钒分离富集技术的研究进展
丁瑞 锋 ， 刘桂 华
（ 中南 大 学 冶金科 学 与 工程 学院 ， 南 长 沙 湖 ４０８） １０ ３
摘
要： 文章介绍了目前提取钒的原料 ， 分析了溶液中钒离子的结构 、 种类以及氧化 一还原电位 ， 讨论
了沉淀法、 离子交换法 、 溶剂萃取法及氧化 一还原法从溶液中分离富集钒的原理 、 工艺及应用现状 。
关键 词 ： 溶液 ； ； 离技 术 钒 分
中 图分 类号 ： Ｆ ９ Ｔ ７１
文献 标 识 码 ： Ａ
式如 下 ：
督
２ ａ ３ ａ １ ｃ （ Ｏ ） ＋２ ａ １ Ｎ ＶＯ ＋Ｃ Ｃ２ ａ Ｖ ３２ 一 Ｎ Ｃ
文章 编 号 ：０ ３ ５ ０ ２ １ ）３ ０ ５ ５ １０ —５４ （０ １０ —０ １ —０
钒 以其优 良的合金性 能 和催化 作用 已成 为一 种
（）（） １ 、５ 属于后 者。近年 来 ， 于满 足降低 成 本 和环 基 保 的要求 ， 出 了新 的 提取 方 法 ， ： 提 如 处理 时 可 采 用 焙烧 一酸浸 或 碱浸 法从 石 煤 中提 取钒 ， 不 经焙 烧 或
直接 酸浸提取 钒。
重要 的战 略资 源 。据 统 计 ， ０ 以上 的 钒用 于钢 铁 ９％ 工业 ， 以钛 一铝 一 合金 的形式 用于 航 天领域 ， 并 钒 其 次钒化 合 物主 要用 作玻 璃 与陶瓷 工业 的着 色剂 、 硫 酸和石油化 工生 产 用 的催 化 剂 、 以及 化 妆 品 、 料 、 染 电池等 。随着钢铁需求 量 的快 速增 长 和应 用领 域 的
研究 Ｉ 一 ： 作
从 冈 １可以看 出 ， 当溶液 钒浓 度很 低 时 ， 在各 种
ｐ Ｈ条件下 钒酸根均 以 单核形 式存 在 ； 随着钒 浓 度 的 增加， 其聚集 状态 开始 随溶 液 ｐ Ｈ值 的改变 而 改变 。
１ ６
湖南有 色金属
第２ ７卷
在一定 的钒 浓度 下 ， 性 和弱 碱性 含 钒溶 液 中钒 以 碱
拓展 ， 的需 求量也迅 速加大 。 钒
２ 水溶 液 中钒 酸 根 离 子 的 变化 规 律 及
电化学 行 为
２ １ 离子存在 状态 ．
１ 钒 资 源
我 国钒资源较 丰富 。在 已发现 的上 百 种含 钒矿
物中， 还没 有单独 的钒矿物 ， 多数钒 矿 物都 பைடு நூலகம்生 于其
钒在溶 液中的 聚集状 态 与钒 的浓度 和溶 液 的酸 度有关 。Ｃａｋ等Ｅ 制 了不 同 Ｄ ｌ ｒ 绘 Ｈ值 及不 同钒 浓度
铝得到 的铝 酸盐溶液 ；３ 无 钙焙烧 铬铁 矿 得到 的铬 （）
酸钠 中性 液 ；４ 化学 和石 油等工 业使用 过 的废 催化 （）
剂 ；５ 生 产钛 的残渣 等 。 （）
七 述钒 资源性质 差别较 大 ， 理方 法各 不 相 同。 处 其处 理过 程基 本 上 可分成 两 步 ： 首先 使 钒从 原料 中 溶解 出来 ， 得到 含 钒溶 液 ； 后将 溶 液 中 的钒 富集 ， 然 得 到钒 的 化合物 或 五 氧化二 钒 ， 经熔 炼 成 钒铁 或其 它钒产 品 。将原 料中的钒转 移至 溶液 中通 常采 用如
（ ２ ５５ ／ ） 不 同 ｐ 值 的红 外 光 谱 图 （ 图 Ｖ ０ ：０ｇ Ｌ 在 Ｈ 如
２。溶液 ｐ ） Ｈ值为 １． ３５ ３时， 以 Ｖ ｉ （５ ｍ ） 钒 Ｏ 一８６ｅ 和 Ｖ０ 一 ７１ｅ ） ２； （１ ｍ 的形 式存 在【 ； ｐ 值 为 当 Ｈ
９７ 时 ， ．６ 钒主要以 Ｖ Ｏ 一离子（２ ２｛ ９９～１ ０ ｍ ） ７ｅ ０ 的形式存 在 ； Ｄ 当 Ｈ值 继续下 降到 ７ ５ ．６时 ， 以单 一 钒
下两种方 法 ： 一种是 浓碱高 温浸 出法 ； 另一 种是 氧化 焙烧 一酸浸 出法 。 上述 原 料 中 （ ） ４ 属 于 前者 ， １ ～（ ）
图 ｌ 不 同 ｐ 值及 总钒浓度下 溶液 中钒 的聚合 Ｈ
状 态 图（ ５ｃ ） ２ 《 ＝
基 金项 目 ： 省 科 技重 大 专项资 助 项 目（０ ９ Ｊ０ ９ 湖南 ２ ０ Ｆ１０ ） 作 者简 介 ： 锋 （ ９５一）女 ， 士 研 究 生 ， 丁瑞 １８ ， 硕 主要 从 事有 色金 属 冶金
下钒 酸根 和 钒 氧根 离子 所 属状 态 区域 图 ， 图 １所 如 示（ 分界线不 确切 的为虚线 ） 。
他矿石 中。 目前 ， 能够 开采 和利用 的含 钒 矿 物 主要
有钒钛磁 铁矿 和 石煤 。近 年 来 ， 随着 提 钒技 术 的发
展， 更多 的提钒 资源得到 利用 。 目前 ， 可用 来提 取钒 的原料 主要 有 ： １钒钛 磁铁 矿 和石煤 ；２ 生产 氧化 （） （）
３． ． 钙 盐 沉 淀 法 １１
钒酸钙 、 酸铁 沉 淀法 是从 低 浓 度 的含 钒 溶 液 钒 中回收 富集 钒 的方 法 。碱 性溶 液更 适 宜用 钒 酸钙 法 沉淀钒 ， 淀剂 可用 氯化 钙 、 石 灰或 石 灰乳 。反 应 沉 生
正钒 酸根 离 子 和焦 钒 酸根 离子 的形 式存 在 ； 当溶 液
接近 中性 时 ， 以 四聚体 的偏 钒酸 根离 子存 在 ； 酸 钒 弱 性和 酸性 溶 液 中存 在 的是 各种 多 钒 酸根 离 子 ； 当溶 液Ｄ Ｈ值 小 于 １时 ， 聚钒 酸 根 离 子遭 到 破 坏 而 以 多 ｖｏ ；离 子 的 形 式 存 在 。作 者 研 究 了纯 偏 钒 酸 钠
第２ ７卷 第 ３期 ２ １ 年 ６月 ０１
ＨＵＮＡＮ ＮＯＮＦＥ ＲＲ０ＵＳ ＭＥＴＡＬ Ｓ
湖 南有 色金 属
ｌ ５
・
冶
金・
溶液中钒分离富集技术的研究进展
丁瑞 锋 ， 刘桂 华
（ 中南 大 学 冶金科 学 与 工程 学院 ， 南 长 沙 湖 ４０８） １０ ３
摘
要： 文章介绍了目前提取钒的原料 ， 分析了溶液中钒离子的结构 、 种类以及氧化 一还原电位 ， 讨论
了沉淀法、 离子交换法 、 溶剂萃取法及氧化 一还原法从溶液中分离富集钒的原理 、 工艺及应用现状 。
关键 词 ： 溶液 ； ； 离技 术 钒 分
中 图分 类号 ： Ｆ ９ Ｔ ７１
文献 标 识 码 ： Ａ
式如 下 ：
督
２ ａ ３ ａ １ ｃ （ Ｏ ） ＋２ ａ １ Ｎ ＶＯ ＋Ｃ Ｃ２ ａ Ｖ ３２ 一 Ｎ Ｃ
文章 编 号 ：０ ３ ５ ０ ２ １ ）３ ０ ５ ５ １０ —５４ （０ １０ —０ １ —０
钒 以其优 良的合金性 能 和催化 作用 已成 为一 种
（）（） １ 、５ 属于后 者。近年 来 ， 于满 足降低 成 本 和环 基 保 的要求 ， 出 了新 的 提取 方 法 ， ： 提 如 处理 时 可 采 用 焙烧 一酸浸 或 碱浸 法从 石 煤 中提 取钒 ， 不 经焙 烧 或
直接 酸浸提取 钒。
重要 的战 略资 源 。据 统 计 ， ０ 以上 的 钒用 于钢 铁 ９％ 工业 ， 以钛 一铝 一 合金 的形式 用于 航 天领域 ， 并 钒 其 次钒化 合 物主 要用 作玻 璃 与陶瓷 工业 的着 色剂 、 硫 酸和石油化 工生 产 用 的催 化 剂 、 以及 化 妆 品 、 料 、 染 电池等 。随着钢铁需求 量 的快 速增 长 和应 用领 域 的
研究 Ｉ 一 ： 作
从 冈 １可以看 出 ， 当溶液 钒浓 度很 低 时 ， 在各 种
ｐ Ｈ条件下 钒酸根均 以 单核形 式存 在 ； 随着钒 浓 度 的 增加， 其聚集 状态 开始 随溶 液 ｐ Ｈ值 的改变 而 改变 。
１ ６
湖南有 色金属
第２ ７卷
在一定 的钒 浓度 下 ， 性 和弱 碱性 含 钒溶 液 中钒 以 碱
拓展 ， 的需 求量也迅 速加大 。 钒
２ 水溶 液 中钒 酸 根 离 子 的 变化 规 律 及
电化学 行 为
２ １ 离子存在 状态 ．
１ 钒 资 源
我 国钒资源较 丰富 。在 已发现 的上 百 种含 钒矿
物中， 还没 有单独 的钒矿物 ， 多数钒 矿 物都 பைடு நூலகம்生 于其
钒在溶 液中的 聚集状 态 与钒 的浓度 和溶 液 的酸 度有关 。Ｃａｋ等Ｅ 制 了不 同 Ｄ ｌ ｒ 绘 Ｈ值 及不 同钒 浓度
铝得到 的铝 酸盐溶液 ；３ 无 钙焙烧 铬铁 矿 得到 的铬 （）
酸钠 中性 液 ；４ 化学 和石 油等工 业使用 过 的废 催化 （）
剂 ；５ 生 产钛 的残渣 等 。 （）
七 述钒 资源性质 差别较 大 ， 理方 法各 不 相 同。 处 其处 理过 程基 本 上 可分成 两 步 ： 首先 使 钒从 原料 中 溶解 出来 ， 得到 含 钒溶 液 ； 后将 溶 液 中 的钒 富集 ， 然 得 到钒 的 化合物 或 五 氧化二 钒 ， 经熔 炼 成 钒铁 或其 它钒产 品 。将原 料中的钒转 移至 溶液 中通 常采 用如
（ ２ ５５ ／ ） 不 同 ｐ 值 的红 外 光 谱 图 （ 图 Ｖ ０ ：０ｇ Ｌ 在 Ｈ 如
２。溶液 ｐ ） Ｈ值为 １． ３５ ３时， 以 Ｖ ｉ （５ ｍ ） 钒 Ｏ 一８６ｅ 和 Ｖ０ 一 ７１ｅ ） ２； （１ ｍ 的形 式存 在【 ； ｐ 值 为 当 Ｈ
９７ 时 ， ．６ 钒主要以 Ｖ Ｏ 一离子（２ ２｛ ９９～１ ０ ｍ ） ７ｅ ０ 的形式存 在 ； Ｄ 当 Ｈ值 继续下 降到 ７ ５ ．６时 ， 以单 一 钒
下两种方 法 ： 一种是 浓碱高 温浸 出法 ； 另一 种是 氧化 焙烧 一酸浸 出法 。 上述 原 料 中 （ ） ４ 属 于 前者 ， １ ～（ ）
图 ｌ 不 同 ｐ 值及 总钒浓度下 溶液 中钒 的聚合 Ｈ
状 态 图（ ５ｃ ） ２ 《 ＝
基 金项 目 ： 省 科 技重 大 专项资 助 项 目（０ ９ Ｊ０ ９ 湖南 ２ ０ Ｆ１０ ） 作 者简 介 ： 锋 （ ９５一）女 ， 士 研 究 生 ， 丁瑞 １８ ， 硕 主要 从 事有 色金 属 冶金
下钒 酸根 和 钒 氧根 离子 所 属状 态 区域 图 ， 图 １所 如 示（ 分界线不 确切 的为虚线 ） 。
他矿石 中。 目前 ， 能够 开采 和利用 的含 钒 矿 物 主要
有钒钛磁 铁矿 和 石煤 。近 年 来 ， 随着 提 钒技 术 的发
展， 更多 的提钒 资源得到 利用 。 目前 ， 可用 来提 取钒 的原料 主要 有 ： １钒钛 磁铁 矿 和石煤 ；２ 生产 氧化 （） （）