釩及釩生產(chǎn)工藝及凡客微博營銷研究

釩及釩生產(chǎn)工藝釩的性質(zhì)及應(yīng)用一、釩的性質(zhì)：釩是一種十分重要的戰(zhàn)略物資，在鋼鐵、電子、化工、宇航、原子能、航海、建筑、體育、醫(yī)療、電源、陶瓷等在國民經(jīng)濟(jì)和國防中占有十分重要的位置。常溫下釩的化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，但在高溫下能與碳、硅、氮、氧、硫、氯、溴等大部分非金屬元素生成化合物。例如：釩在空氣中加熱至不同溫度時(shí)可生成不同的釩氧化物。在180℃下，釩與氯作用生成四氯化釩（VCl4）；當(dāng)溫度超過800℃時(shí)，釩與氮反應(yīng)生成氮化釩（VN）；在800～1000℃時(shí)，釩與碳生成碳化釩（VC）。釩具有較好的耐腐蝕性能，能耐淡水和海水的侵蝕，亦能耐氫氟酸以外的非氧化性酸（如鹽酸、稀硫酸）和堿溶液的侵蝕，但能被氧化性酸（濃硫酸、濃氯酸、硝酸和王水）溶解。在空氣中，熔融的堿、堿金屬碳酸鹽可將金屬釩溶解而生成相應(yīng)的釩酸鹽。此外，釩亦具有一定的耐液態(tài)金屬和合金（鈉、鉛、鉍等）的腐蝕能力。釩有多種氧化物。V2O3和V2O4之間，存在著可用通式VnO2n-1(3≤n≤9)表示的同族氧化物，在V2O4到V2O5之間，已知有V3O5、V3O7、V4O7、V4O9、V5O9、V6O11、V6O13等氧化物。工業(yè)上釩氧化物主要是以V2O5、V2O4和V2O3形式存在，特別是V2O5和生產(chǎn)尤為重要。它們的主要性質(zhì)列于下表：氧化物晶系顏色密度/g·cm-3熔點(diǎn)/℃溶解性V2O2V2O3V2O4V2O5等軸菱形正方斜方淺灰黑藍(lán)黑橙黃5.764.874.2～4.43.35717901970～20701545～1967650～690不溶于水，溶于酸不溶于水，溶于HF及HNO3微溶于水，溶于酸及堿，不溶于乙醇微溶于水，溶于酸及堿，不溶于乙醇二、釩的應(yīng)用三、五氧化二釩的性質(zhì)V2O5是一種無味、無嗅、有毒的橙黃色或紅棕色的粉末，微溶于水（質(zhì)量濃度約為0.07g/L），溶液呈黃色。它在約670℃熔融，冷卻時(shí)結(jié)晶成黑紫色正交晶系的針狀晶體，它的結(jié)晶熱很大，當(dāng)迅速結(jié)晶時(shí)會(huì)因灼熱而發(fā)光。V2O5是兩性氧化物，但主要呈酸性。當(dāng)溶解在極濃的NaOH中時(shí)，得到一種含有八面體釩酸根離子VO43-的無色溶液。它與Na2CO3一起共熔得到不同的可溶性釩酸鈉。五氧化二釩生產(chǎn)工藝方法概述五氧化二釩生產(chǎn)工藝大致歷經(jīng)了70年，通過幾代人的不斷總結(jié)、探討，已初步形成了不同的生產(chǎn)工藝模式。一、五氧化二釩生產(chǎn)工藝方法：五氧化二釩生產(chǎn)按冶煉方法不同可分為火法與濕法冶金：1、火法冶金：將含釩鈦磁鐵礦經(jīng)過火法冶金處理后得到含釩鐵水，再從鐵水氧化出釩渣，使釩得到富集后再使用。此種方法稱之為火法提釩。釩鈦磁鐵礦冶煉含釩鐵水的方法高爐法：主要流程是用釩鈦磁鐵礦的燒結(jié)礦，在高爐中冶煉出含釩鐵水，使用這種方法的有俄羅斯、中國。電爐法：先將釩鈦磁鐵礦預(yù)還原為金屬化球團(tuán)，再在電爐內(nèi)冶煉出含釩鐵水，使用這種方法的國家有南非、新西蘭。從含釩鐵水中吹煉釩渣將含釩鐵水在轉(zhuǎn)爐（中國、俄羅斯）、搖包（南非）或鐵水包（新西蘭）內(nèi)、通入氧化性氣體（氧氣、空氣），使鐵水中的釩氧化出來，得到釩渣。釩渣作為提取五氧化二釩的原料。火法提釩的工藝流程見圖1所示。此方法的優(yōu)點(diǎn)：釩渣作為提取五氧化二釩原料含釩高，處理量少；可回收鐵；焙燒溫度低（800℃）左右，提取V2O5時(shí)動(dòng)力、輔助原材料消耗少。（火法主要是指釩渣以前，從釩渣以后至五氧化二釩生產(chǎn)所用仍然是濕法冶金）釩鈦磁鐵礦或精礦釩鈦磁鐵礦或精礦炭還原劑溶劑回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原燒結(jié)礦或球團(tuán)（南非、新西蘭）俄羅斯、中國電爐冶煉高爐冶煉電爐渣含釩鐵水高爐渣棄掉棄掉振動(dòng)罐提釩鐵水包提釩轉(zhuǎn)爐提釩南非新西蘭俄羅斯、中國釩渣半鋼制釩制品轉(zhuǎn)爐煉鋼圖1火法提釩工藝流程圖2、濕法冶金：傳統(tǒng)濕法提釩典型的工藝流程（以南非德蘭士瓦合金公司為例）如圖2所示。首先把釩鈦磁鐵礦磨細(xì)（濕磨）,磨細(xì)后的礦粉與鈉鹽（硫酸鈉）混合造球，球團(tuán)直接送到鏈篦回轉(zhuǎn)窯的鏈篦上，利用回轉(zhuǎn)窯的余熱烘干并加熱至900℃，隨后在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)于1270℃左右停留60—110min，釩轉(zhuǎn)化率可達(dá)到92%以上。此方法的優(yōu)點(diǎn)：原料處理簡單；釩回收率高，從精礦→V2O5收率達(dá)80%以上。此方法的缺點(diǎn)：處理物料量大，設(shè)備投資大；焙燒溫度高（1200℃以上），動(dòng)力及輔助原材料消耗大；不回收鐵。現(xiàn)代濕法冶金主要以傳統(tǒng)的鈉化焙燒提釩和石煤提釩為代表，目前攀鋼、承鋼所使用方法為鈉化法提釩，河南、山西、陜西、甘肅等一些石煤廠采用石煤為原料。云南華云釩業(yè)采用的是鈉化提釩工藝。礦石脫硫凈化粉碎排放鈉鹽（Na2SO4）新水造球鏈篦回轉(zhuǎn)窯焙燒SO2浸出濾渣浸出濾液堆場后處理除硅廢氣鈉鹽溶液（Na2SO4）脫銨處理硫酸銨硫酸鋁合格液硫酸冷凝水過濾蒸發(fā)濃縮沉淀濾液濃縮液分解熔化V2O5成品礦石脫硫凈化粉碎排放鈉鹽（Na2SO4）新水造球鏈篦回轉(zhuǎn)窯焙燒SO2浸出濾渣浸出濾液堆場后處理除硅廢氣鈉鹽溶液（Na2SO4）脫銨處理硫酸銨硫酸鋁合格液硫酸冷凝水過濾蒸發(fā)濃縮沉淀濾液濃縮液分解熔化V2O5成品偏釩酸銨凈化排放圖２濕法提釩工藝流程圖二、濕法冶金生產(chǎn)五氧化二釩生產(chǎn)工藝簡介：濕法冶金工藝生產(chǎn)五氧化二釩主要經(jīng)歷以下生產(chǎn)階段：1、原料預(yù)處理；2、固液分離及溶液凈化；3、釩溶液沉淀結(jié)晶；4、釩酸鹽分解、干燥及熔煉。工藝流程見圖3五氧化二釩工藝流程圖鈉鹽或、鹽附加劑酸、堿浸出氧化劑釩渣或含釩礦物焙燒或浸出氧化預(yù)處理分離凈化沉淀分離分解熔煉制片包裝出售鈉鹽或、鹽附加劑酸、堿浸出氧化劑釩渣或含釩礦物焙燒或浸出氧化預(yù)處理分離凈化沉淀分離分解熔煉制片包裝出售圖3五氧化二釩生產(chǎn)工藝流程圖各操作單元原理及作用簡介：1、原料預(yù)處理工序：原料預(yù)處理工序主要對釩渣以及含釩原料通過高溫焙燒或酸、堿溶液浸出等方法處理，使其中的有價(jià)元素V完成晶型及結(jié)構(gòu)價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)變，最終生成水溶性、堿溶性或酸溶性的釩鹽或釩酸鹽。典型的方法有：（1）鈉化焙燒提釩：釩渣（或釩礦）磨細(xì)和選去所夾帶的金屬鐵后，配入適當(dāng)?shù)拟c鹽附加劑，經(jīng)過高溫焙燒氧化、鈉化反應(yīng)，釩鐵尖晶石等不溶性三價(jià)釩化合物氧化成五氧化二釩并與鈉鹽反應(yīng)，生成可熔性釩酸鈉。V2O5+Na2CO3→2NaVO3+CO2工業(yè)上這個(gè)過程一般在回轉(zhuǎn)窯、多層焙燒爐及平窯等爐窯中完成，焙燒溫度在800～900度。（2）鈣化焙燒提釩：鈣化焙燒是將釩渣（或其它含釩原料）與石灰、石灰石混合，氧化焙燒，使釩生成釩酸鈣，然后利用釩酸鈣的酸溶性，用稀硫酸浸出，再經(jīng)沉釩的工藝。也可使用CO2與NaCO3在加溫加壓條件下浸出，使Ca（VO3）2生成CaCO3和NaVO3，目前只有俄羅斯有此工藝。V2O5+CaO→Ca(VO3)2堿浸工藝：堿浸工藝是釩原料（其中釩以五價(jià)形式存在）經(jīng)粉碎后直接與強(qiáng)堿溶液混合，使其中的五氧化二釩與堿反應(yīng)生成釩酸鹽溶液。V2O5+2NaOH→2NaVO3+H2O酸浸氧化工藝：酸浸氧化工藝是將釩原料粉碎后與強(qiáng)酸混合，使其中的高價(jià)釩和低價(jià)與酸反應(yīng)生成釩鹽，再經(jīng)進(jìn)一步氧化生成五價(jià)釩。2Fe(VO3)3+6H2SO4=Fe2(SO4)3+3(VO2)2SO4Ca(VO3)2+2H2SO4=CaSO4+(VO2)2SO4Mn(VO3)2+2H2SO4=MnSO4+(VO2)2SO4Fe(VO3)2+H2SO4=FeSO4+(VO2)2SO4V2O5+10HCl→2VCl4+Cl2↑+5H2OV2O5+6HCl→2VOCl2+Cl2↑+3H2O2、釩溶液分離凈化工序：分離凈化工序是將預(yù)處理工序處理后的物料或溶液經(jīng)水、酸浸出，固液分離后再對溶液凈化處理，制得合格的含釩酸、堿溶液，為下道工序做準(zhǔn)備。水浸提釩工藝間歇式浸出：采用槽車浸出，間斷進(jìn)料，循環(huán)富集，浸出合格后，排除棄渣，溶液送至后工序。目前攀鋼部份生產(chǎn)線、承鋼、華云釩業(yè)、柱宇公司采用該方法。B、連續(xù)浸出：采用帶式過濾機(jī)，真空內(nèi)濾機(jī)等浸出設(shè)備，浸出過程連續(xù)進(jìn)行。攀鋼一部份、攀枝花米易興辰、卓越釩鈦、威鋼、承德建龍集團(tuán)柱宇公司一部采用此方式。C、堆浸方式，采用浸出池堆浸。陜西、山西、甘肅、貴州等一些小釩廠采用。（2）堿浸提釩工藝采用Na2CO3或NaOH溶液做為浸出液，然后除硅凈化。此工藝只在特殊情況下應(yīng)用，一般不采用。（3）萃取或離子交換凈化工藝采用稀硫酸或稀鹽酸進(jìn)行浸出，浸出后溶液采用P204、N235等萃取劑萃取或采用717陰離子交換樹脂等樹脂對浸出液進(jìn)行凈化，再進(jìn)行沉釩。此工藝在石煤提釩工藝上應(yīng)用較多。（4）高壓、常壓碳酸鹽浸出采用CO2氣體及Na2CO3或NaOH在加溫加壓條件下進(jìn)行浸出后，經(jīng)除磷等凈化過程后，再送后工序沉淀。此工藝目前國內(nèi)沒有，只有前蘇聯(lián)曾嘗試過此工藝。3、沉淀分離工序：沉淀分離工序主要完成將凈化后的釩溶液在堿性、酸性及堿性銨鹽或酸性銨鹽條件下制成固體的多釩酸鈉、多釩酸銨、偏釩酸銨等產(chǎn)品，以為下一步制成五氧化二釩成品做準(zhǔn)備。（1）酸法水解沉淀工藝溶液加入稀硫酸，在PH=1-2條件直接沉淀V2O5，該方法由于Na2O與V2O5是以化合物形式存在，所以鈉離子洗不出去，造成產(chǎn)品鈉含量高，五氧化二釩品位不高，只能達(dá)到70-80%（2）酸法銨鹽沉淀工藝釩溶液中加入稀硫酸，調(diào)整PH=1-2時(shí)，加入氯化銨或硫酸銨，加溫沉淀，生成多釩酸銨，進(jìn)一步分解生產(chǎn)五氧化二釩，此方法可生產(chǎn)98%以上的五氧化二釩。目前，大型釩廠在條件允許的情況下一率采取該方法。（3）堿法銨鹽沉淀工藝用稀鹽酸調(diào)整溶液PH=9-11，在常溫下加入氯化銨，生成偏釩酸銨沉淀，此法可生產(chǎn)98%以上五氧化二釩，小的釩廠或條件不允許的釩廠采取該方法。4、分解熔煉工序：分解熔煉工序主要完成片狀五氧化二釩和粉狀五氧化二釩生產(chǎn)。將多釩酸鈉、多釩酸銨、偏釩酸銨等產(chǎn)品投入分解窯（爐）、熔煉爐內(nèi)，經(jīng)過脫水、脫氨以及熔煉制成片狀或粉狀五氧化二釩。（1）片狀五氧化二釩生產(chǎn)按熔化方式不同可分為：一步法熔化制片五氧化二釩將多釩酸銨或偏釩酸銨直接放入熔化爐中，在1000℃的條件下，脫水、脫氨、熔化一步完成，國內(nèi)片狀五氧化二釩生產(chǎn)幾科完全采用該方法三步法熔化制片五氧化二釩多釩酸銨或偏釩酸銨先在干燥器中在小于200℃條件下脫水，再于回轉(zhuǎn)爐內(nèi)在500℃～600℃條件下脫氨、最后在電弧爐或電阻爐內(nèi)在800℃條件下熔化制成片狀五氧化二釩。目前俄羅斯及中國試行的閃熔方法應(yīng)屬三步法熔化。粉狀五氧化二釩生產(chǎn)：粉狀五氧化二釩是將偏釩酸銨放入分解窯或電阻爐內(nèi)在小于200℃條件下脫水，再在500℃～600℃分件下分解脫氨制成。上述工序是當(dāng)前五氧化二釩生產(chǎn)工藝中主要采用的單元方法，由于原料不同，有一些國內(nèi)外廠家也有采用冷凍法和分步結(jié)晶等方法進(jìn)行提釩，但應(yīng)用較少。釩渣鈉化焙燒提取五氧化二釩生產(chǎn)工藝原料及原料標(biāo)準(zhǔn)：釩渣：1.1本工藝使用釩渣為從釩鐵水中提煉的釩渣1.2執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：中華人民共和國黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T008—2006《釩渣》1.3技術(shù)要求：釩渣按五氧化二釩品位分為4個(gè)牌號，其化學(xué)成份符合表3-1的規(guī)定表3-1釩渣牌號及化學(xué)成份牌號化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%CaO/V2O5V2O5SiO2P一級二級三級一級二級三級一級二級三級不大于FZ18.0～10.016.020.024.00.130.300.502FZ2＞10.0～14.0FZ3＞14.0～18.0FZ4＞18.0注：水分含量不做交貨條件，但供方應(yīng)按批向需方提供測定結(jié)果交貨釩渣中的金屬鐵含量應(yīng)不大于19%釩渣以塊狀交貨，其塊度應(yīng)不大于200mm。需方對釩渣塊度有特殊要求時(shí)，由供需雙方商定。1.4檢驗(yàn)規(guī)則：（1）產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)和驗(yàn)收由供方技術(shù)監(jiān)督部門進(jìn)行。（2）產(chǎn)品應(yīng)按批交貨，每批的批量應(yīng)不大于60t。（3）產(chǎn)品中的金屬鐵含量和水分含量應(yīng)在計(jì)算產(chǎn)品基準(zhǔn)量時(shí)予以扣除。（4）產(chǎn)品檢驗(yàn)結(jié)果不符合要求時(shí)，可取雙樣進(jìn)行復(fù)檢，復(fù)驗(yàn)結(jié)果如果仍然不符合要求，該批產(chǎn)品判為不合格品。1.5釩渣結(jié)算計(jì)算方法（基準(zhǔn)噸計(jì)價(jià)法）：（1）釩渣價(jià)格：以基準(zhǔn)噸釩渣價(jià)格為計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（2）基準(zhǔn)噸釩渣：指除水分、金屬鐵，V2O5含量為10%的釩渣。（3）釩渣數(shù)量：以基準(zhǔn)噸為數(shù)量計(jì)量單位。（4）基準(zhǔn)噸計(jì)算：釩渣基準(zhǔn)噸＝釩渣自然噸重量×（1－H2O%）×(1－MFe%)×釩渣品位（%）÷10%釩渣結(jié)算金額計(jì)算：釩渣結(jié)算金額＝釩渣基準(zhǔn)噸價(jià)格×釩渣基準(zhǔn)噸數(shù)量純堿：純堿又名無水碳酸鈉、蘇打。分子式：Na2CO3碳酸鈉是強(qiáng)堿與弱酸生成的鹽。水溶液呈較強(qiáng)的堿性。在工業(yè)生產(chǎn)的某些部門，可以代替燒堿起作用，加之產(chǎn)品純度較高，因此，習(xí)慣上稱之為“純堿”。純凈的碳酸鈉為白色粉末或粉末狀結(jié)晶。相對密度d4202.532，熔點(diǎn)851℃。易溶于水，溶解度隨溫度升高而增大，微溶于無水乙醇，不溶于丙酮。純堿易吸濕和二氧化碳變成碳酸氫鈉而結(jié)塊。干燥的純堿不侵蝕皮膚，但在水中能水解而具有較強(qiáng)的堿性，有一定腐蝕性，能傷害皮膚和絲毛織物。2.1本工藝用純堿為以工業(yè)鹽或天然堿為原料，由氨堿法、聯(lián)堿法或其他方法制得的工業(yè)碳酸鈉。2.2執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB210.1-2004《工業(yè)碳酸鈉及其試驗(yàn)方法第一部分：工業(yè)碳酸鈉》2.3要求：（1）外觀：輕質(zhì)碳酸鈉為白色結(jié)晶粉末，重質(zhì)碳酸鈉為白色細(xì)小顆粒。（2）工業(yè)碳酸鈉應(yīng)符合表3-2要求表3-2工業(yè)碳酸鈉要求指標(biāo)項(xiàng)目Ⅰ類Ⅱ類優(yōu)等品優(yōu)等品一等品合格品總堿量（以干基的Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）/%≥總堿量（以濕基的Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）a/≥99.498.199.297.998.597.598.096.7氯化鈉（以干基的NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）/%≤0.300.700.901.20鐵（Fe）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（干基計(jì)）/%≤0.0030.00350.0060.010硫酸鹽（以干基的SO42-質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）/%≤0.030.03b水不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤0.020.030.100.15堆積密度c/(g/mL)≥0.850.900.900.90粒度c，篩余物/%180μ≥75.070.065.060.01.18mm≤2.0a為包裝時(shí)含量,交貨時(shí)產(chǎn)品中總堿量乘以交貨產(chǎn)品的質(zhì)量再除以交貨清單上產(chǎn)品的質(zhì)量之值不得低于此數(shù)值。b為氨堿產(chǎn)品控制指標(biāo)c為重質(zhì)碳酸鈉控制指標(biāo)2.4儲(chǔ)運(yùn)：碳酸鈉屬非危險(xiǎn)品。但儲(chǔ)運(yùn)時(shí)應(yīng)保持干燥，切忌受潮。儲(chǔ)存于干燥倉間內(nèi)，避免包裝破損、污染、受潮。與酸類、銨鹽及有毒物品隔離儲(chǔ)運(yùn)。搬運(yùn)時(shí)應(yīng)穿工作服、戴口罩，以防純堿與汗水接觸后傷害皮膚。碳酸鈉本身不燃，可作防火劑滅火。3工業(yè)鹽：3.1本工藝用工業(yè)鹽為工業(yè)用的日曬工業(yè)鹽、精制工業(yè)鹽。3.2執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5462-2003《工業(yè)鹽》3.3技術(shù)要求：（1）外觀：白色晶體或微黃色、青白色，無與產(chǎn)品有關(guān)的明顯外來雜物。（2）化學(xué)指標(biāo)：工業(yè)鹽化學(xué)指標(biāo)應(yīng)符合表3-3的規(guī)定：表3-3工業(yè)鹽的化學(xué)指標(biāo)指標(biāo)日曬工業(yè)鹽精制工業(yè)鹽優(yōu)級一級二級優(yōu)級一級二級氯化鈉/(%)≥96.0094.5092.0099.1098.5097.50水分/(%)≤3.004.106.000.300.500.80水不溶物/(%)≤0.200.300.400.050.100.20鈣鎂離子/(%)≤0.300.400.600.250.400.60硫酸根離子/(%)≤0.500.701.000.300.500.904硫酸：硫酸又名磺鏹水，分子式：H2SO4純硫酸是無色透明的油狀液體。濃度為98%的硫酸相對密度為d4201.8265，92%硫酸的凝固點(diǎn)為-25.6℃，93%硫酸凝固點(diǎn)為-35.05℃，98%硫酸的凝固點(diǎn)為0.1℃。硫酸的沸點(diǎn)，當(dāng)濃度為98.3%達(dá)最大值336.3℃，低于該濃度或高于該濃度時(shí)，沸點(diǎn)均下降。92%硫酸的沸點(diǎn)為280℃，100%硫酸的沸點(diǎn)為296.2℃。硫酸可以與水以任意比例混合，并放出大量的熱。在操作中只能將酸慢慢倒入水里，切不可把水往酸里加，以防止酸液表面局部過熱引起酸液噴濺。硫酸是無機(jī)強(qiáng)酸，幾乎能與所有的金屬及其他無機(jī)酸的鹽類相作用，硫酸有極強(qiáng)的吸水性和氧化性，能使棉布、紙張、木材等碳水化合物脫水碳化，接觸人體能引起嚴(yán)重灼傷。4.1本工藝用硫酸為由硫鐵礦、硫磺、冶煉煙氣制取的工業(yè)硫酸。4.2執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T534-2002《工業(yè)硫酸》4.3技術(shù)要求：工業(yè)硫酸分濃硫酸和發(fā)煙硫酸二類工業(yè)硫酸應(yīng)符合表3-4的規(guī)定：表3-4：項(xiàng)目指標(biāo)濃硫酸發(fā)煙硫酸優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品硫酸（H2SO4）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≥92.5或98.092.5或98.092.5或98.0———游離三氧化硫（SO3）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤———20.0或25.020.0或25.020.0或25.0灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤0.020.030.100.020.030.10鐵（Fe）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤0.0050.010—0.0050.0100.030砷（As）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤0.00010.005—0.00010.0001汞（Hg）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤0.0010.01———鉛（Pb）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤0.0050.02—0.005透明度/mm≤8050————色度/mL≤2.02.0——注：指標(biāo)中的“—”表示該類產(chǎn)品的技術(shù)要求中沒有此項(xiàng)目4.4包裝儲(chǔ)運(yùn)：硫酸屬酸性腐蝕品，危規(guī)編號：81007。UNNO.1830。80%以上的濃硫酸，可用鐵桶或鋼板制的儲(chǔ)槽儲(chǔ)存，小量的也可用耐酸塑料桶裝，5kg以下的可用玻璃瓶裝。濃度在80%以下的硫酸，不能用鐵制容器，只能用耐酸塑料、陶瓷、玻璃等材質(zhì)的容器。包裝容器外部應(yīng)有危險(xiǎn)品中“腐蝕品”的標(biāo)志。為了適應(yīng)硫酸大量使用的需要，目前硫酸的儲(chǔ)存采用鋼板儲(chǔ)運(yùn)槽。在運(yùn)輸中采用鋼板制汽車槽罐、鐵路槽罐、水運(yùn)槽船，使用時(shí)直接從儲(chǔ)罐通過管道輸送至車間。硫酸應(yīng)單獨(dú)儲(chǔ)存于通風(fēng)、陰涼和干燥的地方，并有耐酸地坪。避免陽光直射，遠(yuǎn)離火源，儲(chǔ)槽應(yīng)有足夠的通氣孔，四周有“堤壩”圍住，以防儲(chǔ)槽泄漏。儲(chǔ)存時(shí)必須與有機(jī)物、易燃物、金屬粉末、堿類氰化物、氧化劑、電石等隔離存放。工作人員須穿戴耐酸工作服。硫酸腐蝕性很強(qiáng)，應(yīng)防止皮膚接觸，以免灼傷，如觸及皮膚，應(yīng)立即用大量清水沖洗，并用堿性溶液（2%～3%碳酸氫鈉、5%碳酸鈉及5%硫代硫酸鈉）中和。消防用水、干粉或二氧化碳滅火。避免直接用水噴入硫酸，以免遇水會(huì)放出大量熱灼傷皮膚。5氯化銨：氯化銨又名鹽腦、電鹽、鹽精。分子式：NH4Cl氯化銨為白色結(jié)晶粉末，味咸而清涼。相對密度1.507，在350℃升華，沸點(diǎn)520℃，易溶于水，溶于液氨，微溶于醇，不溶于丙酮和乙醚，加熱至100℃時(shí)開始揮發(fā)，337.8℃離解為氨和氯化氫。水溶液呈弱酸性，在加熱時(shí)酸性增強(qiáng)，對黑色金屬和其他金屬有腐蝕性，特別對銅腐蝕性更大。吸濕性小，遇在陰雨天氣也能吸潮結(jié)塊。5.1本藝用氯化銨為用各種工藝生產(chǎn)的工業(yè)用氯化銨或農(nóng)用氯化銨。5.2執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2946-2008《氯化銨》5.3技術(shù)要求：（1）外觀：工業(yè)用產(chǎn)品為白色結(jié)晶；農(nóng)業(yè)用產(chǎn)品為白色（可呈微灰或微黃色）結(jié)晶或顆粒（造粒產(chǎn)品）。（2）農(nóng)用氯化氨應(yīng)符合表3-5的要求，同時(shí)應(yīng)符合包裝袋標(biāo)明值。工業(yè)用氯化氯應(yīng)符合表3-6的要求，同時(shí)應(yīng)符合包裝袋標(biāo)明值。表3-5項(xiàng)目優(yōu)等品一等品合格品氮（N）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以干基計(jì)）/%≥25.425.024.0水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)a/%≤0.51.07.0鈉鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)b（以Na計(jì)）/%≤0.81.01.5粒度c（2.0mm～4.0mm）/%≥7570a水質(zhì)量分?jǐn)?shù)指出廠檢驗(yàn)結(jié)果b鈉鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)以干基計(jì)c結(jié)晶狀產(chǎn)品無顆粒要求，顆粒狀產(chǎn)品至少要達(dá)到一等品要求表3-6項(xiàng)目優(yōu)等品一等品合格品氯化銨（NH4Cl）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以干基計(jì)）/%≥99.599.399.0水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)a/%≤灼燒殘?jiān)|(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤鐵（Fe）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤0.00070.00100.0030重金屬（以Pb計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤0.00050.00050.0010硫酸鹽（以SO42-計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤0.020.05—PH值（200g/L溶液）4.0～5.8a水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)指出廠檢驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)需方對水分有特殊要求時(shí)，可由供需雙方協(xié)商確定。5.4包裝儲(chǔ)運(yùn)：用內(nèi)襯塑料袋的塑料編織袋或塑料編織袋內(nèi)涂塑料薄膜包裝，包裝上應(yīng)有防熱、防潮的標(biāo)志。氯化銨具有吸濕性，儲(chǔ)存的倉庫應(yīng)保持干燥。避免雨淋、受潮，避免與酸、堿類共儲(chǔ)混運(yùn)。消防可用水、砂土滅火。6氫氧化鈉：氫氧化鈉又名燒堿、苛性堿、火堿。分子式：NaOH工業(yè)燒堿從狀態(tài)上分有固體燒堿和液體燒堿兩種。純凈的固體燒堿呈白色，有塊狀、片狀或粒狀。質(zhì)脆，相對密度d4202.130，熔點(diǎn)1390℃。有很強(qiáng)的吸濕性，易溶于水，溶解時(shí)放熱，水溶液有滑膩感。純凈的液體燒堿是無色透明液體。燒堿不僅易溶于水，而且亦易溶于乙醇、甘油，但不溶于丙酮、乙醚等有機(jī)溶劑。燒堿水溶液呈強(qiáng)堿性，腐蝕性極強(qiáng)，能破壞纖維素，毀壞有機(jī)組織，侵蝕皮膚、衣服，還能侵蝕玻璃、陶瓷以至極為穩(wěn)定的金屬鉑。6.1本工藝用氫氧化鈉為工業(yè)用氫氧化鈉6.2執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB209-2006《工業(yè)用氫氧化鈉》6.3技術(shù)要求：（1）外觀：固體（包括片狀、粒狀、塊狀等）氫氧化鈉主體為白色，有光澤，允許微帶顔色。液體氫氧化鈉為稠狀液體。（2）固體（包括片狀、粒狀、塊狀等）氫氧化鈉應(yīng)符合表3-7給出的指標(biāo)要求。（3）液體氫氧化鈉應(yīng)符合表3-8給出的指標(biāo)要求。（4）對于電解后直接作為商品的液體氫氧化鈉的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)與表3-8中IL-IT-Ⅱ所列的質(zhì)量指標(biāo)成相同比例；對于其他規(guī)格（電解液蒸發(fā)后所生產(chǎn)的液體氫氧化鈉）的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)與表3-8中IL-IT-I所列的質(zhì)量指標(biāo)成相同比例。（5）對于其他規(guī)格的液體氫氧化鈉質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)與表3-8中的IL-DT-I所列的質(zhì)量指標(biāo)成相同比例。（6）對于其他規(guī)格的液體氫氧化鈉質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)與表3-8中的IL-CT-I所列的質(zhì)量指標(biāo)成相同比例。表3-7：氫氧化鈉固體指標(biāo)項(xiàng)目型號規(guī)格IS-ITIS-DTIS-CTⅠⅡⅠⅡⅠ優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品氫氧化鈉（以NaOH）計(jì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.0≥98.5≥98.072.0±2.0≥96.0≥95.072.0±2.0≥97.0≥94.0碳酸鈉（以Na2CO3）計(jì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤氯化鈉（以NaCl）計(jì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.030.050.080.020.050.02.01.23.5三氧化二鐵（以Fe2O3）計(jì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.0050.0080.0100.0050.0080.0100.0080.010.020.0080.010.020.0080.010.01表3-8：氫氧化鈉液體指標(biāo)項(xiàng)目型號規(guī)格IL-ITIL-DTIL-CTⅠⅡⅠⅡⅠ優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品氫氧化鈉（以NaOH）計(jì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥45.030.042.030.045.042.0碳酸鈉（以Na2CO3）計(jì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤1.21.6氯化鈉（以NaCl）計(jì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.020.030.050.0050.0080.04.65.0三氧化二鐵（以Fe2O3）計(jì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.0020.0030.0050.00060.00080.0010.0030.0060.010.0050.0080.010.020.03說明：CT——通常指苛化法生產(chǎn)的氫氧化鈉，但不限于此工藝。DT——通常指隔膜法生產(chǎn)的氫氧化鈉，但不限于此工藝。IT——通常指離子交換膜法生產(chǎn)的氫氧化鈉，但不限于此工藝。IL——液體氫氧化鈉。IS——固體氫氧化鈉。6.4包裝儲(chǔ)運(yùn)：固體燒堿用鐵桶包裝，片堿用塑料袋內(nèi)襯薄膜袋。包裝外應(yīng)有明顯“腐蝕品”標(biāo)志。液體燒堿用鐵桶或槽車裝運(yùn)。氫氧化鈉屬腐蝕品，危規(guī)編號：82001。UNNO.1823。儲(chǔ)存于干燥的地方，防止受潮。與酸類、鋁、錫、鉛、鋅及其合金、爆炸物、有機(jī)過氧化物、銨鹽及易燃物隔離儲(chǔ)運(yùn)。操作時(shí)必須穿戴防護(hù)用品。皮膚接觸用大量水沖洗，如有灼傷送醫(yī)院診治。消防用水、砂土撲救，但須防止物品遇水產(chǎn)生飛濺、造成灼傷。7次氯酸鈉：次氯酸鈉又名漂白水、安替福明。分子式：NaClO固體次氯酸鈉在空氣中極不穩(wěn)定，只有在堿性狀態(tài)時(shí)較穩(wěn)定。商品次氯酸鈉為堿性溶液，為微黃色液體，有氯的氣味。含有效氯大于10%，游離堿（NaOH）0.5%～1.5%。能溶于水。有腐蝕性。一種叫“安替褔明”的溶液每100mL中含5.68g活性氯、7.8g氫氧化鈉和32g碳酸鈉。用作消毒劑、殺菌劑、除臭劑。7.1本工藝用次氯酸鈉為用氫氧化鈉經(jīng)氯化制得的次氯酸鈉溶液。7.2執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB19106-2003《次氯酸鈉溶液》7.3技術(shù)要求（1）外觀：淺黃色液體。（2）次氯酸鈉溶液應(yīng)符合表3-9給出的要求：表3-9：項(xiàng)目型號規(guī)格AaBbⅠⅡⅠⅡⅢ指標(biāo)有效氯（以Cl計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥10.05.013.010.05.0游離堿（以NaOH計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1～1.00.1～1.0鐵（以Fe計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.0050.005重金屬（以Pb計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.001—砷（以As計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.0001—Aa型號適用于消毒、殺菌用水處理等。Bb型號僅適用于一般工業(yè)用。7.4包裝儲(chǔ)運(yùn)：壇裝或罐裝，包裝上應(yīng)有明顯的“腐蝕品”標(biāo)志。次氯酸鈉屬其他腐蝕品。危規(guī)編號：83501。UNNO.1791。儲(chǔ)存于低溫、防熱的庫棚內(nèi)。不可在陽光下曝曬，遠(yuǎn)離熱源、火種。與自燃物、易燃物隔離儲(chǔ)存。本品容易變質(zhì)，不可久儲(chǔ)，含堿度2%～3%的溶液可存放10～15天。8磷酸三鈉：磷酸三鈉又名正磷酸鈉。分子式：Na3PO4·12H2O工業(yè)磷酸三鈉有無水物、一水物、十水物和十二水物等幾種，我國主要產(chǎn)品是十二水物。本品無色或白色結(jié)晶。相對密度1.62，熔點(diǎn)73.4℃。在100℃時(shí)失去十一個(gè)結(jié)晶水而成一水物。溶于水，其水溶液呈強(qiáng)堿性對皮膚有一定的侵蝕作用，不溶于醇、二硫化碳等有機(jī)溶劑。8.1本工藝用磷酸三鈉是以純堿、燒堿中和磷酸，經(jīng)結(jié)晶而制得的磷酸三鈉。8.2執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2157-93《工業(yè)磷酸三鈉》8.3技術(shù)要求：（1）外觀：白色或微黃色結(jié)晶（2）工業(yè)磷酸本鈉應(yīng)符合表3-10的要求表3-10：項(xiàng)目指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品磷酸三鈉（以Na3PO4·12H2O計(jì)）含量%≥98.598.095.0甲基橙堿度（以Na2O計(jì)）含量%16.9～19.016.0～19.015.5～19.0不溶物含量%≤0.050.10硫酸鹽（以SO4計(jì)）含量%≤0.500.80氯化物（以Cl計(jì)）含量%≤0.300.400.50鐵（Fe）含量%≤0.01--砷（As）含量%≤0.005--8.4包裝儲(chǔ)運(yùn)：麻袋或編織袋內(nèi)襯塑料袋包裝。儲(chǔ)存于通風(fēng)干燥的倉間內(nèi)，不使受潮。包狀必須完好，防止露置于空氣中，以免風(fēng)化。與毒品隔離儲(chǔ)運(yùn)。9硫代硫酸鈉：硫代硫酸鈉又名大蘇達(dá)、海波，分子式：Na2S2O3·5H2O硫代硫酸鈉為無色透明單斜晶系晶體。無臭，味咸。比重1.729。加熱至100℃，失去5個(gè)結(jié)晶水。易溶于水，不溶于醇，在酸性溶液中分解，具有強(qiáng)烈的還原性。在33℃以上的干燥空氣中易風(fēng)化，在潮濕空握中有潮解性。9.1本工藝用硫代硫酸鈉為工業(yè)硫代硫酸鈉。9.2執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2328-2006《工業(yè)硫代硫酸鈉》9.3技術(shù)要求：（1）外觀：無色或略帶淡黃色透明單斜晶系晶體。（2）工業(yè)硫代硫酸鈉應(yīng)符合表3-11要求表3-11：項(xiàng)目指標(biāo)優(yōu)等品一等品硫代硫酸鈉（Na2S2O3·5H2O）質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≥99.098.0水不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤0.010.03硫化物（以Na2S計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤0.0010.003鐵（Fe）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤0.0020.003氯化物（以NaCl計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤0.050.20PH值（200g/L溶液）6.5～9.59.4包裝儲(chǔ)運(yùn)：有麻袋、編織袋包裝，內(nèi)襯塑料袋。儲(chǔ)存于干燥、陰涼的庫房中。運(yùn)輸中避免曝曬或雨淋。不可與酸類、氧化劑共儲(chǔ)混運(yùn)。容易器必須密封，防止受潮溶化。如包裝潮濕，說明內(nèi)裝物已起潮解作用，必須干燥包裝分開堆放。不可儲(chǔ)存于露天，對受潮包裝要抓緊處理。失火時(shí)可用水、砂土撲滅。10硫酸鎂：七水硫酸鎂又名硫苦、苦鹽、瀉利鹽、瀉鹽。分子式：MgSO4·7H2O七水硫酸鎂為白色細(xì)小的針狀或斜柱形結(jié)晶。無臭、味苦，在干燥空氣中易風(fēng)化。比重1.68。易溶于水微溶于乙醇，在67.5℃溶于自身的結(jié)晶水中。受熱分解，70～80℃時(shí)失去四分子結(jié)晶水，約250℃時(shí)失去所有的結(jié)晶水，成無水物。10.1本工藝用硫酸鎂為工業(yè)七水硫酸鎂。10.2執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2680-95《工業(yè)七水硫酸鎂》10.3技術(shù)要求：（1）外觀：白色或無色結(jié)晶顆?；蚍勰?。（2）工業(yè)七水硫酸鎂應(yīng)符合表3-12的要求表3-12：項(xiàng)目指標(biāo)一等品合格品主含量（以MgSO4·7H2O計(jì)）%≥98.095.0鐵（Fe）含量%≤0.0050.01氯化物（以Cl計(jì)）含量%≤0.300.50水不溶物含量≤0.100.1510.4包裝儲(chǔ)運(yùn)：編織袋內(nèi)襯塑料袋包裝。儲(chǔ)于干燥陰涼處。防潮、防曝曬。11鹽酸：鹽酸又名鹽鏹水、氫氯酸。分子式：HCl鹽酸為氯化氫的水溶液。無色透明液體，工業(yè)鹽酸為無色或淺黃色。工業(yè)鹽酸為含HCl31%的水溶液，相對密度1.154。鹽酸腐蝕性強(qiáng)，濃鹽酸在空氣中發(fā)煙，觸及氨氣會(huì)生成白色氣霧，它的蒸氣對動(dòng)、植物有害。能與很多金屬起化學(xué)反應(yīng)，與金屬氧化物、堿類和大部分鹽類起化學(xué)作用。溶于水。11.1本工藝用鹽酸為用氯氣和氫氣合成的氯化氫氣體，用水吸收制得的工業(yè)用合成鹽酸。11.2執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB320-2006《工業(yè)用合成鹽酸》11.3技術(shù)要求：（1）外觀：工業(yè)用合成鹽酸為無色或淺黃色透明液體。（2）工業(yè)用合成鹽酸應(yīng)符合表3-13給出的指標(biāo)要求表3-13：項(xiàng)目優(yōu)等品一等品合格品總酸度（以HCl計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%≥31.0鐵（以Fe計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%≤0.0020.0080.010灼燒殘?jiān)馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)%≤0.050.100.15游離氯（以Cl計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%≤0.0040.0080.010砷（As）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%≤0.0001硫酸鹽（以SO42-計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%≤0.0050.03-注：砷指標(biāo)強(qiáng)制11.4包裝儲(chǔ)運(yùn)：大量運(yùn)輸時(shí)，用鋼材內(nèi)襯耐酸橡膠或聚氯乙烯硬板制的槽車、儲(chǔ)罐、鐵路槽車，少量的可用陶壇或塑料桶。包裝要密封。鹽酸屬酸性腐蝕品，危規(guī)編號：81013。UNNO.1789。儲(chǔ)存于石棉瓦或玻璃瓦貨棚，使用耐鹽酸地坪，不可與硫酸、硝酸混放。操作人員穿戴酸防護(hù)服。消防用堿性物質(zhì)如碳酸氫鈉、碳酸鈉等中和，也可用大量水撲救。12氯化鈣：無水氯化鈣又稱干燥氯化鈣、雪種、氯化鈣、水鈣分子式：CaCl2無水氯化鈣為白色多孔塊狀或粒狀，也有蜂窩狀。相對密度2.15。熔點(diǎn)782℃，沸點(diǎn)1600℃以上。味微苦?？諝庵袠O易潮解。溶于水并放出大量熱，其水溶液呈微酸性，也溶于醇、丙酮、乙酸。氯化鈣的飽和水溶液在-37℃以下結(jié)冰。氯化鈣有多種水合物，如六水物、二水物等。12.1本工藝用氯化鈣為工業(yè)氯化鈣12.2執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2327-2004《工業(yè)氯化鈣》12.3技術(shù)要求：（1）外觀：固體氯化鈣為白色、灰白色或稍帶黃色、紅色的粉狀、片狀、顆粒狀或塊狀固體；液體氯化鈣為無色透明或稍微混濁的透明液體。（2）工業(yè)氯化鈣應(yīng)符合表3-14要求表3-14：項(xiàng)目指標(biāo)固體氯化鈣液體氯化鈣Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型Ⅳ型Ⅴ型氯化鈣（CaCl2）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%≥9490777468協(xié)商總堿金屬氯化物（以NaCl計(jì)）質(zhì)量分?jǐn)?shù)%≤7.011.0總鎂（以MgCl計(jì)）質(zhì)量分?jǐn)?shù)%≤0.50.5堿度[以Ca(OH)2計(jì)]質(zhì)量分?jǐn)?shù)%≤0.40.4水不溶物質(zhì)量分?jǐn)?shù)%≤0.30.1粒度≤協(xié)商注：如果固體氯化鈣產(chǎn)品中氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于90.5%，產(chǎn)品中雜質(zhì)指標(biāo)按下式計(jì)算：A=A1式中：產(chǎn)品中容許雜質(zhì)的是高質(zhì)量分?jǐn)?shù)產(chǎn)品中氯化鈣的實(shí)際質(zhì)量分?jǐn)?shù)A1-表3-14中規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)值12.4包裝儲(chǔ)運(yùn)：纖維板桶、鐵桶、編織袋內(nèi)襯塑料袋包裝。儲(chǔ)存于干燥的倉間內(nèi)，氯化鈣吸濕性極強(qiáng)，容器必須密閉，防止受潮或雨淋。消防用水滅火。二、釩渣鈉化焙燒生產(chǎn)五氧化二釩工藝釩渣鈉化焙燒提取五氧化二釩嚴(yán)格意義上講應(yīng)屬于濕法冶金范疇，目前采用該方法的工廠的全部工藝過程大致由五大主工序加一個(gè)輔助工序組成，分別是1、原料預(yù)處理，2、釩渣氧化鈉化焙燒，3、熟料浸出與凈化，4、釩溶液沉淀，5、多釩酸銨分解熔化制片，6、輔助工序—廢水綜合治理?，F(xiàn)分別介紹其原理及各工序內(nèi)容：（一）用釩渣生產(chǎn)五氧化二釩的基本原理1、釩渣的結(jié)構(gòu)和化學(xué)成份：釩渣國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了釩渣主要成份含量及規(guī)格，但從生產(chǎn)工藝控制角度來看還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。其實(shí)釩渣中的主要影響元素并不止標(biāo)準(zhǔn)中的幾種，這些元素對釩渣的提釩或多或少地都要產(chǎn)生影響。釩渣的主要成分分析見表3-15：表3-15釩渣主要成分：單位：%V2O5FeOSiO2CaOMgOMnOTiO2Cr2O310～2035～4510～302～43～153～89～121～3PSAl2O3Na2OK2OMFe0.1～0.80.03～0.121～20.1～0.30.02～0.110～30釩渣的巖相分析表明，釩渣主要是由含釩尖晶石、鐵橄欖石、偏硅酸鹽及游離石英等物相組成的。由于鐵水成分的不同，吹煉出來的釩渣的物相組成也各不相同。尖晶石：MgAl2O4，主要化學(xué)組成：MgO：28.2；Al2O3：71.8。等軸晶系。呈八面體晶形，有進(jìn)八面體與菱形十二面體組成聚形。尖晶石類質(zhì)同象非常普遍，陽離子Mg2+經(jīng)常有Fe2+及Zn2+的類質(zhì)同象替換。而陽離子Al3+經(jīng)常有Cr3+的類質(zhì)同象替換。尖晶石常產(chǎn)于鎂質(zhì)灰?guī)r與酸性侵入巖的接觸變質(zhì)帶中，與鎂橄欖石透輝石等共生。尖晶石的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、硬度高。含釩尖晶石主要有鐵釩尖晶石（FeO·V2O3）與錳釩尖晶石（MnO·V2O3）它們是同晶的混合物，屬于八面體立方晶系。有90%～95%的釩（以V3+形式）存在于尖晶石物相中，而且主要以釩鐵尖晶石的形式存在。有研究表明，這種化合物直到1750℃都是穩(wěn)定的，熔點(diǎn)高，在液體渣中的溶解度?。?400℃時(shí)約5%左右），因而吹煉釩渣時(shí)，尖晶石是以固體顆粒析出的。（2）鐵橄欖石：橄欖石【（Mg,Fe）2[SiO4]】是鎂橄欖石Mg2[SiO4]和鐵橄欖石Fe2[SiO4]完全類質(zhì)同象系列的中間產(chǎn)物。一般含MgO40%～50%，F(xiàn)eO8%～12%，SiO224%～43%。斜方晶系，晶體呈柱狀和厚板狀。呈橄欖綠色、黃色、淺灰綠、綠黑色。玻璃光澤。硬度6.5～7，密度3.27～4.37（隨含鐵量的增加而增大）。釩渣中橄欖石成分主要以鐵橄欖石為主。其組成主要是2（Fe，Mn）O·SiO2（其中Mn2+以類質(zhì)同象替換Mg2+和Fe2+），即Fe、Mn正硅酸鹽礦物相。其化學(xué)組成的特點(diǎn)是FeO含量高。在釩渣中，鐵橄欖石填在尖晶石顆粒之間，是釩渣的基礎(chǔ)，熔點(diǎn)1100～1200℃。（3）偏硅酸鹽（灰石）：其組成為（Mg,Ca,Fe）O·SiO2，化學(xué)組成的特點(diǎn)是SiO2高，熔點(diǎn)1400℃。攀鋼釩渣該組分較低，承德、云南渣目前該組分較高。2、生產(chǎn)基本原理由釩渣的物相結(jié)構(gòu)可知，釩在釩渣中是以V3+離子狀態(tài)存在于尖晶石中，同時(shí)釩渣中還含有硅酸鹽玻璃體、金屬鐵等物相，從釩渣中提釩主要是將低價(jià)釩（V3+）氧化成高價(jià)釩（V5+），使之生成溶解于水的釩酸鈉，再用水浸出到溶液中使釩與固相分離，然后再從溶液中沉淀出釩酸鹽，使釩與液相分離，最終將釩酸鹽轉(zhuǎn)化成五氧化二釩。釩渣的氧化鈉化焙燒：釩渣的氧化焙燒是將釩渣破碎到一定粒度，與鈉鹽混合后在氧化氣氛加熱爐內(nèi)加熱，使釩完成氧化并轉(zhuǎn)化為可溶性釩酸鈉的鈉化過程。水溶釩轉(zhuǎn)化程度的高低，直接影響到釩的回收率。釩渣焙燒過程中，釩氧化物與鈉鹽可以生成五種釩酸鹽，其中偏釩酸鈉（NaVO3）、焦釩酸鈉（Na4V2O7）和正釩酸鈉（Na3VO4）是可溶于水的釩酸鹽，另外兩種釩酸鹽（NaV6O15和Na8V24O63）稱作釩青銅，是在高溫下，偏釩酸鈉冷卻到500℃結(jié)晶時(shí)脫出一部分氧后生成的，同時(shí)含有五價(jià)釩和四價(jià)釩的化合物，它們不溶于水，因此這兩種釩酸鹽在焙燒過程中是不希望生成的。焙燒過程中是在氧化氣氛下，物料從低溫到高溫再逐漸降溫的連續(xù)過程，主要物理化學(xué)反應(yīng)包括：（1）首先在300℃左右金屬鐵氧化：Fe＋O2＝FeO2FeO＋O2＝Fe2O3（2）在500～600℃粘結(jié)相鐵橄欖石氧化并分解：2FeO·SiO2＋O2→Fe2O3·SiO2（低價(jià)氧化物氧化）Fe2O3·SiO2→Fe2O3＋SiO2（復(fù)合氧化物分解）（3）600～700℃尖晶石氧化分解：FeO·V2O3＋FeO＋O2→Fe2O3·V2O3（Fe2+氧化為Fe3+）FeO·V2O3＋O2→Fe2O3·V2O4（V3+氧化為V4+）Fe2O3·V2O4＋O2→Fe2O3·V2O5（V4+氧化為V5+）Fe2O3·V2O5→Fe2O3＋V2O5（分解）（4）600～700℃五氧化二釩與鈉鹽（碳酸鈉、硫酸鈉、氯化鈉）反應(yīng)生成溶于水的釩酸鈉：V2O5＋Na2CO3→2NaVO3＋CO2↑V2O5＋Na2SO4→2NaVO3＋SO3↑V2O5＋2NaCl＋H2O→2NaVO3＋2HCl↑（有水蒸汽存在）V2O5＋2NaCl＋O2→2NaVO3＋Cl2↑（無水蒸汽存在）（5）600～700℃五氧化二釩與鐵、錳、鈣等氧化物生產(chǎn)溶于酸的釩酸鹽：V2O5＋CaO→Ca(VO3)2V2O5＋MnO→Mn(VO3)2V2O5＋Fe2O3→2FeVO4（6）根據(jù)碳酸鈉與一些氧化物差熱分析結(jié)果，在焙燒過程中可能有如下的副反應(yīng)發(fā)生：Na2CO3＋Al2O3→Na2O·Al2O3＋CO2（920℃）Na2CO3＋Fe2O3→Na2O·Fe2O3＋CO2（800℃生成，1060℃相變，1280℃熔化）Na2CO3＋TiO2→Na2O·TiO2＋CO2（780℃生成，980℃熔化）Na2CO3＋SiO2→Na2O·SiO2＋CO2（820℃生成）Na2CO3＋Al2O3＋SiO2→Na2O·Al2O3·SiO2＋CO2（760℃生成）4Na2CO3＋2Cr2O3＋3O2→4（Na2O·CrO3）＋4CO23Na2CO3＋P2O5→3Na2O·P2O5＋3CO2當(dāng)上述產(chǎn)物水解時(shí)，可溶性的鹽溶解到水中，部分產(chǎn)物將發(fā)生水解。2.2焙燒后釩渣的浸出與凈化焙燒后釩渣的浸出與凈化過程就是用水作浸出價(jià)質(zhì)，在一定的工藝條件下，將熟料中的水溶性釩化合物轉(zhuǎn)入水溶液中。通過循環(huán)富集和過濾、除雜、沉降等過程，最后得到合格的含釩水溶液。水浸出過程的化學(xué)變化比較簡單。熟料中的水溶性釩酸鹽由于本身的分子擴(kuò)散作用和浸出介質(zhì)的溶劑化作用，逐步從內(nèi)向外擴(kuò)散進(jìn)入浸出液中。隨著浸出液堿度（PH值）不同，釩在溶液中的存在形式也不相同。這些釩的化合物分別以：偏釩酸鈉NaVO3PH7.5～10焦釩酸鈉Na4V2O7PH10～11.8正釩酸鹽Na3VO4PH11.8～12.0不同形式存在于溶液中。正常情況下，浸出液的PH在7.5～9.0之間，因此，偏釩酸鈉是浸出液中釩存在的主要形式。偏釩酸鈉分子在水溶液中可以按下式繼續(xù)離解：NaVO3→Na+＋VO3-形成偏釩酸根離子。偏釩酸根離子的聚合能力很強(qiáng)，因此，偏釩酸鈉在水溶液中實(shí)際上呈：3NaVO3→3Na+＋3VO3-→3Na+＋（VO3）33-式的平衡狀態(tài)。有時(shí)由于爐料分散金屬鐵高，粒度細(xì)，碳酸鈉配入量少，氯化鈉配入量多，或者爐料中光配入氯化鈉，不配碳酸鈉，浸出液的PH有6-7的不正常情況出現(xiàn)。在這種情況下，溶液中的偏釩酸根離子（VO3）3-將會(huì)繼續(xù)水解縮合，形成更大的釩酸根離子團(tuán)。如當(dāng)PH在6.5～7.0之間時(shí)，則會(huì)有10（VO3）33-＋6H2O=3V10O286-當(dāng)PH在5.5～6.5之間時(shí)：V10O286-＋2H2O→H2V10V204-＋2OH-這都是浸出過程中的不正常情況，應(yīng)當(dāng)設(shè)法避免。雜質(zhì)的溶解：釩渣在氧化鈉化焙燒過程中不僅有釩酸鹽的生成反應(yīng)，同進(jìn)還有大量雜質(zhì)副反應(yīng)發(fā)生。雜質(zhì)副反應(yīng)的結(jié)果生成一系列的可溶性的雜質(zhì)鹽類。這些可溶性的雜質(zhì)鹽類在釩溶解過程中，也相繼溶解，進(jìn)入溶液。如FeCl2、MnCl2、CrCl3、Na2SiO3、Na3PO4、NaFeO2、NaAlO2、Na2CrO4等。這些雜質(zhì)的鹽類大部分都是一些強(qiáng)酸弱堿鹽或強(qiáng)堿弱酸鹽，它們的顯著特點(diǎn)是水解能力強(qiáng)。下面是一些元素的氫氧化物開始水解沉淀的最低PH值：Fe(OH)3PH2～3Fe(OH)2PH5～6Mn(OH)2PH8Cr(OH)3PH5Al(OH)3PH4很顯然，水解發(fā)生是不可避免的。只是隨著PH的不同，其水解程度不同罷了。它們的水解反應(yīng)式如下：FeCl2＋2H2O＝Fe(OH)2↓＋2HClFeCl3＋3H2O＝Fe(OH)3↓＋3HClNaFeO2＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋NaOHNaAlO2＋2H2O＝Al(OH)3↓＋NaOHMnCl2＋2H2O＝Mn(OH)2↓＋2HClNa2SiO3＋H2O＝NaHSiO3＋NaOH2NaHSiO3＋H2O＝Na2H4Si2O7CrCl3＋3H2O＝Cr(OH)3↓＋3HClNa3PO4＋H2O＝Na2HPO4＋NaOH二次反應(yīng)，所謂二次反應(yīng)是指釩離子同雜質(zhì)離子間的相互反應(yīng)。這類二次反應(yīng)在浸出過程中有兩種情況。（1）二、三價(jià)的雜質(zhì)陽離子同釩酸要根離子生成不溶性釩酸鹽的反應(yīng)。如：FeCl3＋3NaVO3＝Fe(VO3)3↓＋3NaClMnCl2＋2NaVO3＝Mn(VO3)2↓＋2NaClCaCl2＋2NaVO3＝Ca(VO3)2↓＋NaCl（2）P、Si雜質(zhì)陰離子同釩酸根離子形成絡(luò)合雜多酸鹽的反應(yīng)Na3PO4＋12NaVO3＋4H2O＝Na7[P(V2O6)6]＋8NaOHNa2SiO3＋12NaVO3＋3H2O＝Na8[Si(V2O6)6]＋6NaOH不溶性釩酸鹽的生成，使釩損失于殘?jiān)?，雜多酸的形成對水解沉淀不利。因此，二次反應(yīng)是我們不希望的。水浸釩溶液的凈化是釩渣提釩的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其目的是為了降低溶液中的有害雜質(zhì)，為下一步的沉釩工藝做準(zhǔn)備。釩酸鈉水溶液凈化主要是去除溶液中的P，前已有論述，P在釩溶液中以磷釩雜多酸形式存在，嚴(yán)重影響沉淀，因此，用于沉淀的釩溶液中磷含量必須低于一定的數(shù)值。（其他雜質(zhì)由于水解沉淀作用大部分可以除去，對后道工序影響很小）生產(chǎn)實(shí)踐證明，在氯化鈉化焙燒過程中，釩渣中的磷大約有30%的轉(zhuǎn)化為水溶性的磷酸鹽，浸出時(shí)以Na3PO4形式進(jìn)入浸出液中，一般情況下，浸出液中P含量可達(dá)到0.1～0.25g/L。工藝上除磷方法有鎂試劑除磷和二氯化鈣除磷。下面介紹二氯化鈣除磷原理：二氯化鈣除磷是一種簡便易行的除磷方法。它是基于Ca2+離子同PO43-離子生成難溶性的磷酸鈣[Ca3(PO4)2]沉淀的原理達(dá)到除P效果的。反應(yīng)式為：3CaCl2＋2PO43-＝Ca3(PO4)2↓＋6Cl-用二氯化鈣除P的最好PH范圍是8～9。因?yàn)樵赑H值比較低的溶液中，PO43-離子水解變成磷酸氫根離子HPO42-，PO43-＋H2O＝HPO42-+OH-磷酸氫根離子與二氯化鈣作用時(shí)，其反應(yīng)式按下的方程式進(jìn)行：5HPO42-＋4CaCl2＝Ca4H(PO4)3↓＋2H2PO4-＋8Cl-反應(yīng)的結(jié)果除生成了Ca4H(PO4)3沉淀外，還生成了H2PO4-離子。H2PO4-離子與Ca2+離子生成的磷酸二氫鈣Ca(H2P4)2溶解度很大，因此除磷效率顯著下降。（25℃，Ca(H2P4)2溶度積為：7.19×10-2；CaHPO4溶度積：2.18×10-7；18～20℃，Ca3(PO4)2溶度積為：2.0×10-29）在溶液PH值比較高的條件下，二氯化鈣易水解生成氫氧化鈣沉淀，減少了溶液中游離Ca2+的濃度，因此，除磷效果也不好。由于在PH8～10范圍內(nèi)，Ca2+離子同樣能同VO3-離子作用生成難溶的釩酸鈣沉淀，所以用二氯化鈣除磷時(shí)，不可避免造成溶液中的一定釩損失。但是由于Ca3(PO4)2沉淀的溶度積小于Ca(VO3)2[Ca(VO3)2溶解度為：0.0022mol/L，折算溶度積為：1.06×10-8]沉淀的溶度積，因此只要二氯化鈣的加入量控制得當(dāng)，加入時(shí)注意防止CaCl2在溶液中的局部過濃，釩的損失量是不大的。一般不超過0.5%。CaCl2的加入量最好通過試驗(yàn)，根據(jù)要求的溶液中的含P量來確定。磷酸鈣是一種膠狀沉淀物，沉降、過濾均比較困難，有時(shí)采用其隨殘?jiān)煌蛛x方法除去。2.3釩溶液酸性銨鹽沉淀釩溶液酸性銨鹽沉淀是將釩酸鈉溶液用硫酸調(diào)節(jié)到一定的酸度，加入銨鹽，在加熱攪拌的條件下沉淀結(jié)晶出橘黃色的多釩酸銨（APV），沉淀后上層液（母液）含釩在0.1g/L以下。其工藝特點(diǎn)是操作簡單、沉釩結(jié)晶速度快（20～40min）、銨鹽消耗少，產(chǎn)品純度高。反應(yīng)方程式為：6NaVO3＋2H2SO4＋2NH4Cl＝（NH4）2V6O16↓＋2NaCl＋2Na2SO4＋2H2O釩在不同濃度和PH的溶液中存在的形式有復(fù)雜的變化，其沉淀的晶體結(jié)構(gòu)也呈多樣性，這就為酸法銨鹽沉淀控制增加了難度。隨著工藝控制條件的改變，多釩酸銨晶體結(jié)構(gòu)及表現(xiàn)形式現(xiàn)象也有所不同，普遍現(xiàn)象是生成兩種沉淀物，其一是橘黃色的多釩酸銨（六釩酸銨或十二釩酸銨）沉淀，俗稱黃餅或紅釩，其二是棕紅色或磚紅色的絮狀多釩酸鹽沉淀，俗稱黑釩。由于絮狀多釩酸鹽雜質(zhì)含量高，過濾性能差，是生產(chǎn)上所不愿意見到的。下面對其產(chǎn)生機(jī)理做一定的闡述：表3-16列出了在0.5g/L左右釩離子狀態(tài)與PH值的關(guān)系：PH值范圍＞1313～99～6.66.6～66.0～3.53.5～2約1釩離子狀態(tài)VO43-HVO42-V3O93-或V4O124-V10O286-HV10O285-H2V10O284-VO2+多釩酸鹽是屬于多元離子化合物，由使之質(zhì)子化的正離子和釩酸根離子組成。釩酸根主要由V5+正離子與O2-負(fù)離子構(gòu)成。釩、氧離子半徑比：rV5+∶rO2-=0.59∶1.40=0.421，根據(jù)離子化合物結(jié)晶化學(xué)規(guī)則，因?yàn)?.414≤rV5+∶rO2-≤0.732，所以正離子V5+的配位數(shù)CN應(yīng)為6，正離子V5+應(yīng)填入負(fù)離子O2-組成的正八面體空隙之中。但是V5+離子半徑小而電價(jià)高，因此V—O健發(fā)生強(qiáng)烈的極化，出現(xiàn)鍵型變異，共價(jià)鍵的成分增加，并導(dǎo)致配位數(shù)的降低為4，所以實(shí)際上大部分釩酸根離子由釩氧四面體構(gòu)成不同的“釩氧骨干”。有關(guān)資料表明：“V10O286-離子是由十個(gè)VO6八面體晶胞連接在一起而成，其中，另二個(gè)插入矩形的下面。在矩形的排列中與八面體共享傾斜的O——O邊”。根據(jù)結(jié)晶學(xué)規(guī)則，這些具有公用邊的八面體構(gòu)成的釩氧骨干，由于高價(jià)的V5+太靠近，因而極不穩(wěn)定，很容易改變結(jié)構(gòu)，形成其他形式的釩氧骨干。例如：3V10O286-+8H+=5V6O162-+4H2O與6V10O286-+26H+=5V12O312-+13H2O，實(shí)際生產(chǎn)中得到的多釩酸鹽，按化學(xué)分析數(shù)據(jù)計(jì)算是六釩酸鹽和十二釩酸鹽。六釩酸銨屬單斜晶系，六釩酸根按照晶胞內(nèi)多面體聯(lián)結(jié)原則，應(yīng)由六個(gè)VO4四面體構(gòu)成，釩氧骨干有二個(gè)釩氧四面體頂點(diǎn)中各有兩個(gè)公用，另四個(gè)釩氧四面體頂點(diǎn)中各有三個(gè)公用。絮狀多釩酸鹽微觀是由較細(xì)小的晶體組成，按化學(xué)分析數(shù)據(jù)計(jì)算，扣除Si、S、結(jié)晶水等影響，其質(zhì)子化的正離子量（Me+）與釩量（V）的比值ΣMe+∶V，與正常的多釩酸鹽的ΣMe+∶V大致相同?？梢酝茢嘈鯛疃噔C酸鹽是一種同質(zhì)多晶現(xiàn)象，其釩氧骨干呈鏈型，結(jié)構(gòu)式為（V3O8）nm-。這種鏈型晶體僅保持鏈方向有序性及部分區(qū)域有序性，而缺乏遠(yuǎn)程有序，同時(shí)存在著高比例數(shù)的自由釩四面體頂點(diǎn)，能吸引雜質(zhì)離子式極化水分子，造成鏈間相互排斥而增大體積，因此以致宏觀表現(xiàn)為形成絮狀分子團(tuán)。從而帶來粘料（絮狀多釩酸鹽沉淀）的所有特征。多釩酸鹽沉淀反應(yīng)是屬：液+液=固+液類型的化學(xué)反應(yīng)。此類反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)研究表明，反應(yīng)起初在可降低反應(yīng)活化能的原有固體表面進(jìn)行，包括反應(yīng)容器壁表面，反應(yīng)物溶液內(nèi)存在的懸浮物及生成物晶種表面等。首先產(chǎn)生生成物晶胞，然后逐漸長成晶體。在一定條件下，生成一定類型的晶胞，再長成一定晶系的晶體。按照相同的反應(yīng)條件，生成相同類型的晶胞，長成的晶體也相同，但實(shí)際上往往會(huì)出現(xiàn)許多變型體。這是因?yàn)楹暧^上相同的條件，微觀上可以存在相當(dāng)?shù)牟町?。從另一個(gè)角度說條件不變是相對的暫時(shí)的，而條件的改變則是絕對的經(jīng)常的。此外不同變體之間在一定的物理?xiàng)l件下也可以發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。因此絮狀多釩酸鹽（俗稱黑釩）的出現(xiàn)是局部偏離了正常反應(yīng)條件下的必然現(xiàn)象，絮狀多釩酸鹽沉淀的內(nèi)在條件是具備（V3O8)nm-釩氧骨干。正常生產(chǎn)的釩酸鈉溶液一般PH≈9，其主要成分是偏釩酸鈉。偏釩酸根離子在溶液中以（V3O9）3-離子形式存在，屬于釩氧四面體構(gòu)成，呈環(huán)狀，但固體狀態(tài)為鏈狀結(jié)構(gòu)。絮狀多釩酸根離子的（V3O8）nm-釩氧骨干，實(shí)質(zhì)是（V3O8）-單元無限無序重復(fù)的聯(lián)結(jié)體，（V3O8）nm-從結(jié)構(gòu)上可以看成是有（V3O9）3-其中有二個(gè)O2-離子與附近二個(gè)（V3O9）3-共享而形成的鏈。因此從單元結(jié)構(gòu)近似的方面分析，（V3O8）nm-形成具有便利條件，（V3O8）nm-的結(jié)構(gòu)是近程有序而遠(yuǎn)程無序，（V6O16）2-的結(jié)構(gòu)是遠(yuǎn)程有序，按化學(xué)熱力學(xué)原理的“有序狀態(tài)有自發(fā)向無序狀態(tài)發(fā)展趨勢”推論：生成（V3O8）nm-比生成（V6O16）2-具有優(yōu)勢。從生產(chǎn)和小試驗(yàn)中可以觀察到絮狀多釩酸鹽能在瞬時(shí)出現(xiàn)，孕育期時(shí)間很短，而正常多釩酸鹽孕育期時(shí)間相對較長。也可以觀察到先出現(xiàn)部分絮狀多釩酸鹽，然后慢慢轉(zhuǎn)變成正常多釩酸鹽。用化學(xué)動(dòng)力學(xué)的語言來敘述，即沉淀過程存在兩個(gè)平行反應(yīng)，一個(gè)是生成（V3O8）nm-的反應(yīng)(1):n(V3O9)3-+2nH+＝(V3O8)nm-+nH2O,反應(yīng)活化能為E1,反應(yīng)速度常數(shù)為K1,另一個(gè)是生成(V6O16)2-的反應(yīng)(2):2(V3O9)3-+4H+＝(V6O16)2-+2H2O反應(yīng)活化能為E2,反應(yīng)速度常數(shù)為K2。由于E1≤E2，所以生成（V3O8）nm-的反應(yīng)比生成（V6O16）2-的反應(yīng)容易進(jìn)行，反應(yīng)速度也快。即反應(yīng)速度常數(shù)K1≥K2，反應(yīng)中生成物中的數(shù)量比等于其反應(yīng)速度常數(shù)之比，所以反應(yīng)（1）就成為主導(dǎo)反應(yīng)，隨著反應(yīng)物的消耗變化導(dǎo)致抑止反應(yīng)（2）的進(jìn)行。宏觀總體反應(yīng)的產(chǎn)物是絮狀多釩酸鹽。要獲得正常的多釩酸銨沉淀，就必須嚴(yán)格控制沉淀工藝條件，避免絮狀多釩酸鹽的產(chǎn)生。那么怎樣才能做到這一點(diǎn)呢？這就需要我們從其宏觀產(chǎn)生的原因分析入手，找到其控制方法及條件。2.3.1工業(yè)生產(chǎn)中絮狀多釩酸鹽產(chǎn)生的原因：（1）溫度的影響：溫度低時(shí)，由于E1≤E2，所以生成（V3O8）nm-反應(yīng)速度快，因而抑止了生成（V6O16）2-的反應(yīng)，如果反應(yīng)期內(nèi)都保持較低溫度狀態(tài)，生成物幾乎都是絮狀多釩酸鹽。當(dāng)溫度升高時(shí)有利于反應(yīng)活化能較高的反應(yīng)（2），反應(yīng)（2）的反應(yīng)速度遞增比例大于反應(yīng)（1）的反應(yīng)速度遞增比例，如果反應(yīng)中后期都控制在較高溫度狀態(tài)，即接近沸騰，生成（V6O16）2-的反應(yīng)速度超過生成（V3O8）nm-的反應(yīng)速度，絮狀多釩酸鹽就停止產(chǎn)生，并逐漸會(huì)轉(zhuǎn)變成所期望的正常生成物。當(dāng)溫度過高即沸騰時(shí)，由于溶液激烈的汽化作用，破壞了（V6O16）2-的結(jié)晶長成條件，大量產(chǎn)生單元晶胞，為（V3O8）nm-的生成創(chuàng)造了條件，因?yàn)檫@時(shí)賴以反應(yīng)的固體總表面積增大，絮狀多釩酸鹽生成反應(yīng)速度以多個(gè)數(shù)量級遞增，又使生成物變成粘料了。（2）PH值的影響：PH值高即酸度低時(shí)，由于反應(yīng)（1）的n是可變的，能適當(dāng)選擇需求H+少的反應(yīng)方式，生成以短鏈狀態(tài)的（V3O8）nm-絮狀多釩酸鹽的反應(yīng)始終處于優(yōu)先地位。又在PH值高的情況下，溶液中的SiO44-離子等同時(shí)產(chǎn)生沉淀反應(yīng)，造成不必要的固體增多，相應(yīng)促進(jìn)了較小的E2的反應(yīng)。當(dāng)PH值降低時(shí)，溶液中的Si等雜質(zhì)可保持溶解狀態(tài)，減少不必要的固體沉淀，限制了反應(yīng)（1）的快速進(jìn)行。此外PH值低到一定程度會(huì)出現(xiàn)晶體返溶現(xiàn)象，這是因?yàn)榇嬖谥煽扇苄訴O2+的反應(yīng)（3）和（4），（V3O8）nm-+4nH+=3nVO2++2nH2O——（3），（V6O16）2-+8H+=6VO2++4H2O——（4）。由于鏈型晶體的約束性小于其它型式的晶體，相對地離子鍵較長，因而晶格能偏低，不穩(wěn)定性強(qiáng)，也就是容易產(chǎn)生返溶現(xiàn)象或發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。因此在PH值降低到一定的值時(shí)(V3O8)nm-已經(jīng)達(dá)到結(jié)晶平衡時(shí)，(V6O16)n2-的結(jié)晶反應(yīng)仍保持進(jìn)行，宏觀上表現(xiàn)為制止了絮狀多釩酸鹽的產(chǎn)生。當(dāng)局部區(qū)域PH值低時(shí)，也就是往溶液中加酸時(shí)，瞬時(shí)產(chǎn)生大量晶胞，與前面敘述一樣，有利于反應(yīng)（1）的進(jìn)行產(chǎn)生了粘料。（3）含釩濃度的影響：含釩濃度高也就是反應(yīng)物濃度高，有利于反應(yīng)迅速進(jìn)行，因?yàn)榉磻?yīng)物濃度與反應(yīng)發(fā)生幾率成正比。在反應(yīng)初期反應(yīng)速度快而瞬時(shí)產(chǎn)生大量晶胞，這樣在快速反應(yīng)的基礎(chǔ)上又助長了反應(yīng)（1）的進(jìn)行，使其的反應(yīng)速度更快，生成物很容易非常迅速形成粘料，中期時(shí)這種被動(dòng)勢頭仍然保持，極難轉(zhuǎn)變，后期時(shí)已既成事實(shí)無法挽回。含釩濃度高時(shí)，必須從一開始就采取減緩反應(yīng)速度的措施（后文將著重論述）。含釩濃度一般應(yīng)控制在30g/l以下。含釩濃度低時(shí)，周轉(zhuǎn)余地大，主要取決于其他因素的影響。（4）雜質(zhì)的影響：雜質(zhì)分為兩種，一種呈離子狀，一種呈固體懸浮物狀。固體懸浮物促成粘料的產(chǎn)生前面已有解釋，不再重復(fù)敘述。離子狀雜質(zhì)有硅、鋁、鐵、磷等。前三種在PH值高時(shí)產(chǎn)生的基本都是屬絮狀沉淀，因此除了起到固體懸浮物的作用外，還由于它們的結(jié)構(gòu)與絮狀多釩酸鹽相似，促使釩沿這種基礎(chǔ)骨架沉積而形成絮狀多釩酸鹽。磷主要是與釩能形成（P（V2O6）6）7-雜多酸阻礙釩的沉淀，使反應(yīng)長時(shí)間達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)。而引起不良的副作用。（5）攪拌與時(shí)間的影響：如果不攪拌，特別在間接加溫的條件下，反應(yīng)物靠自發(fā)相互擴(kuò)散均化的時(shí)間需要相當(dāng)長，在此過程中，必然有具備局部反應(yīng)濃度偏高條件的區(qū)域，造成局部區(qū)域反應(yīng)迅速而有利于反應(yīng)（1）進(jìn)行，也有利于反應(yīng)（2）進(jìn)行所需條件的區(qū)域，但由于絮狀多釩酸鹽的比重較輕，可隨熱運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散到整個(gè)容器，因而成為主導(dǎo)生成物。如果不適當(dāng)?shù)亻L時(shí)間攪拌，晶體顆粒間碰撞機(jī)會(huì)增加，造成具有結(jié)晶缺陷的晶體容易從母體上脫落，，以致晶體顆粒的總體粒度變細(xì)，表面積增大，吸附雜質(zhì)的能力增加。這是因?yàn)樘幱诰w表面的原子、離子其化合價(jià)往往沒有滿足，顯現(xiàn)出一定的余價(jià)，因此能夠吸附其他原子、分子。結(jié)果沉淀物變成類似粘料的物理狀態(tài)，稱之為“泡料”。其實(shí)這是由正常多釩酸鹽轉(zhuǎn)變到絮狀多釩酸鹽晶型改變的過渡狀態(tài)。如果此時(shí)仍不停止攪拌，晶體的顆粒度進(jìn)一步變細(xì)，晶體間的無序架橋現(xiàn)象就會(huì)發(fā)展成近程有序的鏈狀結(jié)構(gòu)，發(fā)生徹底的晶型號轉(zhuǎn)變，沉淀物成了粘料。2.3.2防止絮狀多釩酸鹽產(chǎn)生的辦法防止絮狀多釩酸鹽產(chǎn)生的指導(dǎo)思想就是，設(shè)法限制（V3O8）nm-的生成反應(yīng)。也就是限制反應(yīng)（1）的正常進(jìn)行，最大程度地促使反應(yīng)（2）迅速進(jìn)行，極多地生成（V6O16）2-，宏觀表現(xiàn)為從量變達(dá)到質(zhì)變。這是因?yàn)榉磻?yīng)（1）隨時(shí)隨地都有可能優(yōu)先進(jìn)行。防止的對策就是針對前面分析的各種影響采取相應(yīng)措施，歸納為以下幾條：（1）控制反應(yīng)速度過快現(xiàn)象出現(xiàn)。其中包括局部區(qū)域反應(yīng)速度過快。這方面的措施有：控制加溫的速度，避免全部和局部驟然溫度過高；控制加酸的速度，避免局部區(qū)域PH值低；適時(shí)攪拌均化反應(yīng)速度；凈化反應(yīng)溶液，減少所含雜質(zhì)尤其是減少固體懸浮物；適量控制晶種數(shù)量等。（2）掌握分階段且連續(xù)的作業(yè)。此目的是制造平穩(wěn)的反應(yīng)條件。這方面的措施有：需加酸計(jì)算要準(zhǔn)確并一次性連續(xù)加入，避免中途補(bǔ)加酸和補(bǔ)加釩溶液；加沉淀劑（銨鹽）、加溫、加酸等作業(yè)不宜同時(shí)進(jìn)行，避免不利于正常反應(yīng)的條件重疊而加劇；適時(shí)中止作業(yè)，避免反應(yīng)環(huán)境惡化。（3）減緩含釩濃度較高時(shí)的反應(yīng)速度。原液含釩濃度高是產(chǎn)生粘料的諸因素中產(chǎn)生幾率最大的一個(gè)，幾乎是不可避免的要造成被動(dòng)。這方面的措施有：調(diào)整溶液含釩濃度，使其達(dá)到安全可靠的界線之內(nèi)；適當(dāng)提高沉淀劑（銨鹽）用量比例，因?yàn)椋╒3O8）nm-離子與Na+離子的結(jié)合沒有斷鍵過程，（這也是反應(yīng)（1）的活化能E1小的原因），NH+離子濃度提高可以促使Na3（V3O9）中的Na—O鍵斷開，以在生成物內(nèi)形成NH4+—O鍵（見表3-17），此鍵的共價(jià)程度要稍高一些，因而較為穩(wěn)定；盡量減少晶種；分散逐漸加溫；控制酸化前的溫度。溫度過低時(shí)，一方面銨鹽不能充分溶解而起到固體懸浮物的同樣作用，同時(shí)反應(yīng)的局部區(qū)域內(nèi)NH4+離子濃度低，保證不了置換Na+離子的條件，促使反應(yīng)（1）的迅速進(jìn)行。另一方面由于釩濃度高且低溫會(huì)產(chǎn)生偏釩酸銨沉淀：3NH4++（V3O9）3-=3NH4VO3同樣起到固體懸浮物的作用。溫度過高時(shí)，一加酸就立即起反應(yīng)，同一時(shí)間產(chǎn)生大量晶胞，促使反應(yīng)（1）的迅速進(jìn)行，適時(shí)延長各段作業(yè)時(shí)間。多聚釩酸（以十二釩酸為例）中的質(zhì)子被其他正離子取代，其置換反應(yīng)H2V12O31＋2M+=M2V12O31＋2H+的平衡常數(shù)K值，K值見表3-17：離子Li+Na+K+NH4+K0.4±0.053.5±0.311.9±0.89.96±1.502.4多釩酸銨的分解熔化多釩酸銨是一種銨的聚釩酸鹽，依據(jù)沉淀的條件不同，沉淀產(chǎn)物的分子組成不一。在通常的工業(yè)生產(chǎn)條件下，其分子式主要是：（NH4）2V12O31·nH2O、（NH4）2V6O16·nH2O,這些銨的聚釩酸鹽熱穩(wěn)定性很差，受熱后會(huì)分解放出氨氣。在分解溫度下氨是一種較強(qiáng)還原劑，能迅速在把五氧化二釩還原成四氧化二釩，在有氧氣存在時(shí)，四氧化二釩又重新被氧化成五氧化二釩。反應(yīng)方程式如下：（NH4）2V6O163V2O5＋H2O＋2NH3↑（NH4）4V6O173V2O5＋2H2O＋4NH3↑（NH4）2V12O316V2O5＋H2O＋2NH3↑（NH4）2H2V10O275V2O5＋2H2O＋2NH3↑反應(yīng)放出的氨氣在該溫度下是一種較強(qiáng)的還原劑，能迅速地將五氧化二釩還原成四氧化二釩3V2O5＋2NH33V2O4＋3H2O＋N2↑——（1）反應(yīng)（1）的進(jìn)行是分解產(chǎn)物中含有四價(jià)釩的根本原因。但在有足夠量氧氣存在時(shí)，四價(jià)釩可重新被告氧化成五價(jià)釩。2V2O4＋O22V2O5——（2）經(jīng)熱力學(xué)計(jì)算可知，溫度500℃時(shí)，反應(yīng)（1）和（2）的自由能分別為：△F0（1）773K＝-169.46kJ/mol△F0（2）773K＝-61.03kJ/mol由此可知，在分解溫度下，五氧化二釩在有氨氣存在的條件下是不穩(wěn)定的，易被告還原為四價(jià)釩的氧化物，而反應(yīng)（2）的進(jìn)行則要求氧化氣氛較強(qiáng)才能使四價(jià)釩氧化。2.5聯(lián)合廢水外理工藝原理簡介：五氧化二釩生產(chǎn)工藝廢水處理方法有很種，在此我們只對華云釩業(yè)廢水處理工藝做一簡介。華云釩業(yè)廢水處理工藝是一種聯(lián)合處理工藝，其原理如下：廢水先進(jìn)入調(diào)節(jié)池均化，此時(shí)廢水的PH值2～3，廢水的溫度在50℃左右，在中和反應(yīng)罐中加入的條件下加入硫酸亞鐵（綠礬）、硫代硫酸鈉（海波），廢水中的可溶性Cr6+與Fe2+反應(yīng)生成可溶性Cr3+，還原后的廢水加入石灰，調(diào)節(jié)PH值8～9，此時(shí)，廢水中的可溶性Cr3+生成Cr(OH)3沉淀，過量的Fe2+與水中氧氣反應(yīng)生成Fe3+,進(jìn)而生成Fe(OH)3沉淀，V5+與Fe3+反應(yīng)生成Fe(VO3)3沉淀，經(jīng)過濾沉淀后，進(jìn)入中和曝氣池，調(diào)節(jié)PH值10.5～11，送入吹脫塔脫氨處理[脫出的氨不能直接排入大氣，通過氨吸收裝置（用稀硫酸作吸收液），吸收反應(yīng)生成的硫酸銨作農(nóng)肥外賣。此級脫氨的實(shí)際效率在50%～60%（理論上有80%～90%，甚至更高），],處理后的廢水調(diào)節(jié)PH值8.5以上，加入Na3PO4·12H2O、MgSO4·7H2O，生成NH4MgPO4·6H2O沉淀將氨除至200～500mg/L后，再向廢水中加入次氯酸鈉溶液，利用次氯酸強(qiáng)氧化能力將剩余的氨氧化成氮?dú)馀懦?。采用折點(diǎn)氯化后廢水用Na2S2O3消解，除去水中殘余氯，再經(jīng)砂濾和活性炭吸收后排放。反應(yīng)方程式如下：4Cr2O72-＋3S2O32-＋26H+＝8Cr3+＋6SO42-＋13H2OCr2O72-＋6Fe2+＋7H2SO4＝6Fe3+＋2Cr3+＋7SO42-＋7H2OMg2++PO43-+NH4++6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓NaC10+H2O—HC10+Na0HNH3+HClO—NH2C1+H2ONH3＋2HClO→NHCl2＋2H2ONHCl2+H2O—NOH+2C1-+2H+NH2Cl+NOH—N2↑+HC10+H++C1-總反應(yīng)式為：NH4＋＋1.5HClO→0.5N2↑＋1.5H2O＋2.5H＋＋1.5Cl－3、工序任務(wù)、工藝條件及工藝控制要點(diǎn)：3.1原料預(yù)處理：3.1.1任務(wù)：本工序主要完成釩渣破碎、粉碎、配料工作，使處理后的釩渣混合料達(dá)到焙燒要求。3.1.2工藝控制條件：（1）釩渣粉碎粒度：-120目篩≥80%（2）釩渣MFe含量：≤5%（3）配料精度：誤差≤1%3.1.3工藝控制要點(diǎn)：（1）釩渣粉碎粒度：釩渣中釩鐵尖晶石粒度很?。ㄖ挥?0～50μ），必須把釩渣磨