矿物岩石中铀的化学分析普遍采用亚锡磷酸还原-钒酸盐容量法,亚钛磷酸还原-钒酸盐容量法和亚铁磷酸还原-钒酸盐容量法.在这三个分析方法中,国内学工作者都公认为钒酸铵浓度与铀(Ⅳ)量成正比线性关系,从而导出钒酸铵对铀的滴定度(以下简称滴定度)的浓度概念,即1毫升钒酸铵溶液相当于铀的克数,以符号T表示.近几年来,国内不少科学工作者与我们都遇到取不同量标准铀所标定钒酸铵滴定度T值不一致的现象;
采用DSC、TG热分析方法,对偏钒酸铵的热分解机理进行了研究。分析表明,热分解过程包括4个步骤,步吸热反应以及后一步放热反应。利用Kissinger法以及Kissinger-Crane法对V2O5生成反应动力学参数进行计算,建立反应速率方程。结果表明,偏钒酸铵热分解过程为第三步化学反应控速,反应的活化能为156.60 k J/mol,指前因子为2.43×1014min-1,反应级数为0.94。
采用磷酸铵镁法净化含钒富集液,脱除硅、磷,考察了除杂剂加入量、温度、pH值、铵镁比、反应时间等因素对杂质去除率的影响。结果表明,净化除杂条件为:100 mL含钒富集液中加入200 g/L的氯化铵溶液8 mL,按铵镁比1.4加入氯化铵,直接使用原溶液(pH≈10.2)于室温下搅拌净化30 min后过滤得净化液,除磷率达到96%以上,除硅率达到87%,钒损失率可控制在2%左右。经过沉钒、过滤、洗涤、烘干、煅烧后,获得了纯度99.93%的高纯五氧化二钒。经重复性试验验证,此工艺、流程简单,而且生产成本低,可为高纯V_2O_5制备提供技术方案。
针对钾系亚熔盐法钒渣钒铬共提清洁生产工艺的中间产品钒酸钙,提出通过碳化铵化/冷却结晶将钒酸钙转化为钒氧化物产品的新方法。分别研究了NH4HCO3-NH4VO3-H2O三元体系在碳化反应温度(75℃)和结晶沉钒温度(40℃)时NH4VO3的溶解度,得到了此时NH4VO3的溶解度数据。40℃时,NH4VO3溶解度随NH4HCO3浓度升高而降低。75℃时,NH4VO3溶解度则随NH4HCO3浓度升高呈U形变化。通过对比两个温度下NH4VO3的溶解度曲线,验证了碳化铵化工艺75℃反应、40℃结晶的设计思路。并经过理论计算,得到NH4VO3的理论一次结晶率为92.71%。再由得到理论结晶率时的反应和结晶NH4HCO3浓度,优化了钾系亚熔盐法钒渣钒铬共提清洁生产工艺中钒转化单元的工艺路线,绘制了工艺原则流程图。