季銨化反應(yīng)

以釩渣亞熔鹽法釩鉻共提工藝所得到的中間產(chǎn)品釩酸鈣為研究對(duì)象，針對(duì)釩酸鈣后續(xù)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化問(wèn)題，提出釩酸鈣碳化銨化生產(chǎn)釩氧化物的工藝路線；研究NH₄HCO₃轉(zhuǎn)化溶出釩的工藝條件，考察是否通入CO₂、NH₄HCO₃的添加量、反應(yīng)溫度、不同液固比以及反應(yīng)時(shí)間等對(duì)釩酸鈣轉(zhuǎn)化溶出效果的影響。

釩酸通入CO2對(duì)釩酸鈣中釩轉(zhuǎn)化率的影響

從反應(yīng)中可以看出，若將釩酸鈣中的鈣離子完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，需要三倍于釩酸鈣物質(zhì)的量的碳酸氫銨，但大量碳酸氫銨的加入會(huì)產(chǎn)生刺激性氣味甚至跑氨，不利于工業(yè)化操作。而在反應(yīng)過(guò)程中通入CO₂不但可以為反應(yīng)體系提供充足的碳源，使鈣離子完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，還可以減少碳酸氫銨的用量，防止跑氨現(xiàn)象的產(chǎn)生。

在銨根離子與釩酸鈣中釩的摩爾比為1、液固比分別為15和20、反應(yīng)溫度75℃、攪拌速率200r/min、反應(yīng)時(shí)間2h條件下，研究了不通入CO₂與通入CO₂時(shí)釩的轉(zhuǎn)化效果。

通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，通入CO₂的碳化銨化反應(yīng)，在同的反應(yīng)時(shí)間下得到的固相釩轉(zhuǎn)化率明顯高于未通入CO₂的碳化銨化反應(yīng)的固相釩轉(zhuǎn)化率，且其釩轉(zhuǎn)化率達(dá)到穩(wěn)定值所需的反應(yīng)時(shí)間要小于未通CO₂所需反應(yīng)時(shí)間。這說(shuō)明，在碳化銨化反應(yīng)中通入CO₂能有效地提高碳化銨化反應(yīng)的反應(yīng)速度和反應(yīng)限度。

釩酸反應(yīng)液固比及碳酸氫銨加入量的確定

采用冷卻結(jié)晶的方法可以從體系中分離NH₄VO₃。因此，若要提高偏釩酸銨結(jié)晶率，需要保證反應(yīng)后液相中的偏釩酸銨含量在比較高的水平?？梢钥闯?，75℃條件下，碳酸氫銨濃度為0g/L時(shí)，對(duì)應(yīng)的偏釩酸銨溶解度最高，為31.02g/L；那么在75℃的碳化銨化反應(yīng)中，反應(yīng)理論液固比應(yīng)以得到偏釩酸銨濃度為31.02g/L的飽和溶液為目的(對(duì)應(yīng)反應(yīng)液中V₂O₅理論物質(zhì)的量應(yīng)為0.135mol/L)。即反應(yīng)前固相中釩含量(以V₂O₅計(jì))理論上與反應(yīng)后進(jìn)入液相的釩含量(以V₂O₅ 計(jì))相等。

為考察碳酸氫銨加入量對(duì)碳化銨化的反應(yīng)的影響，加入碳酸氫銨的量應(yīng)能保證碳化銨化反應(yīng)完全進(jìn)行。設(shè)加入的碳酸氫銨的質(zhì)量為eg，為了保證釩酸鈣中的釩完全轉(zhuǎn)化為偏釩酸銨，理論上碳酸氫銨的物質(zhì)的量應(yīng)等于釩酸鈣中釩的物質(zhì)的量，即碳酸氫銨與釩酸鈣中釩的物質(zhì)的量之比（以下簡(jiǎn)稱銨釩摩爾比）為1。

1、物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)失去電子的反應(yīng)是氧化反應(yīng)；得電子的作用叫還原。狹義的氧化指物質(zhì)與氧化合；還原指物質(zhì)失去氧的作用。氧化時(shí)氧化值升高；還原時(shí)氧化值降低。氧化、還原都指反應(yīng)物（分子、離子或原子）。氧化也稱氧化作用或氧化反應(yīng)。有機(jī)物反應(yīng)時(shí)把有機(jī)物引入氧或脫去氫的作用叫氧化；引入氫或失去氧的作用叫還原。物質(zhì)與氧緩慢反應(yīng)緩緩發(fā)熱而不發(fā)光的氧化叫緩慢氧化，如金屬銹蝕、生物呼吸等。劇烈的發(fā)光發(fā)熱的氧化叫燃燒。在氧化還原反應(yīng)中,反應(yīng)物所含某種或某些元素化合價(jià)升高的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng)。物質(zhì)和氧氣發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)屬于氧化反應(yīng)。

2、燃燒是劇烈氧化反應(yīng)，然而有些氧化反應(yīng)并不像燃燒那么劇烈。如金屬生銹、呼吸作用、食物腐敗、堆肥腐熟，他們進(jìn)行時(shí)速度比較慢，這種緩慢進(jìn)行的氧化稱為緩慢氧化。