本發(fā)明屬于無機材料的提純技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種五氧化二釩提純的方法。

背景技術(shù)：

釩是重要的戰(zhàn)略資源，具有眾多優(yōu)良的物理和化學性能，被稱為金屬“維生素”。釩也因此被廣泛應用于鋼鐵、冶金以及化學工業(yè)等眾多領(lǐng)域。在眾多釩產(chǎn)品中，結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定、應用最廣泛的就是五氧化二釩。然而，近些年來，工業(yè)級五氧化二釩面臨生產(chǎn)過剩、銷售市場低迷、價格持續(xù)走低等現(xiàn)狀。而全釩電池、釩鋁中間合金、電極材料、催化劑等高精尖領(lǐng)域?qū)ξ逖趸C純度提出更高要求，并且高純五氧化二釩產(chǎn)品附加值更高。目前，國內(nèi)市場高純五氧化二釩基本依賴進口，急需研發(fā)高純五氧化二釩的有效簡便制備方法，以減緩釩產(chǎn)品市場的疲軟狀態(tài)，帶動釩的消費升級，并增加我國在釩產(chǎn)品市場的競爭力。

目前制備高純五氧化二釩主要采用濕法，主要方法包括：(1)溶劑萃取法：此種方法多以含釩溶液為原料，制備得到的五氧化二釩純度高，但萃取劑價格昂貴且用于稀釋的有機溶劑易燃、有毒，易對環(huán)境造成污染；(2)離子交換法：此種方法多以含釩溶液為原料，制備的五氧化二釩純度較高，但離子交換樹脂的生產(chǎn)能力小、再生頻繁，致使生產(chǎn)成本過高，不適合工業(yè)化制備高純五氧化二釩；(3)化學沉淀法：此種方法成本相對低，產(chǎn)品可用于制備釩鋁合金，但釩的損失較大，有效除硅的同時引進新的雜質(zhì)鋁，受沉淀平衡的限制大，應用有一定的局限性；(4)結(jié)晶法：此法以偏釩酸銨或多釩酸銨為原料，堿溶結(jié)晶后再次返溶沉釩煅燒得到五氧化二釩產(chǎn)品，成本低、操作方便、工藝簡單，但會產(chǎn)生廢水。

CN 104843789 A公開了一種提純五氧化二釩的方法，所述方法包括如下步驟：(1)將含釩原溶液鈣化，過濾得到釩酸鈣固相；之后將釩酸鈣固相酸化得到待處理含釩溶液；(2)加入除雜劑進行除雜，得到凈化釩液和除雜泥；所述除雜劑包括碳酸銨和/或碳酸氫銨；(3)調(diào)節(jié)凈化釩液pH值，加入(NH₄)₂SO₄進行沉釩，得到多釩酸銨沉淀，之后經(jīng)過加熱除去水和氨，得到五氧化二釩；在步驟(1)之前或之后可選進行步驟(1’)：除硅磷雜質(zhì)。但是，所述方法只針對含釩溶液。CN 104164569A公開了一種釩渣銨鹽浸取制備五氧化二釩的方法。包括如下步驟：(1)將釩渣與添加劑混合配料，經(jīng)焙燒得到焙砂；(2)將步驟(1)所得焙砂用銨鹽水溶液浸出，液固分離；(3)將步驟(2)分離后的溶液冷卻結(jié)晶并分離，得到偏釩酸銨晶體；(4)將步驟(3)所得偏釩酸銨晶體烘干后焙解，即可得到五氧化二釩產(chǎn)品。所述添加劑為鈣鹽和/或鎂鹽，優(yōu)選碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鎂、氧化鎂或氫氧化鎂中的一種或至少兩種的混合物。但是，該方法得到的五氧化二釩的純度不夠高。

此外，也有專利文獻以氯氣作為氯化劑提釩，制備的五氧化二釩產(chǎn)品純度高，但氯氣腐蝕性很強，對設(shè)備、操作要求高從而使成本大幅升高，且污染嚴重再生困難。

CN101709388A公開了一種釩渣氯化焙燒分離釩的工藝，首先將釩渣在回轉(zhuǎn)窯中850～950℃焙燒120～150min，得到氧化焙燒料，再將碳質(zhì)還原劑、固體氯化劑MgCl₂·6H₂O與釩渣氧化焙燒料壓粒，送入回轉(zhuǎn)窯500℃～700℃下氯化焙燒2～4小時，使三氯氧釩揮發(fā)出來提取釩。采用固體氯化劑MgCl₂·6H₂O雖然避免了氯氣腐蝕性強，污染嚴重等問題，但是需要添加碳質(zhì)還原劑消除氯化劑MgCl₂·6H₂O分解水蒸氣帶來的三氯氧釩的水解反應，該工藝氯化溫度較高，導致氯化效率偏低。CN101906531A公開了一種以釩鈦磁鐵礦精礦粉為主要原料，將其與氯化劑FeCl₃、熔劑CaCl₂和石墨粉一同造塊，然后在1100K～1300K的溫度范圍內(nèi)，氬氣氛圍條件下對經(jīng)造塊后的物料進行2～3小時的氯化提釩焙燒，得到含釩氣體。該工藝氯化溫度仍然較高。

目前的氯化法均是添加還原劑進行造粒，且存在氯化溫度較高(大于500℃)，氯化效率低，生產(chǎn)成本高的問題。

因此，本發(fā)明旨在提供一種短流程、低成本、操作簡便和污染小的五氧化二釩提純方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種五氧化二釩提純的方法，所述方法工藝流程短、所需時間少、成本低、操作簡便并且污染小，且三氯氧化釩的收率較高，便于分離，能夠得到純度≥99.99％的五氧化二釩產(chǎn)品，可滿足航空航天用釩鋁合金、全釩電池等領(lǐng)域的要求，同時為小批量或規(guī)?；a(chǎn)高純五氧化二釩提供基礎(chǔ)。

所述高純五氧化二釩是指五氧化二釩產(chǎn)品的純度≥99.99％。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種五氧化二釩提純的方法，所述方法為：將氯化鈉、無水氯化鋁和待提純五氧化二釩的混合料在惰性氣氛中反應，所述反應的溫度為150℃～200℃，得到三氯氧釩氣體和殘渣，將所述三氯氧釩氣體進行后處理，得到高純五氧化二釩。

所述方法適用的原料為五氧化二釩，如果將五氧化二釩替換為三氧化二釩，則在相同的反應條件下，得不到所述三氯氧釩氣體。

氯化鈉和氯化鋁的混合物與待提純五氧化二釩進行反應顯著提高了提釩率、縮短了反應時間并提高了三氯氧釩的純度(進而有利于五氧化二釩產(chǎn)品純度的提升)。

所述的方法能夠得到三氯氧釩氣體，釩以氣態(tài)的形式實現(xiàn)與待提純五氧化二釩中其他雜質(zhì)如K、Na、Ca、Fe、Al、Si、Mg、Zn及P等的有效且高效分離。

本發(fā)明提供的方法有效降低了生產(chǎn)成本，減少了三廢的產(chǎn)生，對環(huán)境污染小。

收集到純凈的三氯氧釩氣體，之后用對三氯氧釩進行后處理，即可得到高純五氧化二釩，且產(chǎn)品收率較高。

所述反應的溫度為150℃～200℃，如155℃、160℃、165℃、170℃、180℃、185℃或195℃等，優(yōu)選為160℃～180℃。

優(yōu)選地，所述反應的時間為0.5～5h，如1h、2h、3h、4h等，優(yōu)選為1～4h，進一步優(yōu)選為1～2h；

優(yōu)選地，所述惰性氣氛選自氮氣氣氛、氦氣氣氛、氬氣氣氛或空氣氣氛中的任意一種或至少兩種的組合。所述惰性氣氛是指不含有水分且不與待處理五氧化二釩、無水三氯化鋁和氯化鈉反應的氣體。典型但非限制性的組合為：氮氣與氦氣氣氛，氦氣與氬氣氣氛，氮氣氣氛、氦氣氣氛和氬氣氣氛，氮氣氣氛、氬氣氣氛和空氣氣氛。

所述待提純五氧化二釩與無水三氯化鋁的摩爾比為1:1～1:8，如摩爾比為1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7或1:7.5等，優(yōu)選為1:1～1:5，進一步優(yōu)選為1:3～1:4。所述無水三氯化鋁的摩爾比越高，待提純五氧化二釩中釩的提取率越高，但是，無水三氯化鋁的加入量越高，其成本越高，因此，優(yōu)選兩者的摩爾比為1:1～1:5，進一步優(yōu)選為1:3～1:4。

優(yōu)選地，所述無水氯化鋁的摩爾量不小于氯化鈉的摩爾量，如無水三氯化鋁與氯化鈉的摩爾比為1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等，優(yōu)選無水氯化鋁與氯化鈉的摩爾量之比為1:1～9:1，如無水三氯化鋁的摩爾量與無水三氯化鋁和氯化鈉總的摩爾量之比為0.5、0.6、0.7、0.8或0.9等，進一步優(yōu)選為1:1～4:1。只要向無水三氯化鋁與待提純五氧化二釩的體系中加入氯化鈉，釩的提取率就有明顯的上升，氯化鈉的加入量優(yōu)選為無水氯化鋁與氯化鈉的摩爾量之比為1:1～9:1，此時，釩的提取率最高。

所述待提純五氧化二釩為工業(yè)品和/或自制五氧化二釩粗品。

優(yōu)選地，所述待提純五氧化二釩的純度不高于98％，如待提純五氧化二釩的純度為98％、95％、96％、90％、88％、85％、70％或50％等。

優(yōu)選地，所述無水三氯化鋁的純度不低于98％，如純度為98％、98.5％、99％或99.5％等。

優(yōu)選地，所述無水三氯化鋁選自優(yōu)級純無水氯化鋁、工業(yè)無水氯化鋁或自制無水三氯化鋁粗品中的任意一種或至少兩種的組合。

所述后處理包括如下步驟：將三氯氧化釩氣體冷凝后水解，將水解產(chǎn)物進行液固分離，得到固體產(chǎn)物(多釩酸、多釩酸銨或偏釩酸銨沉淀)和液體產(chǎn)物(鹽酸溶液或氯化銨溶液)，將固體產(chǎn)物熱解，得到高純五氧化二釩。

冷凝后的三氯氧釩的溫度低于120℃，如冷凝后的三氯氧釩的溫度為115℃、110℃、105℃、100℃、90℃、80℃、70℃、60℃、30℃、20℃或10℃等，優(yōu)選為70～100℃。

所述水解的介質(zhì)為高純水、氨水或銨鹽水溶液中的任意一種或至少兩種的混合物。

所述水解的反應方程式如下：

2VOCl₃+(3+n)H₂O→V₂O₅·nH₂O↓+6HCl

6VOCl₃+2NH₄⁺+20OH^-→(NH₄)₂V₆O₁₆↓+18Cl^-+10H₂O

VOCl₃+4NH₄OH→NH₄VO₃↓+3NH₄Cl+2H₂O

所述高純水是指水的溫度為25℃時，電導率小于0.1us/cm，pH值為6.8～7.0及去除其他雜質(zhì)和細菌的水。優(yōu)選地，以高純水為介質(zhì)進行水解時，水解后溶液的pH≤3，如pH為2.8、2.5、2.2、2.0、1.8、1.5、1.2或1等。

優(yōu)選地，以氨水為介質(zhì)進行水解時，水解后溶液的pH為7～10，如pH為7.2、7.5、7.8、8、8.5、8.8、9、9.5或9.8等。

優(yōu)選地，以銨鹽水溶液為介質(zhì)進行水解時，水解后的溶液為pH介于2、3之間，如pH為2.8、2.5、2.2、2.0等，或pH為8～10，如8.1、8.3、8.5、8.8、9.0、9.2、9.5或9.8等，優(yōu)選為pH為8～9。

采用高純水、氨水或銨鹽水溶液中的任意一種或至少兩種的組合為水解介質(zhì)，水解得到多釩酸、多釩酸銨或偏釩酸銨沉淀。通過控制水解劑的加入量控制水解最終pH值，且控制水解速率。

所述液固分離為本領(lǐng)域常用的操作手段，所述液固分離可為過濾或離心分離等。

所述熱解在氧化性氣體中進行，以確保產(chǎn)品中不存在低價釩，得到高純五氧化二釩。熱解方程式如下：

V₂O₅·nH₂O→V₂O₅+nH₂O(n為正數(shù))

(NH₄)₂V₆O₁₆→3V₂O₅+2NH₃+H₂O

2NH₄VO₃→V₂O₅+2NH₃+H₂O。

優(yōu)選地，所述氧化性氣體為空氣或純氧氣，在純凈空氣或純凈氧氣氣氛中熱解水解產(chǎn)物，最終得到高純五氧化二釩產(chǎn)品。

優(yōu)選地，所述熱解的溫度為400℃～550℃，如410℃、420℃、430℃、460℃、470℃、490℃、500℃、510℃、520℃、530℃或540℃等，優(yōu)選為500℃～550℃。

優(yōu)選地，所述熱解的時間為3h～5h，如3.5h、4h、4.5h或4.7h等，優(yōu)選為3h～4h。

所述待提純五氧化二釩與無水三氯化鋁和氯化鈉反應產(chǎn)生的殘渣(氧化鋁)，可重新得到無水三氯化鋁，所述無水三氯化鋁用于與待提純五氧化二釩反應，實現(xiàn)反應介質(zhì)的再生循環(huán)。

所述液固分離得到的液體產(chǎn)物(鹽酸溶液或氯化銨溶液)可直接回收。

優(yōu)選地，采用鹽酸溶液或去離子水吸收所述熱解產(chǎn)生的氨氣，得到氯化銨或氨水溶液，所述氯化銨和氨水回收，可用于三氯氧釩的水解。

本發(fā)明提供的提純方法可有效簡便地實現(xiàn)介質(zhì)的再生循環(huán)，對環(huán)境污染小。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述方法包括如下步驟：

(1)將氯化鈉、無水氯化鋁和待提純五氧化二釩的混合料在惰性氣氛中反應0.5～5h，所述反應的溫度為150℃～200℃，得到三氯氧釩氣體和殘渣，所述殘渣與鹽酸反應，生成無水三氯化鋁，用于與待提純五氧化二釩反應；其中，所述待提純五氧化二釩與無水三氯化鋁的摩爾比為1:1～1:8，所述無水三氯化鋁的物質(zhì)的量大于氯化鈉的物質(zhì)的量；

(2)將三氯氧釩氣體冷凝到120℃以下后水解，之后，將得到的水解產(chǎn)物液固分離，得到固體產(chǎn)物和液體產(chǎn)物，所述液體產(chǎn)物回收；

(3)將固體產(chǎn)物在氧化性氣體中熱解3～5h，熱解的溫度為400℃～550℃，得到高純五氧化二釩和氨氣，所述氨氣與鹽酸溶液反應或被去離子水吸收，得到氯化銨溶液或氨水。

本發(fā)明提供的方法以工業(yè)級五氧化二釩和/或自制五氧化二釩粗品(五氧化二釩的純度不高于98％)為原料，無水三氯化鋁和氯化鈉為氯化劑，首先使釩以氣態(tài)的形式實現(xiàn)與其他雜質(zhì)如K、Na、Ca、Fe、Al、Si、Mg、Zn及P等的有效分離，冷凝收集到純凈的三氯氧釩液體，采用高純水、氨水或銨鹽水溶液中的一種或兩種以上的混合物水解得到多釩酸、多釩酸銨或偏釩酸銨沉淀，在純凈空氣或純凈氧氣氣氛中熱解水解產(chǎn)物，最終得到高純五氧化二釩產(chǎn)品。

本發(fā)明制備出的高純五氧化二釩產(chǎn)品，產(chǎn)品純度高且本發(fā)明制備流程短，有效降低了生產(chǎn)成本，減少了三廢的產(chǎn)生，對環(huán)境污染小。

上述數(shù)據(jù)范圍不僅包括例舉出的具體點值還包括其范圍內(nèi)的任意一個數(shù)值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提供的五氧化二釩提純的方法條件溫和，反應溫度僅為150-200℃，所需時間較少，由于反應產(chǎn)物為氣態(tài)的三氯氧化釩，便于釩與其它的固體雜質(zhì)或液體進行分離，工藝流程短，降低了生產(chǎn)成本，減少了三廢的產(chǎn)生，對環(huán)境污染小；

本發(fā)明提供的五氧化二釩提純的方法相對于不加氯化鈉的待提純五氧化二釩和無水三氯化鋁體系，釩提取率升高20-40％，反應時間縮短50-70％；

本發(fā)明提供的方法制備出的五氧化二釩產(chǎn)品純度高(純度≥99.99％)，能夠滿足航空航天用釩鋁合金、全釩電池等領(lǐng)域的要求，同時為小批量或規(guī)?；a(chǎn)高純五氧化二釩提供基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種實施方式提供的工業(yè)級五氧化二釩提純的工藝流程圖。其中，g表示氣體，s表示固體，l表示液體。

圖2是實施例1提供的五氧化二釩的XRD譜圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

圖1是本發(fā)明提供的一種五氧化二釩的提純工藝流程圖。所述五氧化二釩的提純方法包括如下步驟：

(1)氯化：將工業(yè)級五氧化二釩、無水三氯化鋁和氯化鈉混合，通入載氣(惰性氣氛)后加熱反應，得到三氯氧釩氣體和殘渣(氧化鋁)，將三氯氧釩氣體冷凝，收集到三氯氧釩液體；

(2)水解：將三氯氧釩液體于高純水、銨鹽水溶液或氨水中的任意一種或至少兩種的混合物中水解，并將水解產(chǎn)物液固分離，得到固體產(chǎn)物和液體產(chǎn)物；

(3)熱解：將固體產(chǎn)物在純凈空氣氣氛熱解，得到高純五氧化二釩和氣體產(chǎn)物；

(4)副產(chǎn)物回收：將步驟(1)得到的殘渣與鹽酸反應回收無水三氯化鋁；將步驟(2)固液分離后得到的液體產(chǎn)物(氯化銨溶液或鹽酸溶液)直接回收；將步驟(3)熱解過程產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物用稀鹽酸或去離子水吸收，實現(xiàn)氯化銨和氨水的回收再使用。

以下實施例中所述稀氨水(1+2)即氨水與高純水的體積比為1:2。

實施例1：

一種五氧化二釩的提純方法，包括如下步驟：

(1)氯化：將原料純度為96.5％的工業(yè)級五氧化二釩17.2g與無水三氯化鋁按照摩爾比1:3，無水三氯化鋁與氯化鈉的摩爾比為7:3，反應溫度為170℃，氮氣氣氛作為載氣，反應2h，得到三氯氧釩氣體和氧化鋁殘渣，將三氯氧釩氣體冷凝，收集到三氯氧釩液體26.57g；

(2)水解：將5mL三氯氧釩于110mL稀氨水(1+2)中水解，過濾得到偏釩酸銨5.99g和濾液，濾液為弱堿性pH約為8；

(3)熱解：將偏釩酸銨在純凈空氣氣氛中、500℃煅燒3h，得到橙黃色固體產(chǎn)品4.35g和氨氣。

步驟(3)得到的產(chǎn)品的X射線衍射譜圖如圖2所示，分析XRD譜圖，煅燒得到的產(chǎn)品確為五氧化二釩，產(chǎn)品純度分析為99.998％。

實施例2：

一種五氧化二釩的提純方法，包括如下步驟：

(1)氯化：將原料純度為97.2％的工業(yè)級五氧化二釩17.1g與無水三氯化鋁按照摩爾比1:1，無水三氯化鋁與氯化鈉的摩爾比為1:1，反應溫度為160℃，氦氣氣氛作為載氣，反應4h，得到三氯氧釩氣體和氧化鋁殘渣，將三氯氧釩氣體冷凝，收集到三氯氧釩液體18.98g；

(2)水解：將5mL三氯氧釩水解于50mL高純水中，液固分離得到多釩酸0.17g和濾液，濾液為強酸性pH小于1；

(3)熱解：將多釩酸在純凈氧氣氣氛中、500℃煅燒3h，得到橙黃色五氧化二釩產(chǎn)品0.15g和氨氣；

步驟(3)得到的產(chǎn)品的XRD衍射譜圖與圖2相似，分析XRD譜圖，煅燒得到的產(chǎn)品確為五氧化二釩，純度經(jīng)分析為99.997％。

實施例3：

一種五氧化二釩的提純方法，包括如下步驟：

(1)氯化：將原料純度為88.5％的工業(yè)級五氧化二釩18.7g與無水三氯化鋁按照摩爾比1:2，無水三氯化鋁與氯化鈉的摩爾比為3:2，反應溫度為170℃，氬氣氣氛作為載氣，反應1h，得到三氯氧釩氣體和氧化鋁殘渣，將三氯氧釩氣體冷凝，收集到三氯氧釩液體24.52g；

(2)水解：將5mL三氯氧釩水解于100mL氯化銨(pH為9)水溶液中，過濾，得到多釩酸銨1.04g和濾液，濾液為強酸性pH為1；

(3)熱解：將多釩酸銨在純凈空氣氣氛中、500℃煅燒3h，得到橙黃色五氧化二釩產(chǎn)品0.92g和氨氣；

步驟(3)得到的產(chǎn)品的XRD衍射譜圖與圖2相似，分析XRD譜圖，煅燒得到的產(chǎn)品確為五氧化二釩，產(chǎn)品純度經(jīng)分析為99.995％。

實施例4：

一種五氧化二釩的提純方法，包括如下步驟：

(1)氯化：將原料純度為96.5％的工業(yè)級五氧化二釩17.2g與無水三氯化鋁按照摩爾比1:3，無水三氯化鋁與氯化鈉的摩爾比為7:3，反應溫度為180℃，空氣氣氛作為載氣，反應5h，得到三氯氧釩氣體和氧化鋁殘渣，將三氯氧釩氣體冷凝，收集到三氯氧釩液體26.34g；

(2)水解：將5mL三氯氧釩水解于130mL稀氨水(1+2)溶液中，過濾得到偏釩酸銨5.16g和濾液，濾液為強堿性pH為9；

(3)熱解：將偏釩酸銨在純凈空氣氣氛中、500℃煅燒3h，得到橙黃色五氧化二釩產(chǎn)品3.75g和氨氣；

步驟(3)得到的產(chǎn)品的XRD衍射譜圖與圖2相似，分析XRD譜圖，煅燒得到的產(chǎn)品確為五氧化二釩，產(chǎn)品純度經(jīng)分析為99.996％。

實施例5：

一種五氧化二釩的提純方法，包括如下步驟：

(1)氯化：將原料純度為97.5％的工業(yè)級五氧化二釩17.1g與無水三氯化鋁按照摩爾比1:5，無水三氯化鋁與氯化鈉的摩爾比為4:1，反應溫度為150℃，氬氣和氮氣混合氣氛作為載氣，反應5h，得到三氯氧釩氣體和氧化鋁殘渣，將三氯氧釩氣體冷凝，收集到三氯氧釩液體14.56g；

(2)水解：將5mL三氯氧釩水解于150mL稀氨水(1+2)溶液中，過濾，得到偏釩酸銨5.15g和濾液，濾液為強堿性pH為10；

(3)熱解：將偏釩酸在純凈空氣氣氛中、400℃煅燒5h，得到橙黃色五氧化二釩產(chǎn)品3.99g和氨氣；

步驟(3)得到的產(chǎn)品的XRD衍射譜圖與圖2相似，分析XRD譜圖，煅燒得到的產(chǎn)品確為五氧化二釩，產(chǎn)品純度經(jīng)分析為99.994％。

實施例6：

一種五氧化二釩的提純方法，包括如下步驟：

(1)氯化：將原料純度為98％的工業(yè)級五氧化二釩17.0g與無水三氯化鋁按照摩爾比1:3，無水三氯化鋁與氯化鈉的摩爾比為3:2，反應溫度為200℃，氬氣和氦氣混合氣氛作為載氣，反應0.5h，得到三氯氧釩氣體和殘渣，將三氯氧釩氣體冷凝，收集到三氯氧釩液體24.98g；

(2)水解：將5mL三氯氧釩水解于200mL氯化銨(pH為10)，過濾，得到偏釩酸銨5.16g和濾液，濾液為弱堿性pH為8；

(3)熱解：將偏釩酸銨在純凈空氣氣氛中、550℃煅燒4h，得到橙黃色五氧化二釩產(chǎn)品3.75g和氨氣；

步驟(3)得到的產(chǎn)品的XRD衍射譜圖與圖2相似，分析XRD譜圖，煅燒得到的產(chǎn)品確為五氧化二釩，產(chǎn)品純度經(jīng)分析為99.998％。

實施例7：

一種五氧化二釩的提純方法，包括如下步驟：

(1)氯化：將原料純度為97％的工業(yè)級五氧化二釩17.1g與無水三氯化鋁按照摩爾比1:4，無水三氯化鋁與氯化鈉的摩爾比為7:3，反應溫度為170℃，氮氣和氦氣混合氣氛作為載氣，反應4h，得到三氯氧釩氣體和氧化鋁殘渣，將三氯氧釩氣體冷凝，收集到三氯氧釩液體26.63g；

(2)水解：將5mL三氯氧釩水解于100mL硫酸銨溶液中(pH為9)，過濾，得到多釩酸銨1.05g和濾液，濾液為強酸性pH為1；

(3)熱解：將多釩酸銨在純凈空氣氣氛中、500℃煅燒3h，得到橙黃色五氧化二釩產(chǎn)品0.93g和氨氣；

步驟(3)得到的產(chǎn)品的XRD衍射譜圖與圖2相似，分析XRD譜圖，煅燒得到的產(chǎn)品確為五氧化二釩，產(chǎn)品純度經(jīng)分析為99.995％。

實施例8：

一種五氧化二釩的提純方法，除步驟(1)為：氮氣和空氣混合氣氛作為載氣；步驟(2)為：將5mL三氯氧釩水解于240mL氯化銨(pH為10)，過濾，得到偏釩酸銨5.16g和濾液，濾液為弱堿性pH為9外，其余與實施例6相同。

得到的產(chǎn)品的XRD衍射譜圖與圖2相似，分析XRD譜圖，煅燒得到的產(chǎn)品確為五氧化二釩，產(chǎn)品純度經(jīng)分析為99.998％。

實施例9：

一種五氧化二釩的提純方法，除步驟(1)為：氬氣和空氣混合氣氛作為載氣；步驟(2)為：將5mL三氯氧釩水解于270mL氯化銨(pH為10)，過濾，得到偏釩酸銨5.17g和濾液，濾液為弱堿性pH為10外，其余與實施例6相同。

步驟(3)得到的產(chǎn)品的XRD衍射譜圖與圖2相似，分析XRD譜圖，煅燒得到的產(chǎn)品確為五氧化二釩，產(chǎn)品純度經(jīng)分析為99.996％。

實施例10

一種五氧化二釩的提純方法，除步驟(1)為：氦氣和空氣混合氣氛作為載氣；步驟(2)為：將5mL三氯氧釩水解于150mL硫酸銨溶液中(pH為9)，過濾，得到多釩酸銨1.07g和濾液，濾液為強酸性pH為3外，其余與實施例7相同。

步驟(3)得到的產(chǎn)品的XRD衍射譜圖與圖2相似，分析XRD譜圖，煅燒得到的產(chǎn)品確為五氧化二釩，產(chǎn)品純度經(jīng)分析為99.994％。

實施例11：

一種五氧化二釩的提純方法，除步驟(2)為：將5mL三氯氧釩于90mL稀氨水(1+2)中水解，過濾得到偏釩酸銨5.98g和濾液，濾液的pH約為7外，其余與實施例1相同。

步驟(3)得到的產(chǎn)品的X射線衍射譜圖與圖2相似，分析XRD譜圖，煅燒得到的產(chǎn)品確為五氧化二釩，純度經(jīng)分析為99.996％。

實施例12：

一種五氧化二釩的提純方法，除步驟(2)為：將5mL三氯氧釩水解于150mL高純水中，液固分離得到多釩酸0.15g和濾液，濾液為強酸性pH為3外，其余與實施例2相同。

步驟(3)得到的產(chǎn)品的XRD衍射譜圖與圖2相似，分析XRD譜圖，煅燒得到的產(chǎn)品確為五氧化二釩，純度經(jīng)分析為99.992％。

實施例13

除步驟(1)中無水三氯化鋁與氯化鈉的摩爾比為9:1外，其余與實施例1相同。

步驟(3)得到的產(chǎn)品的XRD衍射譜圖與圖2相似，分析XRD譜圖，煅燒得到的產(chǎn)品確為五氧化二釩，純度經(jīng)分析為99.992％。

實施例14

除步驟(3)中的熱解的溫度為450℃，熱解時間為5h外，其余與實施例1相同。

步驟(3)得到的產(chǎn)品的XRD衍射譜圖與圖2相似，分析XRD譜圖，煅燒得到的產(chǎn)品確為五氧化二釩，純度經(jīng)分析為99.990％。

另外，各個實施例中以高純水為介質(zhì)進行水解時，水解后溶液的pH≤3，如pH為2.8、2.5、2.2、2.0、1.8、1.5、1.2或1等；以氨水為介質(zhì)進行水解時，水解后溶液的pH為7～10，如pH為7.2、7.5、7.8、8、8.5、8.8、9、9.5或9.8等；以銨鹽水溶液為介質(zhì)進行水解時，水解后的溶液pH為2～3如pH為2.8、2.5、2.2、2.0等，或pH為8～10時，如8.1、8.3、8.5、8.8、9.0、9.2、9.5或9.8等，均能得到高純度五氧化二釩。

對比例1：

除步驟(1)中未加氯化鈉之外，其他步驟與實施實例1相同，收集到三氯氧釩液體18.82g；所得五氧化二釩產(chǎn)品純度為99.992％。

對比例2

除將步驟(1)中的無水三氯化鋁和氯化鈉替換為氯化鐵、氯化鈣和石墨粉，所述氯化劑∶CaCl₂∶原料中的V₂O₅∶石墨粉之間的摩爾比應為3∶3∶1∶1，所述氯化物為FeCl₃外，其余與實施例1相同。

結(jié)果為：在低溫下并未發(fā)生氯化反應。

另外，將實施例2～14中的無水三氯化鋁和氯化鈉替換為氯化鐵、氯化鈣和石墨粉，所述氯化劑∶CaCl₂∶原料中的V₂O₅∶石墨粉之間的摩爾比應為3∶3∶1∶1，所述氯化物為FeCl₃。結(jié)果為：在低溫下氯化反應并未發(fā)生。

對比例3

除將無水三氯化鋁和氯化鈉替換為碳質(zhì)還原劑和固體氯化劑，且焙燒產(chǎn)物：碳質(zhì)還原劑：固體氯化劑的質(zhì)量比為100:20～30:15～24，所述碳質(zhì)還原劑選自炭黑、石墨或石油焦，所述固體氯化劑為MgCl₂·6H₂O外，其余與實施例1相同。結(jié)果為：氯化反應并未發(fā)生。

另外，將實施例2～14中的無水三氯化鋁和氯化鈉替換為碳質(zhì)還原劑和固體氯化劑，且焙燒產(chǎn)物：碳質(zhì)還原劑：固體氯化劑的質(zhì)量比為100:20～30:15～24，所述碳質(zhì)還原劑選自炭黑、石墨或石油焦，所述固體氯化劑為MgCl₂·6H₂O。

結(jié)果為：氯化反應并未發(fā)生。

對比例4

除步驟(1)中的反應溫度為145℃外，其余與實施例1相同。

結(jié)果為：僅收集到少量的三氯氧釩中間體，提釩率僅20％。

對比例5

除步驟(1)中反應的溫度為205℃外，其余與實施例1相同。

結(jié)果為：氯化反應初期有氯化鋁升華隨載氣逸出，裝置發(fā)生堵塞。最終制備得到的五氧化二釩產(chǎn)品純度為99.89％。

對比例6

將23.3g工業(yè)級五氧化二釩和32.5g無水氯化鋁混合，置于等摩爾混合的NaCl-KCl-LiCl體系中，所用質(zhì)量分別為50.3g、64.0g、36.5g，其余與實施示例7相同。反應結(jié)束，反應殘渣為堅硬的固體，較難處理，而且反應1h后才收集到三氯氧釩產(chǎn)品，最終收集到三氯氧釩7.32g。采用此種方式，反應速度慢，產(chǎn)率較低，且反應殘渣相比實施例7得到的殘渣較難處理。

另外，在實施例7的反應原料中增加與NaCl等摩爾的KCl和LiCl，進行氯化反應，其余步驟與實施例7相同。結(jié)果為：反應結(jié)束，反應殘渣為堅硬的固體，較難處理，而且反應1h后才收集到三氯氧釩產(chǎn)品，最終收集到三氯氧釩10.25g。采用此種方式，反應速度慢，產(chǎn)率較低，且反應殘渣相比實施例7得到的殘渣較難處理。

而在實施例7的反應原料中增加與NaCl任意摩爾比的KCl和LiCl進行氯化反應，其余條件與實施例7相同，其反應得到的三氯氧釩產(chǎn)品均不如實施例7得到的三氯氧化釩的質(zhì)量多；并且反應速度慢，反應殘渣相比實施例7得到的殘渣較難處理。

申請人聲明，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應該明了，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。