Kif Ħoll V2O5 Flakes: Alkali, Aċidu u Rotot ta 'Tnaqqis

Għaliex V2O5 Flakes jirreżistu Ilma Plain

Pentossidu tal-vanadju huwa fornut bħala qxur kannella skur jew safrani b'purità ta '98 % jew ogħla, massa tal-formula ta' 181.88 g/mol, punt ta 'tidwib ta' madwar 690 grad Celsius u densità qrib 3.36 g/cm3. Il-vanadju jammonta għal madwar 56.0 % tal-massa tiegħu. Il-qxur jinħallu biss ftit fl-ilma kiesaħ minħabba li l-ossidu jifforma struttura b'saffi magħquda b'mod qawwi, għalhekk sempliċement iż-żieda ta 'saffi fl-ilma tipproduċi sospensjoni aktar milli soluzzjoni. Ir-rotta prattika għal soluzzjoni vera hija li tisfrutta l-karattru amfoteriku ta 'l-ossidu: tirreaġixxi kemm ma' alkali qawwi kif ukoll ma 'aċidu qawwi, u kull rotta tagħti speċi ta' vanadju differenti.

Xoll ta' Alkali għal Soluzzjonijiet ta' Vanadate

L-idrossidu tas-sodju huwa l-iktar aġent li jdub komuni. F'soluzzjoni kawstika sħuna, moderatament ikkonċentrata l-ossidu jiġi attakkat u kkonvertit għal sodium vanadate:

V2O5 + 2 NaOH=2 NaVO3 + H2O, u b'alkali żejjed V2O5 + 6 NaOH=2 Na3VO4 + 3 H2O.

Prattika tipika hija konċentrazzjoni kawstika ta 'madwar 2 sa 6 mol/L miżmuma f'60 sa 90 grad Celsius b'aġitazzjoni, li tippermetti siegħa sa diversi għal konverżjoni kompleta skond il-ħxuna tal-flake. Eċċess stojkjometriku żgħir ta 'alkali jintuża biex imexxi r-reazzjoni, u l-punt ta' tmiem huwa soluzzjoni oranġjo ċara għal isfar ċar mingħajr saffi residwu. Il-vanadju maħlul imbagħad jiġi rkuprat permezz ta 'aġġustament tal-pH u preċipitazzjoni ta' ammonju vanadate, jew użat direttament fejn likur vanadate huwa l-għalf.

Xoljiment Aċidu u r-Rotta tat-Tnaqqis

Fl-aċidu sulfuriku l-ossidu jifforma speċi vanadyl: V2O5 + H2SO4=(VO2)2SO4 + H2O, li jagħti l-jone vanadyl blu karatteristiku f'soluzzjoni. Minħabba li l-imluħa V(V) huma inqas solubbli u aktar diffiċli biex jimmaniġġaw minn V(IV), ħafna proċessi jgħaqqdu x-xoljiment tal-aċidu b'aġent li jnaqqas ħafif. Aċidu ossaliku, dijossidu tal-kubrit jew ammont żgħir ta 'metall li jnaqqas se jnaqqas il-vanadju mill-istat pentavalenti għall-istat tetravalenti, li huwa ferm aktar solubbli u huwa l-forma meħtieġa għall-manifattura tal-elettroliti tal-vanadju:

V2O5 + H2SO4 + H2C2O4=2 VOSO4 + 2 CO2 + 3 H2O.

Ir-reazzjoni hija eżotermika ladarba tinbeda, għalhekk ir-reaġenti huma miżjuda f'porzjonijiet ikkontrollati bi tkessiħ jew kontroll tat-temperatura esterna. It-temperatura ġeneralment tinżamm taħt madwar 80 grad Celsius biex tillimita l-evaporazzjoni u l-ġenerazzjoni tad-dħaħen. Is-soluzzjonijiet ta 'sulfat ta' vanadyl prodotti b'dan il-mod huma l-materja prima standard għall-elettrolit tal-batterija tal-fluss redox tal-vanadju, fejn il-konċentrazzjoni tal-vanadju u l-istat ta 'ossidazzjoni tal-prestazzjoni taċ-ċellula tal-kontroll tal-elettroliti.

Għażla tar-Rotta mill-Prodott Downstream

Sigurtà u Kontroll tal-Proċess

It-trab tal-pentossidu tal-vanadju huwa tossiku permezz ta' inalazzjoni u huwa mmaniġġjat bħala periklu respiratorju; il-limiti ta' espożizzjoni fuq il-post tax-xogħol applikati għall-materjal huma stabbiliti fil-medda ta' sub-milligramma għal kull metru kubu, għalhekk l-operazzjonijiet ta' tħoll isiru taħt ventilazzjoni ta' l-egżost lokali jew f'kappa tad-dħaħen, b'maskri tat-trab u protezzjoni għall-għajnejn. Il-qxur għandhom jiżdiedu mal-likwidu, qatt bil-maqlub, u r-rata ta 'żieda hija kkontrollata biex iżżomm l-eżoterma fir-rotta tal-aċidu maniġġabbli. Ingwanti u tarka tal-wiċċ jintużaw kull fejn jiġi mmaniġġjat aċidu kawstiku jew sħun. Minħabba li l-ħadid u xi metalli oħra jikkatalizzaw reazzjonijiet sekondarji u jtebbgħu l-prodott, għandhom jiġu evitati reċipjenti tal-istainless steel fir-rotta tal-aċidu u minflok jintużaw ligi tal-ħġieġ-infurrati, tal-plastik jew speċifiċi tal-korrużjoni-.

Mistoqsijiet Frekwenti

Q:Il-V2O5 jinħall fl-ilma?
A: Biss kemxejn f'temperatura tal-kamra. Il-qxur imxarrab iżda ma jiffurmawx soluzzjoni ċara, minħabba li l-ossidu mhuwiex sempliċi melħ li jinħall fl-ilma-. Soluzzjoni vera teħtieġ alkali, aċidu jew mezz ta 'aċidu li jnaqqas.

Q:X'inhu l-aktar mod mgħaġġel biex jinħallu 98 % flakes V2O5?
A: Soluzzjoni sħuna ta 'idrossidu tas-sodju f'bejn wieħed u ieħor 2 sa 6 mol/L u 60 sa 90 grad Celsius, b'aġitazzjoni, hija l-iktar rotta prattika mgħaġġla għall-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet, minħabba li tikkonverti l-ossidu għal vanadat tas-sodju solubbli.

Q:Nista' nħall V2O5 fl-aċidu sulfuriku waħdu?
A: L-aċidu waħdu jagħti speċi u xogħlijiet ta 'vanadyl, iżda s-soluzzjonijiet V (V) huma inqas solubbli u inqas stabbli. Iż-żieda ta 'aċidu ossaliku jew dijossidu tal-kubrit tnaqqas il-vanadju għall-istat tetravalenti u żżomm is-soluzzjoni ċara u kkonċentrata.

Q:Kemm idum ix-xoljiment sħiħ?
A: Bi saffi fil-medda ta '1-5 mm u aġitazzjoni tajba, ix-xoljiment tal-alkali normalment ikun komplut fi żmien siegħa sa erba' sigħat. Qxur eħxen u temperaturi aktar baxxi jestendu l-ħin b'mod sostanzjali.

Q:Liema miżuri protettivi huma meħtieġa?
A: Ventilazzjoni ta 'l-exhaust lokali jew barnuża tad-dħaħen, protezzjoni mit-trab għall-flake niexef, nuċċalijiet kimiċi u lqugħ tal-wiċċ, u ingwanti stmati għar-reaġent użat. Qatt żid ilma ma 'ossidu niexef jew alkali; dejjem żid solidi mal-likwidu.

Q:Liema materjali tal-bastiment huma adattati?
A: Għad-dissoluzzjoni alkali, azzar tal-karbonju jew reċipjenti ta 'l-istainless steel b'aġitazzjoni huma komuni. Għal rotot tal-aċidu u tat-tnaqqis, uża tagħmir tal-liga tal-ħġieġ-infurrati, tal-plastik jew tal-korrużjoni-reżistenti, u ffiltra l-likur qabel ma jgħaddi għall-pass tal-proċess li jmiss.