Калий ванадиевокислый KVO: метаванадат калия для катализа и высокотемпературных процессов
Калий ванадиевокислый KVO — метаванадат калия, неорганическое соединение с молярной массой 138,04 г/моль, CAS 13769-43-2. Представляет собой кристаллический порошок от белого до светло-жёлтого цвета, растворимый в воде с образованием слабощелочных растворов. Температура плавления — около 520 C. Технический продукт выпускается в виде порошка или гранул с массовой долей основного вещества от 96 до 99 %. Соединение относится к метаванадатам щелочных металлов и применяется преимущественно как прекурсор ванадиевых катализаторов и компонент высокотемпературных технологических сред.
Физико-химические характеристики
Метаванадат калия устойчив в сухом воздухе, гигроскопичен при влажности выше 60 %. В водных растворах диссоциирует с образованием метаванадат-ионов VO, при подкислении переходит в поливанадаты. При нагреве выше 600 C разлагается с выделением кислорода и образованием смешанных оксидов калия и ванадия. Ключевые параметры нормируются по ТУ и паспорту партии.
| Показатель | Значение | Метод контроля | Условия | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля KVO | 96–99 % | титриметрия | сухая проба | по паспорту партии |
| Содержание VO | 72–74 % | гравиметрия | после прокаливания | пересчёт на оксид |
| Влажность | 0,5 % | высушивание | 105 C | для порошковой формы |
| Нерастворимый остаток | 0,1 % | фильтрация | водный раствор | при 20 C |
| pH раствора | 8,5–10,5 | потенциометрия | 1 % раствор | при 25 C |
| Насыпная плотность | 0,8–1,3 г/см | волюмометрия | свободная засыпка | зависит от фракции |
Технологические области применения
Основной объём метаванадата калия расходуется в производстве сернокислотных катализаторов. В составе ванадиевых контактных масс KVO выполняет функцию активного компонента и промотора, обеспечивая конверсию SO в SO на уровне 99,5–99,8 % при температуре контактного слоя 420–600 C. Соединение вводят в шихту на стадии смешения с носителем — диатомитом или силикагелем — с последующей формовкой и прокалкой.
- Катализаторы окисления SO в производстве серной кислоты контактным методом.
- Каталитические системы селективного окисления органических соединений в реакторах с неподвижным слоем.
- Модифицирующие добавки в шихту при получении ванадиевых лигатур и феррованадия.
- Компоненты электролитов и травильных растворов в гальванических линиях.
- Реагенты для синтеза поливанадатов и ванадиевых солей в неорганическом синтезе.
- Ингибиторы коррозии в системах оборотного водоснабжения металлургических производств.
Условия эксплуатации и хранения
Продукт поставляется в полиэтиленовых мешках с внутренним вкладышем или в стальных барабанах. Хранение осуществляется в закрытых сухих складах при температуре от –20 до +40 C, исключая прямой контакт с влагой и кислотами. Гарантийный срок хранения — 24 месяца со дня изготовления при соблюдении герметичности тары. При загрузке в реакторное оборудование необходимо учитывать пылеобразование: метаванадат калия относится к веществам 2-го класса опасности, работы ведутся в средствах защиты органов дыхания.
Дозирование в катализаторную шихту производится весовыми дозаторами непрерывного действия с точностью 0,5 %. Растворимость в воде — 320 г/л при 20 C, что позволяет готовить пропиточные растворы заданной концентрации в реакторах с механическим перемешиванием. В системах мокрого улавливания ванадийсодержащих аэрозолей применяются скрубберы с орошением щелочным раствором.
Вопросы и ответы
Какая температура плавления у метаванадата калия?
Температура плавления KVO составляет около 520 C. При дальнейшем нагреве выше 600 C соединение разлагается с выделением кислорода.
В каких катализаторах применяется калий ванадиевокислый?
Прежде всего в ванадиевых контактных массах для окисления SO в SO в сернокислотном производстве, а также в катализаторах селективного окисления органических соединений.
Какова растворимость KVO в воде?
Растворимость достигает 320 г/л при 20 C. Растворы имеют слабощелочную реакцию с pH 8,5–10,5 для 1 % концентрации.
Как хранить метаванадат калия?
В герметичной таре в сухом закрытом складе при температуре от –20 до +40 C, вдали от кислот и влаги. Гарантийный срок хранения — 24 месяца.
