湿法冶金

用雷尼镍催化氢还原富钒液制备V₂O₃

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刘文博 ¹^,²^,³^,⁴ , 张一敏 ¹^,²^,³^,⁴ , 薛楠楠 ¹^,²^,³^,⁴ , 刘红 ¹^,²^,³^,⁴ , 张刘洪 ¹^,²^,³^,⁴

湿法冶金 | 试验研究 2026,45(1): 104-112

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湿法冶金 |试验研究 2026 , 45 (1) : 104 -112

用雷尼镍催化氢还原富钒液制备V₂O₃

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刘文博¹^,²^,³^,⁴, 张一敏¹^,²^,³^,⁴, 薛楠楠¹^,²^,³^,⁴, 刘红¹^,²^,³^,⁴, 张刘洪¹^,²^,³^,⁴

作者信息

^1．武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北武汉　430081

^2．国家环境保护矿冶资源利用与污染控制重点实验室，湖北武汉　430081

^3．战略钒资源利用省部共建协同创新中心，湖北武汉　430081

^4．湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心，湖北武汉　430081

通讯作者:

张一敏（1954—），男，硕士，教授，主要研究方向为钒资源分离提取和钒基材料制造与工程化。E-mail: zym126135@126.com。

作者简介:

刘文博（2001—），男，硕士研究生，主要研究方向为液相氢还原沉钒。

Preparation of V₂O₃ by Hydrogen Reduction of V-rich Solution Catalyzed by Raney Ni

Wenbo LIU¹^,²^,³^,⁴, Yimin ZHANG¹^,²^,³^,⁴, Nannan XUE¹^,²^,³^,⁴, Hong LIU¹^,²^,³^,⁴, Liuhong ZHANG¹^,²^,³^,⁴

Affiliations

^1.School of Resources and Environmental Engineering, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan　430081, China

^2.State Environmental Protection Key Laboratory of Mineral Metallurgical Resources Utilization and Pollution Control, Wuhan　430081, China

^3.Collaborative Innovation Center of Strategic Vanadium Resources Utilization, Wuhan　430081, China

^4.Hubei Provincial Engineering Technology Research Center of High Efficient Cleaning Utilization for Shale Vanadium Resource, Wuhan　430081, China

出版时间: 2026-02-20 doi: 10.13355/j.cnki.sfyj.2026.01.015

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摘要

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为提高富钒液氢还原法制备V₂O₃反应速度，通过碱浸法选择性浸出镍铝合金中的铝制备了雷尼镍，并将其作为富钒液氢还原沉钒反应的催化剂，降低反应活化能。XRD、SEM和BET表征结果显示，铝浸出后留下大量孔道和裂隙，使雷尼镍比表面积显著增大，为氢还原沉钒反应提供了丰富的反应位点。在雷尼镍用量10 g/L、氢分压3 MPa、反应温度250 ℃、溶液pH=5及反应时间100 min最佳条件下，沉钒率达99.84%。雷尼镍具有良好的循环稳定性，磁选分离后循环利用5次，所得V₂O₃产品纯度稳定在99.27%。雷尼镍催化氢还原反应活化能为96.254 4 kJ/mol，氢还原过程主要受化学反应控制。雷尼镍催化剂具有良好的沉钒效果，易于磁选分离，稳定性高，采用其催化氢还原制备的V₂O₃产品纯度高，具有一定推广应用潜力。

关键词

雷尼镍 / 催化剂 / 氢还原法 / 钒 / V₂O₃ / 制备 / 磁选分离 / 动力学

Abstract

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To enhance the reaction rate of V₂O₃ preparation by hydrogen reduction from V-rich solution, Raney Ni was synthesized by selectively leaching aluminum from a Ni-Al alloy using an alkaline leaching method. This Raney Ni was employed as a catalyst to reduce the activation energy for the hydrogen reduction vanadium precipitation reaction. Characterization results from XRD, SEM, and BET indicate that the leaching of aluminum creates numerous pores and fissures, significantly increasing the specific surface area of the Raney Ni and providing abundant active sites for the hydrogen reduction vanadium precipitation reaction. Under the optimal conditions of Raney Ni dosage of 10 g/L, hydrogen partial pressure of 3 MPa, reaction temperature of 250 ℃, solution pH of 5, and reaction time of 100 min, the vanadium precipitation rate reaches 99.84%. The Raney Ni demonstrates excellent cycling stability, after magnetic separation and five reuse cycles, the purity of the obtained V₂O₃ product remains stable at 99.27%. The apparent activation energy for the Raney Ni-catalyzed hydrogen reduction reaction is determined to be 96.254 4 kJ/mol, indicating that the hydrogen reduction process is primarily controlled by chemical reaction. Raney Ni catalyst exhibits effective vanadium precipitation performance, ease of magnetic separation, and high stability. The V₂O₃ product prepared by catalyzed hydrogen reduction with it have high purity, and certain potential for promotion and application.

Key words

Raney Ni / catalyst / hydrogen reduction / vanadium / V₂O₃ / preparation / magnetic separation / kinetics

引用本文

刘文博, 张一敏, 薛楠楠, 刘红, 张刘洪. 用雷尼镍催化氢还原富钒液制备V₂O₃. 湿法冶金, 2026 , 45 (1) : 104 -112 . DOI: 10.13355/j.cnki.sfyj.2026.01.015

Wenbo LIU, Yimin ZHANG, Nannan XUE, Hong LIU, Liuhong ZHANG. Preparation of V₂O₃ by Hydrogen Reduction of V-rich Solution Catalyzed by Raney Ni[J]. Hydrometallurgy of China, 2026 , 45 (1) : 104 -112 . DOI: 10.13355/j.cnki.sfyj.2026.01.015

基金

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科技部国家重点研发计划(2023YFC3903903-1)

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排序方式：

2026年第45卷第1期

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121

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文章信息

doi: 10.13355/j.cnki.sfyj.2026.01.015

接收时间：2025-10-13
首发时间：2026-09-28
出版时间：2026-02-20

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作者

出版历史

收稿日期：2025-10-13
修回日期：2025-11-14

基金

科技部国家重点研发计划(2023YFC3903903-1)

作者信息

^1．武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北武汉　430081

^2．国家环境保护矿冶资源利用与污染控制重点实验室，湖北武汉　430081

^3．战略钒资源利用省部共建协同创新中心，湖北武汉　430081

^4．湖北省页岩钒资源高效清洁利用工程技术研究中心，湖北武汉　430081

通讯作者:

张一敏（1954—），男，硕士，教授，主要研究方向为钒资源分离提取和钒基材料制造与工程化。E-mail: zym126135@126.com。

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https://castjournals.cast.org.cn/joweb/sfyj/CN/10.13355/j.cnki.sfyj.2026.01.015

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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