一種從釩鉻渣中分離回收釩和鉻的方法
【專利摘要】一種從釩鉻渣中分離回收釩和鉻的方法。它包括以下步驟：（1）將釩鉻渣加入硫酸溶液中浸漬，過濾后得溶有釩離子、鉻離子的濾液；（2）在堿性條件下將濾液沉淀得液固混合漿料；（3）在液固混合漿料中加入過量的氧化劑，以得含高價釩離子和高價鉻離子的混合溶液；（4）在酸性及加溫條件下加入沉釩劑，以得含釩的沉淀物和濾液；（5）含釩的沉淀物煅燒到五氧化二釩；冷卻靜置濾液，以析出硫酸鈉晶體、分離出含鉻離子的濾液；（6）在堿性條件下沉淀含鉻離子的濾液，然后將所得清液進行蒸發(fā)，得到鉻酸鈉晶體。本發(fā)明不僅具有工藝過程簡單，操作容易，設(shè)備投資比較少的優(yōu)點，而且釩和鉻的提出率均較高，五氧化二釩和鉻酸鈉晶體的純度也比較高。
【專利說明】一種從釩鉻渣中分離回收釩和鉻的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及將釩和鉻從釩鉻渣中分離并回收的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 釩鉻渣是冶金、生產(chǎn)黃磷或生產(chǎn)特鋼冶煉添加劑等企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，且 在我國的年產(chǎn)生量極多。由于在釩鉻渣中仍然含有一定量的釩（V)和鉻（Cr),若將釩鉻渣 直接當(dāng)廢棄物排放掉，不僅會造成資源的極大浪費，而且不會嚴重污染環(huán)境。因此，對釩鉻 渣進行資源化利用（將釩和鉻從釩鉻渣中分離并回收）就顯得十分必要。目前，從釩鉻渣中 分離回收釩和鉻的方法已經(jīng)有很多，曹宏斌等提出的方法{曹宏斌，林曉等.含鉻釩渣的資 源化綜合利用研究[J].鋼鐵釩鈦，2012-2,33(1) :35-39. }就是其中之一。該方法的具體 步驟有：無鹵鈉化焙燒一浸取分離一磷酸鈉結(jié)晶一深度除雜一伯胺萃取分離釩鉻一鉻還原 制超細氧化鉻等。從最終取得的技術(shù)效果看，該方法無疑是較好的。然而，該方法卻存在工 藝過程較復(fù)雜，難以精確操作，設(shè)備投資較大等不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種工藝過程簡單，操作容易，設(shè)備投資小的從釩鉻渣中分 離回收釩和鉻的方法。
[0004] 實現(xiàn)所述目的之技術(shù)方案是這樣一種從釩鉻渣中分離回收釩和鉻的方法，其特征 在于，該方法包括以下步驟： (1) 將釩鉻渣加入硫酸溶液中充分攪拌，然后靜置、浸漬，過濾后得溶有釩離子、鉻離子 的濾液；其中，以釩鉻渣中所含釩的質(zhì)量占3. 1%、鉻的質(zhì)量占18. 8%為計算基準(zhǔn)，在硫酸 溶液的質(zhì)量濃度為20?50 %的情況下，硫酸溶液：釩鉻渣=2?8L:IKg;浸漬溫度為 20?100°C，浸漬時間以不再有新的f凡尚子、鉻尚子浸漬出來為度； (2) 在步驟（1)得到的所述濾液中加入氫氧化鈉，并充分攪拌，沉淀后得液固混合漿料； 所述氫氧化鈉的加入量，以不再生成新的沉淀為度； (3) 向步驟（2)得到的液固混合漿料中加入過量的雙氧水、或者通入過量的空氣或氧 氣，以充分氧化該液固混合漿料中的釩離子和鉻離子，得混合溶液； (4) 用硫酸溶液調(diào)節(jié)步驟（3)所得混合溶液的pH值到1?3 ;然后，加入沉釩劑三聚氰 胺，在50?KKTC條件下充分攪拌，接著沉淀、過濾，得含釩的沉淀物和濾液；其中，三聚氰 胺與釩鉻渣中釩的摩爾量之比為〇. 5?2 ; (5) 將步驟（4)所得含釩的沉淀物進行煅燒，得到五氧化二釩； 另外，將步驟（4)所得濾液冷卻靜置，以析出硫酸鈉晶體；然后過濾，以分離出硫酸鈉 晶體和含鉻離子的濾液； (6) 用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟（5)所得含鉻離子的濾液的pH至6?10,以沉淀雜質(zhì)； 然后對除去雜質(zhì)的清液進行蒸發(fā)，得到鉻酸鈉晶體。
[0005] 從方案中可以看出，本發(fā)明在從釩鉻渣內(nèi)分離回收釩和鉻的各個步驟中，僅選用 了最普通的酸和堿；在除雜和分離的過程中，也只采用了普通技術(shù)人員容易掌握的方法。因 此，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明不僅具有工藝過程簡單，操作容易的優(yōu)點，而且，設(shè)備投資也 比較少。并且，本發(fā)明還找到了一種新型的沉釩劑一三聚氰胺，比傳統(tǒng)的銨鹽沉釩更加環(huán) 保。另外，驗證還表明，釩和鉻的回收率均較高，體現(xiàn)回收了釩的五氧化二釩和體現(xiàn)回收了 鉻的鉻酸鈉晶體的純度也比較高。
[0006] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明。

【具體實施方式】
[0007] -種從釩鉻渣中分離回收釩和鉻的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： (1)將釩鉻渣加入硫酸（H2SO4)溶液中充分攪拌，然后靜置、浸漬，過濾后得溶有釩離子、 鉻離子的濾液；其中，以釩鉻渣中所含釩的質(zhì)量占3. 1 %、鉻的質(zhì)量占18. 8%為計算基準(zhǔn)， 在硫酸溶液的質(zhì)量濃度為20?50 %的情況下，硫酸溶液：釩鉻渣=2?8L:IKg;浸漬溫 度為20?100°C,浸漬時間以不再有新的fL離子、鉻離子浸漬出來為度(通常為0. 5?2h)。
[0008] 本步驟的作用是將混雜在釩鉻渣中的釩離子、鉻離子從釩鉻渣分離出來。
[0009] (2)在步驟（1)得到的所述濾液中加入氫氧化鈉（NaOH),并充分攪拌，沉淀后得液 固混合漿料；所述氫氧化鈉的加入量，以不再生成新的沉淀為度。
[0010] 從步驟（1)中分離出的釩離子、鉻離子，主要是以低價離子形態(tài)存在，為利于將它 們氧化成易分離開的高價釩離子和高價鉻離子，本步驟的作用是將它們置于容易被氧化的 堿性環(huán)境。
[0011] (3)向步驟（2)得到的液固混合漿料中加入過量的雙氧水（H2O2)、或者通入過量的 空氣或氧氣（〇2)，以充分氧化該液固混合漿料中的釩離子和鉻離子，得混合溶液。
[0012] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚，所謂"過量"肯定是有度的，也即只要能將低價釩離子和 低價鉻離子充分氧化為高價釩離子和高價鉻離子即可。
[0013] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能夠看出了，以下就是將均已經(jīng)是高價的釩離子和鉻離 子，以存在于化合物中的形態(tài)分離出來的步驟。
[0014] (4)用硫酸溶液調(diào)節(jié)步驟（3)所得混合溶液的pH值到1?3;然后，加入沉釩劑三 聚氰胺，在50?KKTC條件下充分攪拌，接著沉淀、過濾，得含釩的沉淀物（C3H6N6VO2)和濾 液；其中，三聚氰胺與釩鉻渣中釩的摩爾量之比為〇. 5?2; (5)將步驟（4)所得含釩的沉淀物進行煅燒，得到五氧化二釩（V2O5); 另外，將步驟（4)所得濾液冷卻靜置，以析出硫酸鈉（Na2SO4)晶體；然后過濾，以分離出 硫酸鈉晶體和含鉻離子的濾液。
[0015] (6)用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟（5)所得含鉻離子的濾液的pH至6?10,以沉淀雜 質(zhì)；然后對除去雜質(zhì)的清液進行蒸發(fā)，得到鉻酸鈉（Na2CrO4)晶體。
[0016] 進一步講，為讓盡量多的釩離子、鉻離子從釩鉻渣分離出來，在步驟（1)中，所述硫 酸溶液的質(zhì)量濃度為20?30 %，硫酸溶液：釩鉻渣=2?5L:IKg;所述浸漬溫度為60? 800C； 為取得更好效果，在步驟（4)中用硫酸溶液調(diào)節(jié)所述混合溶液的pH值為1. 8?2. 2;所 述攪拌時的溫度為90?KKTC。
[0017] 為取得更好效果，步驟（5)所述煅燒的溫度為400?600°C;控制在450?550°C 時更好。
[0018] 更進一步講，為更快，并得到更純的鉻酸鈉晶體，步驟（6)中所述的含鉻離子的濾 液的pH值為8?10 ;所述蒸發(fā)時的溫度為50?KKTC;控制在80?KKTC范圍內(nèi)更好。
[0019] 本發(fā)明通過了試驗驗證，試驗步驟與【具體實施方式】所述步驟相同，試驗用釩鉻渣 中，其釩含量正好為3. 1%，鉻含量正好為18.8%。在得到五氧化二釩后，通過X射線熒光 光譜法分析測定其純度，并對照所用釩鉻渣的量及釩含量百分比計算出回收率；在得到鉻 酸鈉晶體通過X射線熒光光譜法分析法測定其純度，并對照所用釩鉻渣的量及其鉻含量百 分比計算出回收率。試驗結(jié)果見驗證表。
[0020] 注：表中各例所用均為釩鉻渣100g。步驟（1)中的浸漬時間，因是"以不再有新的 釩離子、鉻離子浸漬出來為度"，故未填寫，實際浸漬時間均沒超過2小時。步驟（2)中NaOH 的加入量，因是"以不再生成新的沉淀為度"，故未填寫，實際加入量控制在讓其濾液的PH =10時的效果較好。步驟（3)中加氧化劑的目的是充分氧化步驟（2)得到的液固混合漿料 中的釩離子和鉻離子，故未填寫具體加入量。步驟（4)中"三聚氰胺與釩鉻渣中釩的摩爾量 之比"在表中用"三聚氰胺加入系數(shù)K"表示。
[0021] 驗證表1:

【權(quán)利要求】
1. 一種從釩鉻渣中分離回收釩和鉻的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： (1) 將釩鉻渣加入硫酸溶液中充分攪拌，然后靜置、浸漬，過濾后得溶有釩離子、鉻離子 的濾液；其中，以釩鉻渣中所含釩的質(zhì)量占3. 1%、鉻的質(zhì)量占18. 8%為計算基準(zhǔn)，在硫酸 溶液的質(zhì)量濃度為20?50 %的情況下，硫酸溶液：釩鉻渣=2?8L : lKg ;浸漬溫度為 20?100°C，浸漬時間以不再有新的f凡尚子、鉻尚子浸漬出來為度； (2) 在步驟（1)得到的所述濾液中加入氫氧化鈉，并充分攪拌，沉淀后得液固混合漿料； 所述氫氧化鈉的加入量，以不再生成新的沉淀為度； (3) 向步驟（2)得到的液固混合漿料中加入過量的雙氧水、或者通入過量的空氣或氧 氣，以充分氧化該液固混合漿料中的釩離子和鉻離子，得混合溶液； (4) 用硫酸溶液調(diào)節(jié)步驟（3)所得混合溶液的pH值到1?3 ;然后，加入沉釩劑三聚氰 胺，在50?KKTC條件下充分攪拌，接著沉淀、過濾，得含釩的沉淀物和濾液；其中，三聚氰 胺與釩鉻渣中釩的摩爾量之比為〇. 5?2 ; (5) 將步驟（4)所得含釩的沉淀物進行煅燒，得到五氧化二釩； 另外，將步驟（4)所得濾液冷卻靜置，以析出硫酸鈉晶體；然后過濾，以分離出硫酸鈉 晶體和含鉻離子的濾液； (6) 用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟（5)所得含鉻離子的濾液的pH至6?10,以沉淀雜質(zhì)； 然后對除去雜質(zhì)的清液進行蒸發(fā)，得到鉻酸鈉晶體。
2. 如權(quán)利要求1所述從釩鉻渣中分離回收釩和鉻的方法，其特征在于，步驟（1)中所 述硫酸溶液的質(zhì)量濃度為20?30 %，硫酸溶液：釩鉻渣=2?5L : lKg ;所述浸漬溫度為 60 ?80。。。
3. 如權(quán)利要求1或2所述從釩鉻渣中分離回收釩和鉻的方法，其特征在于，在步驟（4) 中用硫酸溶液調(diào)節(jié)所述混合溶液的pH值為1. 8?2. 2 ;所述攪拌時的溫度為90?100°C。
4. 如權(quán)利要求1或2所述從釩鉻渣中分離回收釩和鉻的方法，其特征在于，步驟（5)所 述煅燒的溫度為400?600°C。
5. 如權(quán)利要求1或2所述從釩鉻渣中分離回收釩和鉻的方法，其特征在于，步驟（6)中 所述的含鉻離子的濾液的pH值為8?10 ;所述蒸發(fā)時的溫度為50?100°C。
6. 如權(quán)利要求3所述從釩鉻渣中分離回收釩和鉻的方法，其特征在于，步驟（5)所述煅 燒的溫度為400?600°C。
7. 如權(quán)利要求3所述從釩鉻渣中分離回收釩和鉻的方法，其特征在于，步驟（6)中所述 的含鉻離子的濾液的pH值為8?10 ;所述蒸發(fā)時的溫度為50?100°C。
8. 如權(quán)利要求4所述從釩鉻渣中分離回收釩和鉻的方法，其特征在于，步驟（6)中所述 的含鉻離子的濾液的pH值為8?10 ;所述蒸發(fā)時的溫度為50?100°C。
【文檔編號】C22B34/22GK104357671SQ201410704887
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】陶長元, 彭浩, 劉作華, 杜軍, 范興, 周小霞, 李文生, 張興然, 劉仁龍, 孫大貴, 唐金晶, 左趙宏, 謝昭明 申請人:重慶大學(xué)