本發(fā)明屬于含釩溶液沉釩技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種從酸性多雜質(zhì)含釩溶液中直接沉釩的方法。

背景技術(shù)：

從含釩溶液中沉釩是利用沉淀和固液分離的方法將釩與雜質(zhì)元素分離以得到較純的含釩產(chǎn)品的過程。釩的主要化學(xué)沉淀方法有水解沉釩、鐵鹽沉釩、鈣鹽沉釩和銨鹽沉釩：銨鹽沉釩又分為弱堿性銨鹽沉釩、弱酸性銨鹽沉釩和酸性銨鹽沉釩；水解沉釩是將凈化處理后的釩酸或釩酸鈉溶液的pH值調(diào)至1.5~3.0，在加熱攪拌的條件下沉淀出多釩酸和多釩酸鈉的混合物，但得到的最終產(chǎn)品五氧化二釩純度低于90%；鈣鹽沉釩和鐵鹽沉釩得到的產(chǎn)品一般作為富集釩的中間產(chǎn)品及冶煉釩鐵的原料，無法直接用來生產(chǎn)五氧化二釩。

弱堿性銨鹽沉釩是先調(diào)節(jié)含釩溶液的pH值至8.0~9.0，加入過量的銨鹽，在室溫下生成偏釩酸銨晶體，為了提高沉釩率和五氧化二釩純度，不僅要求含釩溶液釩濃度高，且需先經(jīng)過凈化處理和要加入過量的銨鹽。弱酸性銨鹽沉釩是將凈化處理后的含釩溶液的pH值調(diào)至4.0~6.0，加入銨鹽，在加熱攪拌的條件下沉淀出多釩酸銨，所得多釩酸銨再于熱水中溶解，在pH值為2.0的條件下沉釩，沉釩工藝流程長，銨鹽耗量大。酸性銨鹽沉釩是在凈化處理后的含釩溶液中加入適量的銨鹽，調(diào)節(jié)pH值至2.0~3.0，在加熱攪拌的條件下沉淀出多釩酸銨，但是對(duì)于酸性多雜質(zhì)的含釩溶液沉釩，存在凈化處理工序流程長的問題。

“濕法從高硅高碳釩礦中回收釩的方法”（CN101914695A）專利技術(shù)，針對(duì)高硅高碳且含有鋁、硫、鈣、鐵、鎂、鉀等雜質(zhì)的低品位釩礦，經(jīng)過硫酸氧化浸出-P204萃取-硫酸反萃取工藝得到含釩溶液，將氯酸鈉加入含釩溶液中，在60℃條件下攪拌氧化1.0h，冷卻至室溫后，用氨水調(diào)節(jié)pH值至2.5~3.0，升溫煮沸，攪拌1.0~2.0h，得到多釩酸銨沉淀，沉釩率為95~99%，沉淀于550~650℃條件下煅燒5.0h，得到純度大于98%的五氧化二釩。該工藝沉釩率和五氧化二釩純度低。

吳海鷹等（吳海鷹，戴子林，危青，李桂英．石煤釩礦全濕法提釩技術(shù)中沉釩工藝研究[J]．礦冶工程，2012,32(5):90-93．）將含釩石煤經(jīng)過硫酸直接浸出-P204萃取-硫酸反萃取工藝得到含釩溶液，在60℃水浴條件下加入氯酸鈉氧化，用15%的氨水調(diào)節(jié)pH值在0.5以內(nèi)，95℃條件下攪拌1.0h，該段沉釩率為85%，其產(chǎn)品五氧化二釩純度為99.23%；第二段沉釩是將上述濾液接著用氨水調(diào)節(jié)pH值為2.0，95℃條件下攪拌2.0h，過濾，得到沉釩產(chǎn)物，向沉釩產(chǎn)物中加入30%氫氧化鈉溶液，用硫酸調(diào)節(jié)pH值至5.0~5.5，加入硫酸銨，再用硫酸調(diào)節(jié)pH值為2.0，90℃條件下攪拌2.0h，最終產(chǎn)品五氧化二釩純度為99.12%。第二段沉釩后經(jīng)過堿溶-硫酸調(diào)pH值-銨鹽沉釩，凈化處理工序流程長。

“一種從高鋁含釩溶液中沉釩的方法”（CN104131180A）專利技術(shù)，針對(duì)高鋁的含釩溶液，先加氨水調(diào)節(jié)pH值至1.5~2.0，5~30℃條件下攪拌2.0~4.0h，結(jié)晶析出銨明礬，結(jié)晶尾液添加氯酸鈉氧化低價(jià)釩離子，氧化后添加氨水調(diào)節(jié)pH值至2.3~2.5，92~95℃條件下攪拌2.0~3.0h，得到紅釩，紅釩干燥煅燒后得到精釩產(chǎn)品。該工藝需要對(duì)含釩溶液進(jìn)行凈化處理，工序流程長。

綜上所述，現(xiàn)有的含釩溶液沉釩技術(shù)主要存在工藝流程長、沉釩率低和五氧化二釩產(chǎn)品純度低等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝流程短、沉釩率高和五氧化二釩產(chǎn)品純度高的從酸性多雜質(zhì)含釩溶液中直接沉釩的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的具體步驟是：

步驟一、氧化

將氧化劑加入含釩溶液中，在40~70℃條件下氧化0.2~1.0h，即得氧化后釩溶液；所述氧化劑的加入量為含釩溶液中低價(jià)釩全部氧化成五價(jià)釩所需氧化劑理論摩爾量的1.0~2.5倍。

步驟二、均相沉釩

按尿素∶所述氧化后釩溶液中五氧化二釩的質(zhì)量比為(3~20)︰1，將所述尿素加入所述氧化后釩溶液中，在70~100℃條件下攪拌1.0~6.0h，固液分離，即得多釩酸銨和沉釩母液。

步驟三、煅燒

將所述多釩酸銨在450~650℃條件下煅燒0.5~3.0h，制得五氧化二釩。

所述含釩溶液的化學(xué)成分是：釩濃度大于6g/L；鋁濃度小于20g/L；鐵濃度小于1.0g/L；鈉濃度小于30g/L；鉀濃度小于2.0g/L；鈣濃度小于1.0g/L。所述含釩溶液的pH值小于0.5。

所述氧化劑為雙氧水、氯酸鈉、次氯酸鈉中的一種以上。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：

1、本發(fā)明從酸性多雜質(zhì)含釩溶液中沉釩時(shí)直接加入尿素，不需要對(duì)所述酸性多雜質(zhì)含釩溶液進(jìn)行凈化處理。在加熱條件下，尿素緩慢分解生成氨和二氧化碳，氨使溶液的pH值逐漸升高并生成銨根離子，避免產(chǎn)生局部過濃現(xiàn)象，在含釩溶液中緩慢生成多釩酸銨沉淀，沉釩率大于98.5%。

2、本發(fā)明中均相沉釩能有效防止共沉淀發(fā)生，生成的多釩酸銨晶型完整、顆粒均勻、雜質(zhì)含量少，不再需要堿溶除雜-硫酸調(diào)pH值-銨鹽沉釩，將多釩酸銨煅燒即得五氧化二釩。所得到的五氧化二釩純度大于99.0%。

因此，本發(fā)明具有工藝流程短、沉釩率高和五氧化二釩產(chǎn)品純度高的優(yōu)點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制。

本實(shí)施例所述含釩溶液的化學(xué)成分是：釩濃度大于6g/L；鋁濃度小于20g/L；鐵濃度小于1.0g/L；鈉濃度小于30g/L；鉀濃度小于2.0g/L；鈣濃度小于1.0g/L。所述含釩溶液的pH值小于0.5。

實(shí)施例中不再贅述。

實(shí)施例1

一種從酸性多雜質(zhì)含釩溶液中直接沉釩的方法。本實(shí)施例所述方法的具體步驟是：

步驟一、氧化

將氧化劑加入含釩溶液中，在40~50℃條件下氧化0.2~0.6h，即得氧化后釩溶液；所述氧化劑的加入量為含釩溶液中低價(jià)釩全部氧化成五價(jià)釩所需氧化劑理論摩爾量的1.0~1.5倍。

步驟二、均相沉釩

按尿素∶所述氧化后釩溶液中五氧化二釩的質(zhì)量比為(12~20)︰1，將所述尿素加入所述氧化后釩溶液中，在70~90℃條件下攪拌1.0~4.0h，固液分離，即得多釩酸銨和沉釩母液。

步驟三、煅燒

將所述多釩酸銨在450~550℃條件下煅燒0.5~2.0h，制得五氧化二釩。

所述氧化劑為雙氧水。

實(shí)施例2

一種從酸性多雜質(zhì)含釩溶液中直接沉釩的方法。本實(shí)施例除所述氧化劑為雙氧水和氯酸鈉的混合物外，其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例3

一種從酸性多雜質(zhì)含釩溶液中直接沉釩的方法。本實(shí)施例所述方法的具體步驟是：

步驟一、氧化

將氧化劑加入含釩溶液中，在50~60℃條件下氧化0.4~0.8h，即得氧化后釩溶液；所述氧化劑的加入量為含釩溶液中低價(jià)釩全部氧化成五價(jià)釩所需氧化劑理論摩爾量的1.5~2倍。

步驟二、均相沉釩

按尿素∶所述氧化后釩溶液中五氧化二釩的質(zhì)量比為(8~15)︰1，將所述尿素加入所述氧化后釩溶液中，在75~95℃條件下攪拌2~5h，固液分離，即得多釩酸銨和沉釩母液。

步驟三、煅燒

將所述多釩酸銨在500~600℃條件下煅燒1.5~2.5h，制得五氧化二釩。

所述氧化劑為氯酸鈉。

實(shí)施例4

一種從酸性多雜質(zhì)含釩溶液中直接沉釩的方法。本實(shí)施例除所述氧化劑為氯酸鈉和次氯酸鈉的混合物外，其余同實(shí)施例3。

實(shí)施例5

一種從酸性多雜質(zhì)含釩溶液中直接沉釩的方法。本實(shí)施例所述方法的具體步驟是：

步驟一、氧化

將氧化劑加入含釩溶液中，在50~70℃條件下氧化0.6~1.0h，即得氧化后釩溶液；所述氧化劑的加入量為含釩溶液中低價(jià)釩全部氧化成五價(jià)釩所需氧化劑理論摩爾量的2~2.5倍。

步驟二、均相沉釩

按尿素∶所述氧化后釩溶液中五氧化二釩的質(zhì)量比為(3~10)︰1，將所述尿素加入所述氧化后釩溶液中，在80~100℃條件下攪拌3~6h，固液分離，即得多釩酸銨和沉釩母液。

步驟三、煅燒

將所述多釩酸銨在550~650℃條件下煅燒2~3h，制得五氧化二釩。

所述氧化劑為次氯酸鈉。

實(shí)施例6

一種從酸性多雜質(zhì)含釩溶液中直接沉釩的方法。本實(shí)施例除所述氧化劑為雙氧水、氯酸鈉和次氯酸鈉的混合物外，其余同實(shí)施例5。

本具體實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：

1、本具體實(shí)施方式從酸性多雜質(zhì)含釩溶液中沉釩時(shí)直接加入尿素，不需要對(duì)所述酸性多雜質(zhì)含釩溶液進(jìn)行凈化處理。在加熱條件下，尿素緩慢分解生成氨和二氧化碳，氨使溶液的pH值逐漸升高并生成銨根離子，避免產(chǎn)生局部過濃現(xiàn)象，在含釩溶液中緩慢生成多釩酸銨沉淀，沉釩率大于98.5%。

2、本具體實(shí)施方式中均相沉釩能有效防止共沉淀發(fā)生，生成的多釩酸銨晶型完整、顆粒均勻、雜質(zhì)含量少，不再需要堿溶除雜-硫酸調(diào)pH值-銨鹽沉釩，將多釩酸銨煅燒即得五氧化二釩。所得到的五氧化二釩純度大于99.0%。

因此，本具體實(shí)施方式具有工藝流程短、沉釩率高和五氧化二釩產(chǎn)品純度高的優(yōu)點(diǎn)。