一種從含釩高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種從含釩高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]釩是一種重要的過渡金屬，以其優(yōu)良的特性被廣泛應(yīng)用于合金、催化劑、電池、先進材料等領(lǐng)域，釩鈦磁鐵礦是釩的主要來源。隨著防腐技術(shù)的進步，鹽酸浸出釩鈦磁鐵礦由于其具有的高反應(yīng)活性、高效性、能耗低、鹽酸可以回收利用等優(yōu)點越來越吸引人們的注意。如何從鹽酸浸出釩鈦磁鐵礦的浸出液中分離利用釩具有重要意義?；瘜W沉淀法主要是控制條件使釩發(fā)生選擇性沉淀，工藝簡單但是釩的沉淀率不高，同時沉淀會夾帶其它雜質(zhì)，產(chǎn)品純度低。離子交換法可以實現(xiàn)釩的分離，但是存在樹脂吸附容量有限、再生性能不好、生產(chǎn)成本高、操作比較復雜、不易大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)等問題。萃取法分離釩具有分離效果好、萃取容量大、易連續(xù)化生產(chǎn)等優(yōu)點，所以選擇萃取的方法分離釩鈦磁鐵礦鹽酸浸出液中的釩。
[0003]目前釩的萃取分離一般是使用胺類萃取劑或者酸性萃取劑，在pH= 0?14條件下進行萃取(見中國專利CN103276196A，CN104532017A，CN102628101A)，僅有一篇專利論述了用螯合萃取劑從高濃度硫酸溶液中萃取釩(見中國專利CN102851500A)。而釩鈦磁鐵礦的浸出液通常為強酸性溶液，酸度不在pH = 0?14范圍內(nèi)，用通常的萃取劑進行萃取，浸出液的中和過程需要消耗大量的堿，工藝過程復雜，產(chǎn)品成本高。由于高濃度鹽酸溶液中的釩離子的存在形態(tài)復雜，釩離子有多種存在形態(tài)，對于高濃度鹽酸溶液中的釩萃取分離比較困難。為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種從含釩高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法。已有的關(guān)于提取釩的專利文獻未見有使用胺類萃取劑和中性萃取劑選擇性提取高濃度鹽酸溶液中釩的專利或文獻報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對文獻報道高濃度鹽酸溶液中釩難以分離利用的問題，本發(fā)明的目的是提供一種從高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法，該方法能實現(xiàn)釩的選擇性高效分離，鈣、鋁、鎂、鉻、鈦、錳和硅等雜質(zhì)留在萃余液中，萃取劑經(jīng)反萃后可以循環(huán)利用。
[0005]本發(fā)明的從含釩高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法，包括以下步驟:
[0006](1)將胺類萃取劑和中性萃取劑混合，得到混合有機萃取劑；所述胺類萃取劑與中性萃取劑的體積比為1:1?1:8 ;
[0007](2)將步驟⑴得到的混合有機萃取劑和含釩高濃度鹽酸溶液進行混合萃取，靜置后分相；所述混合有機萃取劑與含釩高濃度鹽酸溶液體積比為3:1?1:10 ;
[0008](3)將步驟(2)得到的負載釩的有機相與反萃劑進行混合反萃，靜置后分相，獲得上層有機相和反萃液；所述負載釩的有機相與反萃劑體積比為10:1?1:5 ;
[0009](4)將步驟(3)得到的反萃液經(jīng)沉淀、煅燒后，得到五氧化二釩產(chǎn)品。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的從高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法，步驟(1)所述的胺類萃取劑為三辛基甲基氯化銨或三烷基胺，所述三烷基胺例如可以優(yōu)選使用N235。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的從高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法，步驟(1)所述的中性萃取劑為Cyanex 923、氧化三辛基膦和磷酸三丁酯中的一種或兩種以上的組合。當中性萃取劑是兩種以上組合時，所述中性萃取劑之間可以任意比例混合。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的從含釩高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法，步驟(2)所述的含釩高濃度鹽酸溶液中鹽酸濃度為2.5?4.5mol/L0所述含釩高濃度鹽酸溶液可以是含釩礦物提釩后鹽酸浸出液，例如釩鈦磁鐵礦的鹽酸浸出液等。本發(fā)明尤其適用于含鹽酸2.5?4.5mol/L，同時含釩的溶液。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的從含釩高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法，步驟(2)所述的萃取過程中，使用稀釋劑溶解混合有機萃取劑，溶解后溶液中的混合有機萃取劑的體積濃度為10%?70%，萃取時間為0.1?15min，萃取溫度為15?65°C。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的從含釩高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法，所述稀釋劑為磺化煤油或者260#溶劑油。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的從含釩高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法，優(yōu)選地，將步驟(3)得到的上層有機相，返回步驟(2)作為萃取劑用于萃取。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的從含釩高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法，步驟(3)所述的反萃劑為硫酸溶液、鹽酸溶液、氯化鈉溶液、氨水溶液和水中的一種或兩種以上的組合。所述各反萃劑溶液可以是任意濃度。當反萃劑是兩種以上組合時，所述反萃劑之間可以任意比例混合。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的從含釩高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法，步驟(3)所述的反萃過程中，反萃時間為0.2?30min，反萃溫度為15?65°C。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的從含釩高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法，步驟(4)所述的沉淀pH值為0.5?3.5，沉淀溫度為60?110°C，沉淀時間為0.2?4h。具體操作為:調(diào)節(jié)反萃液的pH值到0.5?3.5后，60?110°C保溫經(jīng)0.2?4h攪拌沉淀。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的從含釩高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法，步驟(4)所述的煅燒溫度為400?700 °C，煅燒時間為0.2?4h。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0021](1)本發(fā)明利用胺類萃取劑和中性萃取劑選擇性提取高濃度鹽酸溶液中的釩，反應(yīng)條件溫和，解決了目前強鹽酸浸出液中釩難以利用的問題。
[0022](2)本發(fā)明利用胺類萃取劑和中性萃取劑萃取釩，同時鈣、鋁、鎂、鉻、鈦、錳和硅等雜質(zhì)不被萃取，釩與雜質(zhì)元素的分離系數(shù)大。
[0023](3)本發(fā)明實現(xiàn)了三級萃取后釩的萃取率達90%以上，一級反萃后釩的反萃率達92%以上。
[0024](4)本發(fā)明使用的胺類萃取劑和中性萃取劑經(jīng)反萃后可以實現(xiàn)萃取劑的循環(huán)使用。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的從含釩高濃度鹽酸溶液中提取釩的方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0027]實施例1
[0028]把鹽酸濃度2.5mol/L的含釩酸浸液與復合有機萃取劑(胺類萃取劑(三辛基甲基氯化銨)與中性萃取劑(磷酸三丁酯)的體積比為1:1)混合進行萃取，復合有機萃取劑與含釩的高濃度鹽酸溶液體積比為3:1，使用260#溶劑油作為稀釋劑，復合有機萃取劑濃度為10%，萃取時間為15min，萃取溫度為15°C，靜置后分相；負載釩的有機相與反萃劑l.0mol/L鹽酸溶液混合進行反萃，負載釩的有機相與反萃劑體積比為10:1，反萃時間為30min，反萃溫度為15°C，靜置后分相獲得上層有機相與反萃液；反萃液經(jīng)pH值為0.5、溫度60°C、時間4h沉淀，經(jīng)溫度400°C、時間4h煅燒，得到五氧化二釩產(chǎn)品。反萃后獲得的上層有機相可以作為萃取劑用于萃取，循環(huán)利用。此工藝中，釩的一級萃取率為52%，釩的一級反萃率為92%。
[0029]實施例2
[0030]把鹽酸濃度4.5mol/L的含釩酸浸液與復合有機萃取劑(胺類萃取劑(三辛基甲基氯化銨)與中性萃取劑(氧化三辛基膦)的體積比為1:8)混合進行萃取，復合有機萃取劑與含釩的高濃度鹽酸溶液體積比為1:10，使用磺化煤油作為稀釋劑，復合有機萃取劑濃度為70%，萃取時間為0.lmin，萃取溫度為65°C，靜置后分相；負載釩的有機相與反萃劑l.0mol/L硫酸溶液混合進行反萃，負載釩的有機相與反萃劑體積比為1:5，反萃時間為0.2min，反萃溫度為65°C，靜置后分相獲得上層有機相與反萃液；反萃液經(jīng)pH值為3.5、溫度110°C、時間0.2h沉淀，經(jīng)溫度700°C、時間0.2h煅燒，得到五氧化二釩產(chǎn)品。反萃后獲得的上層有機相可以作為萃取劑用于萃取，循環(huán)利用。此工藝中，釩的一級萃取率為63%，釩的一級反萃率為76%。
[0031]實施例3
[0032]把鹽酸濃度2.5mol/L的含釩酸浸液與復合有機萃取劑(胺類萃取劑(三辛基甲基氯化銨)與中性萃取劑(氧化三辛基膦和磷酸三丁酯按1:1混合)的體積比為3:7)混合進行萃取，復合有機萃取劑與含釩的高濃度鹽酸溶液體積比為2:1，使用磺化煤油作為稀釋劑，復合有機萃取劑濃度為50%，萃取時間為15min，萃取溫度為30°C，靜置后分相；負載釩的有機相與反萃劑0.5mol/L氨水溶液混合進行反萃，負載釩的有機相與反萃劑體積比為1: 1，反萃時間為lOmin，反萃溫度為20°C，靜置后分相獲得上層有機相與反萃液；反萃液經(jīng)pH值為2.1、溫度105°C、時間2h沉淀，經(jīng)溫度500°C、時間4h煅燒，得到五氧化二釩產(chǎn)品。反萃后獲得的上層有機相可以作為萃取劑用于萃取，循環(huán)利用。此工藝中，釩的一級萃取率為50 %，釩的一級反萃率為85 %。
[0033]實施例4
[0034]把鹽酸濃度4.5mol/L的含釩酸浸液與復合有機萃取劑(胺類萃取劑(三辛基甲基氯化銨)與中性萃取劑(Cyanex 923和磷酸