一種高酸濃度含釩溶液雜質(zhì)凈化、回收釩的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高酸濃度含釩溶液雜質(zhì)凈化、回收釩的方法，將以硫酸計(jì)的酸濃度為0.1％～20％的含釩溶液加入到一定量的堿液中，維持體系的pH值為2～8，在溫度為20～100℃的條件下攪拌反應(yīng)0.5～6h，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾，得到濾渣和含釩濾液；將濾渣用酸液或堿液洗滌至少四次，將過(guò)濾得到的所有洗滌水與含釩濾液合并，將pH值調(diào)節(jié)至1.5～9，在溫度為20～95℃的條件下攪拌1～48h，獲得五氧化二釩、多釩酸銨或偏釩酸銨沉淀，過(guò)濾、干燥得到五氧化二釩、多釩酸銨或偏釩酸銨產(chǎn)品。
【專利說(shuō)明】
一種高酸濃度含釩溶液雜質(zhì)凈化、回收釩的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及化工領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種高磷、高鐵、高錳、高酸濃度含釩溶液回收釩的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]釩是重要的戰(zhàn)略元素，在冶金和化工領(lǐng)域均有廣泛的用途。釩渣提釩主要是以鈉鹽(碳酸鈉、氯化鈉、硫酸鈉等)為添加劑，通過(guò)焙燒-水浸獲得含釩溶液，溶液經(jīng)除磷、除硅凈化后再進(jìn)行銨鹽沉釩得到多釩酸銨，隨后進(jìn)一步制成各種釩產(chǎn)品。傳統(tǒng)鈉化焙燒提釩面臨著浸出液磷、硅雜質(zhì)含量高、廢水循環(huán)利用成本高、尾渣鈉含量高綜合利用困難等問(wèn)題。
[0003]目前，釩渣鈣化焙燒提釩和石煤提釩均是采用酸浸工藝，其具有焙燒過(guò)程不產(chǎn)生有害氣體、廢水可低成本循環(huán)利用、尾渣可綜合利用等優(yōu)點(diǎn)。然而，鈣化焙燒熟料和石煤在酸浸過(guò)程中往往使磷、鐵、錳等雜質(zhì)元素大量的進(jìn)入浸出液，必須將雜質(zhì)凈化后方能獲得合格的釩產(chǎn)品。現(xiàn)已形成結(jié)晶凈化、萃取凈化和離子交換凈化等含釩酸浸液的凈化工藝，但上述方法往往存在釩損失大、生產(chǎn)成本高、流程復(fù)雜等缺點(diǎn)。沉淀凈化法是研究得較多的方法，其具有操作過(guò)程簡(jiǎn)單、除雜效率高、試劑消耗成本低等優(yōu)點(diǎn)，然而其對(duì)高酸濃度含釩溶液中的雜質(zhì)凈化效果極差。因此，需針對(duì)高酸濃度含釩酸浸液的凈化開(kāi)發(fā)新的工藝流程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種從高酸濃度含釩溶液中雜質(zhì)凈化、回收釩的方法，目的在于解決高酸濃度含釩溶液中磷、鐵、錳等雜質(zhì)凈化困難、釩損失大的問(wèn)題，具有操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)成本低、釩回收率高等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種實(shí)施方式采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種高酸濃度含釩溶液雜質(zhì)凈化、回收釩的方法，它包括以下步驟:
[0007](I)將以硫酸計(jì)的酸濃度為0.1 %?20 %的含釩溶液加入到一定量的堿液中，維持體系的pH值為2?8，在溫度為20?100 °C的條件下攪拌反應(yīng)0.5?6h，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾，得到濾渣和含釩濾液；
[0008](2)將所述濾渣用酸液或堿液洗滌至少四次，每次洗滌的固液比為0.5?3:1，將過(guò)濾得到的所有洗滌水與所述含釩濾液合并；
[0009](3)將與洗滌水合并后的含釩濾液的pH值調(diào)節(jié)至1.5?9，當(dāng)步驟(I)中所用堿液為非銨溶液時(shí)，在pH值調(diào)節(jié)完畢后加入銨鹽，然后在溫度為20?95 °C的條件下攪拌I?48h，獲得五氧化二釩、多釩酸銨或偏釩酸銨沉淀，過(guò)濾、干燥得到五氧化二釩、多釩酸銨或偏釩酸銨產(chǎn)品。本步驟中銨鹽的加入量為:銨鹽與以五氧化二釩計(jì)量含釩溶液中的釩含量的質(zhì)量比為0.5?5:1。
[0010]上述高酸濃度含釩溶液雜質(zhì)凈化、回收釩的方法中，步驟(I)所述堿液為氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、氨水、碳酸銨溶液、碳酸氫銨溶液的任意一種。優(yōu)選碳酸鈉溶液、氨水、碳酸銨溶液、碳酸氫銨溶液。堿液的用量為將含釩溶液加入完畢后反應(yīng)體系pH值保持為2?7。
[0011 ]上述高酸濃度含釩溶液雜質(zhì)凈化、回收釩的方法中，步驟(2)所述酸液為ρΗ=0.2?5的硫酸溶液，所述堿液為pH = 8?12的碳酸鈉、氫氧化鈉、氨水、碳酸銨或碳酸氫銨的飽和溶液。
[0012]上述高酸濃度含釩溶液雜質(zhì)凈化、回收釩的方法中，步驟(3)使用的pH值調(diào)節(jié)試劑為酸液或堿液，酸液為硫酸水溶液、鹽酸水溶液、硝酸水溶液或者碳酸水溶液中的任意一種，優(yōu)選硫酸水溶液;堿液為氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、氨水、碳酸銨溶液、碳酸氫銨溶液的任意一種，優(yōu)選碳酸鈉溶液、氨水、碳酸銨溶液、碳酸氫銨溶液。
[0013]上述高酸濃度含釩溶液雜質(zhì)凈化、回收釩的方法中，步驟(I)所述含釩溶液是釩濃度為I?50g/L、磷濃度為0.05?2.5g/L、鐵濃度為0.5?3.5g/L、猛濃度為I?25g/L，酸濃度為0.1%?20%的溶液。
[0014]上述高酸濃度含釩溶液雜質(zhì)凈化、回收釩的方法中，所述多釩酸銨和偏釩酸銨進(jìn)行煅燒制備五氧化二釩。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是:本發(fā)明采用將高酸濃度的含釩溶液向堿溶液中加入，配合濾渣洗滌的方式，可實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)的深度凈化，并將鐵、錳、磷沉淀物中夾帶的釩絕大部分的洗脫，確保獲得高的釩收率，釩收率達(dá)到98 %以上，釩產(chǎn)品的純度也達(dá)到98%以上。在沉釩過(guò)程中可通過(guò)水解沉釩或銨鹽沉釩獲得水合五氧化二釩或多釩酸銨、偏釩酸銨產(chǎn)品，還可進(jìn)一步通過(guò)煅燒制備五氧化二釩產(chǎn)品，釩產(chǎn)品的回收簡(jiǎn)便、高效、多樣。因此，該法具有流程短、成本低、回收率高、適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]實(shí)施例1
[0018]取IL含25g/L V、磷濃度為2.5g/L、鐵濃度為3.5g/L、錳濃度為23.6g/L、酸濃度為9.6% (以硫酸計(jì))的含釩溶液，加入到適量的碳酸鈉溶液中使反應(yīng)體系的pH值維持至8.0，85°C下攪拌反應(yīng)2h。過(guò)濾，得到濾渣和含釩濾液。濾渣經(jīng)50mL飽和碳酸鈉溶液洗滌四次，將洗滌水與含釩濾液合并，其PH值為8.7。
[0019]向獲得的含釩溶液中加入75g氯化銨，于25°C下攪拌48h，得到白色的偏釩酸銨沉淀。過(guò)濾、干燥，得到純度為99.1 %的偏釩酸銨產(chǎn)品。全工藝過(guò)程釩的總回收率為98.6%。
[0020]實(shí)施例2
[0021 ] 取IL含50g/L V、磷濃度為0.05g/L、鐵濃度為0.75g/L、錳濃度為1.5g/L、酸濃度為0.1% (以硫酸計(jì))的含釩溶液，加入到適量的碳酸氫銨溶液中使反應(yīng)體系的pH值維持至3，60°C下攪拌反應(yīng)4h。過(guò)濾，得到濾渣和含釩濾液。濾渣經(jīng)60mL飽和碳酸氫銨溶液洗滌四次，將洗滌水與含釩濾液合并。
[0022]向獲得的含釩溶液中加入濃硫酸調(diào)節(jié)pH至2.2，于95 V下攪拌2h，得到橘黃色的多釩酸銨沉淀。過(guò)濾、干燥，520°C煅燒Ih后得到純度為99.4%的五氧化二釩產(chǎn)品。全工藝過(guò)程釩的總回收率為99.5%。
[0023]實(shí)施例3
[0024]取IL含6g/L V、磷濃度為0.95g/L、鐵濃度為1.5g/L、錳濃度為10.3g/L、酸濃度為3%(以硫酸計(jì))的含釩溶液，加入到適量的碳酸鈉溶液中使反應(yīng)體系的PH值維持至6.5,25°C下攪拌反應(yīng)6h。過(guò)濾，得到濾渣和含釩濾液。濾渣經(jīng)40mL飽和碳酸鈉溶液洗滌四次，將洗滌水與含釩濾液合并。
[0025]向獲得的含釩溶液中加入Sg硫酸銨，調(diào)節(jié)pH值為2.1，于85°C下攪拌2.5h，得到橘黃色的多釩酸銨沉淀。過(guò)濾、干燥，510 0C煅燒Ih后得到純度為99.6 %的五氧化二釩產(chǎn)品。全工藝過(guò)程釩的總回收率為99.1 %。
[0026]實(shí)施例4
[0027]取IL含20g/L V、磷濃度為0.15g/L、鐵濃度為0.56g/L、錳濃度為5.6g/L、酸濃度為5 % (以硫酸計(jì))的含釩溶液，加入到適量的氨水中使反應(yīng)體系的pH值維持至5，80 0C下攪拌反應(yīng)2h。過(guò)濾，得到濾渣和含釩濾液。濾渣經(jīng)SOmL氨水洗滌四次，將洗滌水與含釩濾液合并。
[0028]向獲得的含釩溶液中加入濃硫酸調(diào)節(jié)pH至1.6，于95°C下攪拌2h，得到紅色的水合五氧化二釩沉淀。過(guò)濾、干燥，得到純度為98.8%的五氧化二釩產(chǎn)品。全工藝過(guò)程釩的總回收率為98.1%。
[0029]實(shí)施例5
[0030]取IL含35g/L V、磷濃度為2.15g/L、鐵濃度為3.23g/L、錳濃度為22.5g/L、酸濃度為7 % (以硫酸計(jì))的含釩溶液，加入到適量的氫氧化鈉溶液中使反應(yīng)體系的pH值維持至4，100°C下攪拌反應(yīng)2h。過(guò)濾，得到濾渣和含釩濾液。濾渣經(jīng)20mL飽和氫氧化鈉溶液洗滌四次，將洗滌水與含釩濾液合并。
[0031]向獲得的含釩溶液中加入50g硫酸銨，調(diào)節(jié)pH值為2.3，于95°C下攪拌lh，得到橘黃色的多釩酸銨沉淀。過(guò)濾、干燥，510°C煅燒Ih后得到純度為99.3%的五氧化二釩產(chǎn)品。全工藝過(guò)程釩的總回收率為99.5 %。
[0032]實(shí)施例6
[0033]取IL含15g/L V、磷濃度為1.15g/L、鐵濃度為2.75g/L、錳濃度為10.2g/L、酸濃度為I % (以硫酸計(jì))的含釩溶液，加入到適量的碳酸銨溶液中使反應(yīng)體系的pH值維持至7，50°C下攪拌反應(yīng)3h。過(guò)濾，得到濾渣和含釩濾液。濾渣經(jīng)50mL飽和碳酸銨溶液洗滌四次，將洗水與含釩濾液合并，其pH值為8.8。
[0034]將所得含釩溶液于25°C下攪拌48h，得到白色的偏釩酸銨沉淀。過(guò)濾、干燥，得到純度為99.2%的偏釩酸銨產(chǎn)品。全工藝過(guò)程釩的總回收率為98.0%。
[0035]對(duì)比實(shí)施例1
[0036]取與實(shí)施例2相同的含釩溶液，與實(shí)施例2加入方式不同的是，本實(shí)施例將適量的氫氧化鈉溶液加入含銀溶液中使反應(yīng)體系的pH值維持至5，60 °C下攪拌反應(yīng)4h。過(guò)濾，得到濾渣和含f凡濾液。濾渣經(jīng)30mL飽和氫氧化鈉溶液洗滌四次，將洗滌水與含f凡濾液合并。
[0037]向獲得的含釩溶液中加入濃硫酸調(diào)節(jié)pH至2.3，于95V下攪拌2h，得到橘黃色的多釩酸銨沉淀。過(guò)濾、干燥，520°C煅燒Ih后得到純度為99.1 %的五氧化二釩產(chǎn)品。全工藝過(guò)程釩的總回收率為52.8%。
[0038]對(duì)比實(shí)施例2
[0039]取與實(shí)施例2相同的含釩溶液，與實(shí)施例2加入方式不同的是，本實(shí)施例將適量的碳酸氫銨溶液加入含釩溶液中使反應(yīng)體系的pH值維持至3，60°C下攪拌反應(yīng)4h。過(guò)濾，得到濾渣和含釩濾液。濾渣經(jīng)50mL飽和碳酸氫銨溶液洗滌四次，將洗滌水與含釩濾液合并。
[0040]向獲得的含釩溶液中加入濃硫酸調(diào)節(jié)pH至2.2，于95V下攪拌2h，得到橘黃色的多釩酸銨沉淀。過(guò)濾、干燥，520°C煅燒Ih后得到純度為96.8%的五氧化二釩產(chǎn)品。全工藝過(guò)程釩的總回收率為68.5%。
[0041]盡管這里參照本發(fā)明的解釋性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公開(kāi)的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說(shuō)，在本申請(qǐng)公開(kāi)的范圍內(nèi)，可以對(duì)主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對(duì)組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其他的用途也將是明顯的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高酸濃度含釩溶液雜質(zhì)凈化、回收釩的方法，其特征在于它包括以下步驟: (1)將以硫酸計(jì)的酸濃度為0.1 %?20 %的含釩溶液加入到一定量的堿液中，維持體系的pH值為2?8，在溫度為20?100 °C的條件下攪拌反應(yīng)0.5?6h，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾，得到濾渣和含釩濾液； (2)將所述濾渣用酸液或堿液洗滌至少四次，每次洗滌的固液比為0.5?3:1，將得到的所有洗滌水與所述含釩濾液合并； (3)將與洗滌水合并后的含釩濾液的pH值調(diào)節(jié)至1.5?9，當(dāng)步驟(I)中所用堿液為非銨溶液時(shí)，在pH值調(diào)節(jié)完畢后加入銨鹽，然后在溫度為20?95 0C的條件下攪拌I?48h，獲得五氧化二釩、多釩酸銨或偏釩酸銨沉淀，過(guò)濾、干燥得到五氧化二釩、多釩酸銨或偏釩酸銨產(chǎn)品O2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高酸濃度含釩溶液雜質(zhì)凈化、回收釩的方法，其特征在于步驟(1)所述堿液為氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、氨水、碳酸銨溶液、碳酸氫銨溶液的任意一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高酸濃度含釩溶液雜質(zhì)凈化、回收釩的方法，其特征在于步驟(2)所述酸液為pH= 0.2?5的硫酸溶液，所述堿液為pH = 8?12的碳酸鈉、氫氧化鈉、氨水、碳酸銨或碳酸氫銨的飽和溶液。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高酸濃度含釩溶液雜質(zhì)凈化、回收釩的方法，其特征在于步驟(3)使用的pH值調(diào)節(jié)試劑為酸液或堿液，酸液為硫酸水溶液、鹽酸水溶液、硝酸水溶液或者碳酸水溶液中的任意一種，堿液為氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、氨水、碳酸銨溶液、碳酸氫銨溶液的任意一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高酸濃度含釩溶液雜質(zhì)凈化、回收釩的方法，其特征在于步驟(I)所述含釩溶液是釩濃度為I?50g/L、磷濃度為0.05?2.5g/L、鐵濃度為0.5?3.5g/L、錳濃度為I?25g/L，酸濃度為0.1 %?20 %的溶液。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高酸濃度含釩溶液雜質(zhì)凈化、回收釩的方法，其特征在于所述多釩酸銨和偏釩酸銨進(jìn)行煅燒能夠制備五氧化二釩。
【文檔編號(hào)】C22B3/44GK105925821SQ201610524900
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年7月4日
【發(fā)明人】李明, 彭毅, 蔣霖, 王俊, 付自碧, 高管金
【申請(qǐng)人】攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司