[發明專利]一種從含釩鉻溶液中分離回收釩和鉻的方法

有效

• 申請號: 200610089232.4
• 申請日: 2006-08-10
• 公開（公告）號: CN101121962A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: 曹宏斌;李玉平;伍志春;張懿;陳家鏞;林曉
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B3/26
• 分類號: C22B3/26;C22B3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于濕法冶金或廢水處理領域，涉及一種從釩鉻溶液中分離釩和鉻的方法，具體地說是涉及一種采用萃取-化學沉淀-介質循環組合工藝從含釩鉻溶液中分離回收釩和鉻的方法。

背景技術

釩和鉻均為重要的戰略資源，同時五價釩和六價鉻又都具有非常強的毒性，嚴重威脅人蓄健康和安全。由于性質相似，釩與鉻通常以共生的方式存在于礦物中，導致在礦物加工時，五價釩和六價鉻同時進入水溶液(包括廢水)中，彼此難以分離，不僅造成資源浪費，而且嚴重污染環境。

到目前為止，人們已開發出多種處理含釩和鉻廢水的技術，其中硫酸亞鐵還原法或鐵屑還原法處理含釩鉻廢水比較簡單，技術也比較成熟，但其存在的最大缺點是難以回收水中的釩、鉻資源，而且容易產生二次污染。此外，為了提高釩和鉻的氧化性，在化學還原前，通常還需要加酸調節水的pH值到4以下，消耗大量酸資源。二氧化硫和亞硫酸鈉法處理廢水，雖然可以回收釩和鉻，但由于五價釩和六價鉻都具有較強氧化性，容易造成五價釩與六價鉻同時還原，影響收率。中國專利CN1073414A采用FeCl₃沉淀釩，再用化學還原法回收鉻，該技術難以得到高純度的五氧化二釩和氧化鉻，而且工藝路線比較復雜，處理成本也偏高。中國專利CN1065494A采用大孔徑弱堿性陰離子交換樹脂選擇性吸附釩，效果較好，但由于樹脂的容量有限，難以處理高濃度廢水。中國專利CN86106414采用鐵陽極電解法處理含釩廢水，分別將水中五價釩和六價鉻還原成三價釩和三價鉻的固體，脫除水中的釩鉻比較明顯，但由于渣中釩鉻分離仍然需要高溫煅燒，因此設備投資較大，處理費用高，而且釩與鉻再次分離仍然比較困難。中國專利CN1035998A采用釩渣粒鐵滾磨法處理含釩鉻廢水，以廢治廢，但難實現對釩資源的回收。美國專利US4344924采用季胺萃取劑在堿性條件下從水中一步萃取釩鉻，再用調pH值洗滌法分離釩和鉻。該技術工藝比較簡單，而且可以得到較高純度的釩和鉻產品，但由于萃取劑容量有限，難以得到高濃度的釩液。此外，專利報道的萃取劑尚不能實現釩和鉻的完全分離，而專利也未涉及沉釩后上清液的處理，因此不能實現釩鉻資源的全部回收。

發明內容

本發明的目的提供一種從含釩(V)鉻(VI)混合液中回收釩和鉻新工藝，并通過內部循環，實現水中釩和鉻的全回收，以及氨消耗的最小化。

本發明提供從釩(V)鉻(VI)混合液中完全回收釩和鉻新工藝的基本原理如下：

首先用伯仲復合胺類萃取劑從含釩(V)鉻(VI)混合液中選擇性地將絕大部分釩和少量鉻萃取到有機相中；然后用還原劑將萃余相(即水相)中的六價鉻還原成三價鉻(水合氧化鉻)，并與水分離；再用堿液將富釩有機相中的釩和少量鉻反萃到水相；最后用銨鹽沉淀出水中的釩，并用高效精餾法回收沉釩上清液中的氨，脫氨后的含低濃度釩(V)鉻(VI)溶液返回萃取進一步分離釩和鉻。

本發明提供一種從釩(V)鉻(VI)混合液中完全回收釩和鉻的新工藝，包括如下步驟：

1)用伯仲復合胺萃取劑與含有釩(V)鉻(VI)水溶液按逆流接觸方式的進行萃取反應，將水中絕大部分釩和少量鉻萃取到有機相中，而絕大部分的鉻留在萃余相(水相)中；

所述的胺萃取劑為伯胺、仲胺和稀釋劑的混合物，其中，伯胺為碳分子數為14-24的直鏈或支鏈伯胺(如LK-N21、DA、LA、JMT、N1923、N116、7101)，含量0-25％；仲胺為碳分子數為12-20的直鏈或支鏈伯胺(如DHA、DOA、D2EHA、DDA、芐基壬胺、芐基癸胺等、7201、7203)，含量0-15％；稀釋劑為煤油、環戊烷、正戊烷、環己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯、氯仿或四氯化碳等有機物的純物質或混合物；所述的油水相比為3∶1-1∶3(體積)；所述的萃取溫度20-40℃、平衡pH值6-8.5、萃取時間2-20min

2)用酸調節萃余液(水相)的pH，并加一定量的還原劑進行還原反應，再用氫氧化鈉回調水溶液的pH值，再過濾得到的固體即為水合氧化鉻

所述的還原劑為H₂S、Na₂S、S、Na₂SO₃、甲醛、甲醇、甲酸、乙醛、乙醇等，還原劑添加量為理論量的102-106％，還原反應時間20-180min，反應pH值為2-5，溫度35-180℃

3)以堿液為反萃取劑，按逆流接觸的方式從富釩有機相中將釩反萃到水中