[發明專利]一種從堿性含釩溶液中獲得偏釩酸銨的方法

有效

• 申請號: 201610104366.2
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN107117652B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 王偉菁;陳德勝;齊濤;王麗娜;趙宏欣;朱媛媛;李曉霞;張國之;易凌云;劉亞輝;薛天艷
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01G31/00
• 分類號: C01G31/00
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;楊青

本發明屬于化工冶金領域，具體涉及一種從堿性含釩溶液獲得偏釩酸銨的方法。本發明的從堿性含釩溶液中獲得偏釩酸銨的方法，包含以下步驟：(1)將胺類萃取劑、長鏈醇以及稀釋劑構成的有機相與凈化液混合攪拌，靜置后上層有機相為凈化有機相；(2)將凈化有機相與堿性含釩溶液混合攪拌，靜置后上層獲得負載釩有機相，下層為萃余液；(3)將銨鹽?氨水混合反萃劑與負載釩有機相混合攪拌，靜置后上層為空白有機相，下層混合物經固液分離得到固體偏釩酸銨。本發明的適用范圍廣，縮短了新鮮有機相預處理和偏釩酸銨沉淀步驟，降低了工藝成本。采用反萃?沉淀同步解決了低濃度含釩溶液中銨鹽沉釩率低、產品質量不高等問題。

技術領域

本發明屬于化工冶金領域，具體涉及一種從堿性含釩溶液獲得偏釩酸銨的方法。

背景技術

釩及其化合物因具有獨特的物化性質和機械特性，被廣泛應用于特種鋼或催化-裂化劑的制備。世界上釩冶煉的主要來源是釩鈦磁鐵礦和石煤及其副產的釩渣和含釩固廢，它們先經過活化浸出，然后從浸出液中純化分離出單一的固體產品釩酸鹽，最后煅燒制備高純度五氧化二釩。浸出過程分為酸性浸出和堿性浸出兩種。前者含釩酸性浸出液中雜質含量高，直接水解出紅釩后產品純度低(<90％)，需要二次堿溶沉釩來提高釩產品純度；含釩酸性浸出液先萃取后銨鹽沉釩法需要兩次調整釩的價態和萃取-反萃過程的酸堿度，工藝流程均較長。然而含釩堿性浸出液中雜質含量少，可通過萃取-銨鹽沉淀法，短流程制備出純度大于98％的五氧化二釩。所以堿性體系提釩目前倍受行業內青睞，但針對低濃度含釩堿性浸出液(C_V>0.1g/L)的相關研究仍較少，且存在釩萃取率低、銨鹽沉釩率低和介質難循環等問題。

目前研究較多的釩萃取劑是叔胺和季胺，最常見的是三辛基甲基氯化銨(N263)，可用于pH＝1～10的含釩溶液。其中《從堿性含釩溶液中萃取釩的研究》針對石煤焙砂碳酸鈉浸出液(C_V＝1.86g/L，pH＝9.96)提出改進的回收釩的萃取-反萃-銨鹽沉釩-煅燒工藝，以0.928mol/L N263+20％仲辛醇+磺化煤油為萃取劑，經過稀硫酸、NaOH、NaHCO₃和NaOH溶液轉型，使一級釩萃取率可達70％；后經NaOH七級反萃和NH₄NO₃沉釩，煅燒NH₄VO₃制備出含量99.1％的V₂O₅；但此法萃取液轉型步驟繁瑣，一級萃取率低，多級反萃后仍需銨鹽沉釩，工藝流程長。其他文獻中為了提高反萃率采用NaCl、氨水、NaNO₃、或NaOH中的一種或兩種為反萃劑，尤其是NaCl和NaNO₃體系可使一級釩反萃率達99％以上，但后續銨鹽釩過程中釩沉淀率低，偏釩酸銨雜質鈉含量高，添加純化工段后，工藝流程長，經濟性差。近期《用溶劑萃取法從含釩浸出液中直接沉淀釩》針對N1923型胺類負載釩有機相采用碳酸銨反萃法，此體系不僅杜絕了鈉雜質的引入，又實現了釩基團反萃和沉淀的一體化過程，有效縮短流程，降低了能耗。但此法伯胺類有機相處理的是酸性含釩溶液，負載釩有機相中難免引入鐵錳等雜質，影響沉淀產品釩酸銨的純度。同時對負載釩有機相中釩濃度要求較高，約17g/L。目前未見從堿性低濃含釩溶液(C_V≥0.1g/L)中高效短流程回收釩的有效方法。

發明內容

為解決低濃度含釩堿性溶液處理流程長，物資消耗大，釩收率低等問題，本發明提出預處理有機相來制備凈化有機相，然后使用萃取-反萃沉淀方法從堿性含釩溶液中短流程制備高純度偏釩酸銨。與傳統方案相比，本方案工藝流程簡單，釩回收率高(大于96％)，介質可循環，成本低。

本發明的技術解決方案是：新鮮有機相經過碳酸鈉(鉀)溶液洗滌，或依次經過碳酸氫鈉(鉀)溶液和氫氧化鈉(鉀)溶液洗滌得到凈化有機相；用凈化有機相萃取堿性含釩溶液以獲得負載釩有機相；接著負載釩有機相通過一步反萃獲得純度大于98％的偏釩酸銨。

本發明的從堿性含釩溶液中獲得偏釩酸銨的方法，包含以下步驟：