[發明專利]利用電容去離子技術分離富集五價釩的方法

有效

• 申請號: 201710283414.3
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107010701B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 包申旭;崔永永;張一敏;劉濤;黃晶
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469;C02F101/20
• 代理公司: 42102 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 崔友明

本發明提供了一種利用電容去離子技術分離富集五價釩的方法，包括以下步驟：(1)將碳材料和三脂肪胺類萃取劑混合，得到負載碳材料(2)將負載碳材料、粘結劑、溶劑按一定比例混合混合，均勻噴覆(涂抹)在集電極表面，烘干后得到電極板；(3)將電極板平行置于電容去離子模塊中，連接直流電源，然后將pH為1.5～2.5的五價釩溶液通入電容去離子模塊進行吸附處理；(4)先向吸附后的電容去離子模塊中通入稀鹽酸洗滌，之后短接或反接電極板的正負極，通入碳酸鈉溶液，進行脫附過程，最終得到富釩液。本發明具有操作簡單，能量消耗小、藥劑使用量少和環境友好等優點。

技術領域

本發明屬于濕法冶金提釩領域，具體涉及一種利用電容去離子技術分離富集五價釩的方法。

背景技術

電容去離子法是是一種基于雙電層電容理論的水質淡化凈化技術，它被廣泛運用于海水淡化、工農業用水除鹽和生活用水除鹽。例如公開號為CN104909439A的專利介紹了一種含鹽廢水的電吸附除鹽方法，通過對含鹽廢水進行電吸附處理達到除鹽的效果。但電容去離子技術缺乏在金屬離子分離富集方面的應用。

石煤是我國特有的一種含釩資源，清潔高效地從石煤中提取釩一直是學者們的研究熱點。焙燒-酸浸提釩工藝由于具有釩回收率高、對礦石適應性強等特點，是目前石煤提釩領域廣泛采用的工藝之一。在焙燒過程中，有部分釩被氧化至五價而進入浸出液。由于石煤中含釩少，導致酸浸液中釩濃度較低，雜質較多，不利于后續沉釩作業。公開號為106350671A的專利介紹了一種從石煤酸浸液中凈化富集釩的方法，通過調節pH值、還原、萃取、洗滌、反萃取等步驟從石煤提釩酸浸液中分離富集釩，其中萃取、洗滌、反萃取是從酸浸液中分離富集釩的關鍵環節，這一過程操作復雜，而且使用了大量萃取劑，成本較高，另外生產過程中不可避免地會發生萃取劑的流失，對環境污染較大。

發明內容

本發明的目的是提供一種操作簡單、能耗低、藥劑用量較少、環境友好的釩分離富集技術，達到從含釩溶液中分離富集釩的目的。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案的具體步驟是：利用電容去離子技術分離富集五價釩的方法，其特征在于所述方法的步驟是：

(1)制備負載碳材料：將碳材料與萃取劑按固液比(g/mL)1:10～100混合，超聲攪拌1～3h，攪拌轉速為40～70r/min，經固液分離，將所得的固體用固體質量10～15倍的純水進行洗滌，然后將洗滌后的固體在40～65℃下真空干燥3～7h，得到負載碳材料；

(2)制備電極板：取步驟(1)中得到的負載碳材料，加入負載碳材料質量9％～17％的粘結劑，再按照負載碳材料與有機溶劑的固液比(g/mL)1:3～8加入有機溶劑，超聲攪拌1～2h，攪拌轉速120～130r/min，得到負載碳材料漿體，再將負載材料漿體均勻噴覆或涂抹在集電極兩面，然后將集電極在40～65℃下真空干燥3～5h，得到電極板；

(3)處理含釩溶液：將多組電極板按間距0.3～0.7cm平行置于電容去離子模塊中，將平行排列的電極板分別接通到直流電源正負極上，設定直流電源電壓為0.5～1.7V，然后將待處理的含五價釩溶液通入電容去離子模塊中進行處理，控制含五價釩溶液在平行電極板間的流速為20～60cm/min，流出電容去離子模塊的含五價釩溶液又通入電容去離子模塊進行循環處理；

(4)五價釩的脫附：當電極板達到吸附飽和后，將電容去離子模塊中的含五價釩溶液排凈，再通入0.2～0.5mol/L的鹽酸，去除雜質離子，再然后分別將連接到直流電源正負極的電極板短接或反接，然后再將0.3～0.6mol/L碳酸鈉通入到電容去離子模塊中，流出電容去離子模塊的溶液又通入電容去離子模塊進行循環脫附處理，得到富釩液。

按上述方案，所述步驟(1)中的碳材料為活性炭、碳氣凝膠、碳納米管、介孔碳、碳納米纖維中的一種或幾種。