[發明專利]一種從釩渣提釩液中分離回收釩、鉻及碳酸鈉鹽的方法

有效

• 申請號: 201711079106.5
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107760868B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 王學文;王明玉;楊明鄂;杜艷蘋
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B3/44
• 分類號: C22B3/44;C22B7/04;C22B34/22;C22B34/32;C01D7/32;C01D7/24;C01G37/14
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

本發明涉及一種從釩渣提釩液中分離回收釩、鉻及碳酸鈉鹽的方法，該方法的特點是，先采用鈣鹽沉淀法分離回收釩渣提釩液中的釩，再用電滲析法濃縮富集沉釩后液中的鉻和碳酸鈉鹽，電滲析所得淡水返回釩渣鈉化焙燒熟料浸出工序循環使用，濃水采用循環濃縮?結晶法分離回收其中鉻酸鈉鹽和碳酸鈉鹽。本發明具有釩、鉻及碳酸鈉鹽的分離效果好，工藝簡單，操作簡便，無廢水廢渣產生，環境友好等優點，適合于釩渣提釩工業化應用。

技術領域

本發明涉及一種從釩渣提釩液中分離回收釩、鉻及碳酸鈉鹽的方法，屬于化工冶金領域。

背景技術

釩和鉻都是第四周期的過渡元素，它們位置相鄰，性質相似。釩鈦磁鐵礦經磁選后，其中的釩鉻主要富集在鐵精礦中，鐵精礦經高爐冶煉-轉爐吹煉后，釩鉻進一步富集到釩渣中。釩渣是釩冶金的主要原料，其中雖然也含有鉻，但國內外釩渣提釩主要是針對釩的回收，很少有人對其中的鉻感興趣。因為在大多數情況下，釩渣中釩的含量比鉻的含量高，且釩的提取價值比鉻的提取價值高得多。然而，鉻不僅是一種有價元素，而且是一種對人及動物都有害的元素，因此釩渣提釩工藝過程，鉻的處置始終是一個無法回避的問題。

釩渣經鈉化焙燒水浸后，釩和鉻分別以V(V)和Cr(VI)的形式進入溶液。水浸液中V(V)和Cr(VI)的性質相似，從提釩液中分離回收Cr(VI)一直是行業內的難題。目前，釩渣提釩行業大多采用還原-沉淀法來處置提釩液中的鉻，即在沉釩后液中加入還原劑，先將Cr(VI)還原成Cr(III)，然后加堿中和沉淀，過濾得釩鉻還原渣和還原沉淀后液，還原沉淀后液蒸發結晶得含釩鉻的芒硝，釩鉻還原渣進一步加工分離回收其中的釩鉻。分離回收釩鉻還原渣中的釩鉻工藝復雜，處理成本高，經濟上不合算，釩鉻還原渣已成為釩渣提釩企業的燙手山芋。人們對釩渣提釩液中Cr(VI)的分離回收進行了大量嘗試，其中包括溶劑萃取法、離子交換法及化學沉淀法等。季胺或伯仲復合胺萃取法能實現溶液中釩和鉻的分離，但萃取分鉻的效率低、成本高，且工藝條件苛刻。中國專利ZL 201210160816.1利用弱堿和強堿陰離子交換樹脂對釩渣提釩液中V(V)和Cr(VI)交換勢的差異，通過飽和吸附直接分離V(V)和Cr(VI)，但工藝過程復雜，且Cr(VI)對樹脂的傷害大，嚴重影響樹脂的使用壽命。中國專利201510966531.0利用釩酸鈣與鉻酸鈣溶解度的差異，通過控制沉淀溫度，實現釩渣提釩液中V(V)和Cr(VI)的分別沉淀，然后再用硫酸氫鈉轉型回收鉻。然而，轉型得到的硫酸鈣因含有Cr(VI)，屬危險固廢。中國專利201710109248.5先將釩渣提釩液中釩分離回收，再加入銅離子沉淀Cr(VI)，所得鉻酸銅再用堿分解回收鉻，工藝過程雖然將釩鉻分離回收了，但溶液中的碳酸鈉全部轉化成硫酸鈉無法循環利用。

上述方法雖然都能從釩渣提釩液中分離回收釩和鉻，但使用起來都難以盡如人意。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之不足而提供一種工藝流程短，生產成本低，從釩渣提釩液中分離回收釩、鉻及碳酸鈉的方法。

本發明一種從釩渣提釩液中分離回收釩、鉻及碳酸鈉鹽的方法，包括以下步驟：

第一步：分離回收釩

往釩渣鈉化焙燒水浸液中加入石灰或石灰乳，攪拌或攪拌研磨使其中的釩全部以釩酸鈣鹽的形式沉淀析出，過濾得含釩酸鈣鹽的濾餅和沉釩后液；含釩酸鈣鹽的濾餅用含碳酸鈉鹽的溶液浸出，過濾得碳酸鈣濾餅和釩酸鈉溶液，往釩酸鈉溶液中加入銨鹽結晶析出釩，過濾得偏釩酸銨和含碳酸鈉鹽的溶液，所得偏釩酸銨熱解得五氧化二釩產品；

第二步：分離回收鉻和碳酸鈉鹽

將第一步得到的沉釩后液直接進行單級循環電滲析或多級串聯電滲析，或先通入CO₂調pH至8.5-9.5之后，再進行單級循環電滲析或多級串聯電滲析，得濃水和淡水；直至濃水的電導率≥55000μS/cm時，結束單級循環電滲析或多級串聯電滲析；