[發明專利]一種凈化含釩溶液中硅、磷、砷的方法

有效

• 申請號: 201810514586.1
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108754185B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 董玉明;李會強;張笛;裴麗麗;張紅玲;徐紅彬;張懿
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B34/22
• 分類號: C22B34/22;C22B3/24
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種凈化含釩溶液中硅、磷、砷的方法，采用不溶性的活性鋁酸鹽作為吸附劑，通過合成、造粒、烘干、煅燒、裝柱等過程得到鋁酸鹽吸附柱，將含釩溶液通過鋁酸鹽吸附柱進行處理，脫除溶液中的硅、磷、砷，得到含釩凈化液。本發明具有凈化過程簡單，吸附劑價格便宜、容易制備、孔徑結構復雜、比表面積大、氣孔率大、機械強度高、可多途徑利用，不引入新的雜質，吸附凈化速度快，生產效率高，釩損失少等特點，能夠實現對pH為1～14的含釩溶液進行深度凈化，控制雜質的濃度小于10ppm，凈化后釩溶液可制備超純釩產品，具有良好的經濟效益和應用前景。

技術領域

本發明涉及釩化工冶金技術領域，具體涉及一種凈化含釩溶液中硅、磷、砷的方法。

背景技術

釩是世界公認的緊缺資源和重要戰略物質，釩以其優良的合金性能和催化性能，被廣泛地應用于冶金、化工、機械、電子、汽車、鐵路及輕工等領域，85％的釩被鋼鐵行業消耗，其中高純氧化釩應用于全釩液流電池、釩鋁合金、電極材料、催化劑等高精尖領域。

我國釩制品生產原料主要包括釩渣、石煤、含釩廢催化劑，無論哪種原料均含有硅，有些原料還含有磷，少量原料還含有砷。目前各種原料提釩工藝中，硅、磷、砷很難在一步深加工的過程中脫除，硅、磷、砷嚴重影響后續沉釩收率和釩產品質量。為了滿足目前高精尖領域對高純釩的需要，得到低硅、低磷、低砷的高附加值釩產品，需要對含釩溶液進行深度脫硅、磷、砷。

釩渣占總生產原料的60％，為我國生產釩制品主要原料，傳統的鈉化焙燒工藝雖然具有技術成熟、穩定性好、操作簡便等優勢，但堿性釩浸液中含有大量的硅、磷等雜質。為了解決硅、磷雜質的問題，科技工作者從提釩工藝和溶液凈化兩個方向進行降低雜質硅、磷的含量研究。一、采用空白焙燒或者鈣化焙燒來代替鈉化焙燒。如CN101412539A、CN104894374A等專利采用鈣化焙燒～酸浸提釩工藝，雖然酸浸可以最大程度減少硅的浸出，但過程中仍然有大量的磷的浸出，而酸浸液脫磷是難點，還有硅、磷等雜質膠體難過濾的問題；如CN102560086A，CN103952565A，CN103937978A，CN104003442A，CN104831090A等專利采用鈣化或空白焙燒銨鹽浸取的提釩工藝，浸取條件近中性，基本解決了雜質膠體難過濾的問題，但仍然有少量的硅和磷難以脫除，而且這些工藝均不能直接得到高附加值低硅、低磷的釩產品。二、在弱酸或弱堿性的含釩溶液中化學沉淀法脫硅、磷，如CN103966437A、CN104480308A、CN101724756A、CN102251113A、CN101724757A、CN101182036A、CN101709377A、CN102477493A等專利加入鈣、鎂、鋁、鐵、鍶、鋯等可溶鹽與硅、磷作用形成沉淀，從而起到凈化釩溶液作用，但常規化學沉淀凈化過程不可避免的引入新的雜質離子，而且除雜率低，硅、磷等雜質膠體需要長時間靜置，過濾困難，導致生產效率低，以及會有釩酸鐵、釩酸鈣等沉淀生成，影響釩的回收率。

石煤占總生產原料的30％，由于石煤中主要成分為二氧化硅，因此傳統的鈉化焙燒工藝會浸出大量的硅，如CN101215636A、CN101451199A、CN103498047A、CN102583402A等專利公開了氧化焙燒-酸浸、硫酸熟化-水浸、直接酸浸等酸法工藝，雖然避免了大量硅的浸出，但由于石煤含釩量低，必須經富集釩過程，因此硅、磷、砷也被富集。CN103014377A、CN101182596A、CN104232939A、CN104841682A、CN102828025A、CN101798113A、CN102936660A等專利利用化學沉淀法進行處理，但會產生引入新的雜質，同時帶來釩的回收率低、生產效率低等問題。