[發明專利]一種鈣鹽循環分離釩鉻溶液中釩和鉻的方法

在審

• 申請號: 202111336009.6
• 申請日: 2021-11-12
• 公開（公告）號: CN114058846A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 尹春林;黃先東;白禮太;帖秀梅;王俊;朱樂
• 申請（專利權）人: 四川省綿陽市華意達化工有限公司;四川省銀河化學股份有限公司
• 主分類號: C22B3/44
• 分類號: C22B3/44;C22B3/08;C22B34/32;C22B34/22;C01F11/46
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 蔣海燕

本發明公開了一種鈣鹽循環分離釩鉻溶液中釩和鉻的方法，包括：向釩鉻溶液中加入沉釩劑，用堿性或酸性物質調節釩鉻溶液pH值，攪拌反應，溶液中釩轉化為釩酸鈣，固液分離，固體為釩酸鈣，液體為純凈含鉻溶液用于制備高純鉻產品；洗凈后的釩酸鈣采用硫酸酸浸，釩酸鈣中的釩進入溶液中形成純凈含釩溶液，釩酸鈣中的鈣形成硫酸鈣以固體析出，固液分離，固體為硫酸鈣返回作為沉釩劑用于釩鉻分離，液體為純凈含釩溶液用于制備高純釩產品。相較于現有釩鉻分離的方法，本發明的優勢在于：硫酸鈣作為沉釩劑無限循環使用，過程中不引入雜質，不產生夾帶釩鉻元素的危廢渣，大幅降低“三廢”處理成本，環境危害小。

技術領域

本發明屬于化工領域，具體涉及一種鈣鹽循環分離釩鉻溶液中釩和鉻的方法。

背景技術

釩和鉻都是重要的戰略資源，廣泛應用于冶金、航空、電子、國防等領域。其化學性質相似，在自然界中通常以共生的形式存在于礦物中，致使釩與鉻分離困難。目前在釩鉻化工領域中，釩鉻溶液的分離研究已有很多，有沉淀法、吸附法等，根據釩鉻溶液中釩含量選擇不同的方法。例如中國專利CN102676810A分離回收釩鉻采用陰離子交換樹脂法，但成本高，流程長，操作復雜，分離回收效率低，不適用于大型工業化生產。沉淀法從釩鉻溶液中分離釩常用氧化鈣或氫氧化鈣等鈣鹽，此法分離釩效果雖好，但固液分離得到的固體釩酸鈣若采用傳統的碳酸鹽堿浸法提釩將產生大量的夾帶釩鉻元素的碳酸鈣，此碳酸鈣既無法直接處理，也不能直接用于釩鉻分離，致使釩鉻溶液分離成本較高。例如中國專利CN108754125A采用氯化鈣作為沉釩劑，所得釩酸鈣經碳酸鈉或碳酸氫鈉堿浸后得釩酸鈉和碳酸鈣，釩酸鈉用于制備釩產品，碳酸鈣則需經煅燒處理轉化為氧化鈣后才可作為沉釩劑返回使用。但碳酸鈣煅燒需增加大量額外的設備及生產投資，從經濟利益的角度考慮，此法不利于工業化生產。若釩酸鈣采用現有文獻資料的硫酸酸浸法提釩后的硫酸鈣則因夾帶有釩鉻元素而難以處理，環境危害大。例如中國專利CN105420519A雖采用酸浸法提釩，但未能解決含釩鉻元素的硫酸鈣的處理問題。由此，上述現有工藝分離釩鉻還有待繼續改進及探索。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種環境友好型的鈣鹽循環分離釩鉻溶液中釩和鉻的方法，該法鈣鹽循環使用，原料消耗量小，經濟效益高，且不引入雜質，不產生大量含釩鉻元素的危廢渣。

本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優點。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種鈣鹽循環分離釩鉻溶液中釩和鉻的方法，包括以下步驟：

步驟一、向釩鉻溶液中加入沉釩劑，用堿性或酸性物質調節釩鉻溶液pH值，攪拌反應10～180min，溶液中釩轉化為釩酸鈣，固液分離，固體為釩酸鈣，液體為純凈含鉻溶液用于制備高純鉻產品；

步驟二、洗凈后的釩酸鈣采用硫酸酸浸，釩酸鈣中的釩進入溶液中形成純凈含釩溶液，釩酸鈣中的鈣形成硫酸鈣以固體析出，固液分離，固體為硫酸鈣返回步驟一作為沉釩劑用于釩鉻分離，液體為純凈含釩溶液用于制備高純釩產品。

優選的是，所述步驟一中，用于調節pH值的堿性物質為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氧化鈣、氧化鎂中的至少一種；用于調節pH值的酸性物質為硫酸、鹽酸、硝酸中的至少一種。

優選的是，所述步驟一中，釩鉻溶液中釩含量為0.5～80g/L、鉻含量為0.5～150g/L。

優選的是，所述步驟一中，沉釩劑為氧化鈣、氫氧化鈣、硫酸鈣、氯化鈣、硝酸鈣中的至少一種。

優選的是，所述步驟一中，釩鉻溶液的pH值調節至5.0-13.5。

優選的是，步驟一中，加入沉釩劑的量為按單質鈣：單質釩的摩爾比＝0.5～10：1。

優選的是，所述步驟一中，攪拌反應后采用雙頻超聲同時進行處理10～15min；雙頻超聲的頻率分別為30～35kHz和65～85kHz；每個超聲頻率的功率均為300～400W。