[发明专利]一种提取拜耳法种分母液中五氧化二钒的方法

说明书

技术领域

一种提取拜耳法种分母液中五氧化二钒的方法，具体涉及一种用离子交换树脂吸附的方法从拜耳法种分母液中提取五氧化二钒的方法。

背景技术

钒是一种重要的战略物资，具有高抗拉强度、高硬度及高抗疲劳的特性，主要应用于铁合金及有色金属合金工业领域。钒属于资源紧缺型金属，无单独可供开采的富矿，而是以低品位与其它矿物共生。目前世界上供应的钒70％以上是以富钒铁渣、废催化剂和石煤煤灰为原料生产的，这些原料钒品位低且成分复杂，因此现行的各种提钒技术都存在成本高、污染严重、流程长、回收率低的问题，其应用一直受到限制。

生产氧化铝的主要原料铝土矿中都不同程度地含有V₂O₅(0.038％～0.14％)，在拜耳法溶出过程中25％～30％的钒会同铝一起被碱溶解进入到溶液中，随着氧化铝流程中溶液的循环，钒将在溶液中积累而使其浓度逐渐增大。我国以此类铝土矿生产氧化铝时，据估算，每年有1～5万吨钒将进入流程。此外，当氧化铝流程中的钒浓度达到一定程度后，不仅会阻碍分解过程氢氧化铝晶粒的长大，而且使产品氧化铝中钒含量增加，从而大大影响铝电解过程的电导率。因此经济、无污染地提取拜耳法生产氧化铝流程中的钒不仅对我国钒化工、同时也对我国氧化铝工业具有重要意义。

从氧化铝生产流程提取钒的方法可以分为结晶法、萃取法和离子交换法。结晶法工艺成熟、设备简单，但回收率低。文献调研结果表明，到目前为止，对氧化铝流程中提取钒方面的研究主要集中在结晶法或对结晶法的改进。萃取法回收率高、成本低，但操作条件苛刻，且流程复杂。离子交换法回收率高、成本低、且操作简单。因此，离子交换法是从种分母液中提取V₂O₅的最适宜方法，与传统的结晶法相比，具有很好的优越性，如果能应用，由于其成本低、回收率高的特点，将会为氧化铝厂带来很好的经济效益。然而采用离子交换法提钒的研究主要集中在石煤和废催化剂中钒的回收，在拜耳法种分母液回收钒领域未见研究报道。因此，在采用离子交换法提取拜耳法种分母液中五氧化二钒方面需要进行深入研究。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种流程简单、操作方便、成本较低、钒回收率高的提取拜耳法种分母液中五氧化二钒的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种提取拜耳法种分母液中五氧化二钒的方法，其特征在于其过程包括以下步骤：

(1)在拜耳法种分母液中加入CaO，搅拌反应使种分母液中的钒以钒酸钙形式沉淀；

(2)将钒酸钙形式沉淀用NaHCO₃溶液在通入CO₂的条件下溶解，使钒以钒酸钠的形式进入溶液中制得钒酸钠溶液；

(3)用离子交换树脂对钒酸钠溶液进行吸附，V₂O₅被吸附于树脂上，吸附后的溶液循环用于进行钒酸钙沉淀的溶解；

(4)用NaOH溶液淋洗吸附后的饱和树脂，得到含V₂O₅淋洗液；

(5)在淋洗液中加入NH₄Cl，析出偏钒酸铵固体，经过滤、烘干、焙烧制得V₂O₅。

本发明的一种提取拜耳法种分母液中五氧化二钒的方法，其特征在于将拜耳法种分母液利用CaO沉钒后得到的钒酸钙沉淀加入NaHCO₃溶液溶解时，同时通入CO₂；其NaHCO₃溶液的浓度为40～80g/L，CO₂通气量为60～80L/h，钒酸钙沉淀加入NaHCO₃溶液的量为200～600g/L，在温度为95～105℃下，搅拌反应1～4h，得到钒酸钠浸出液。

本发明的一种提取拜耳法种分母液中五氧化二钒的方法，其特征在于对钒酸钠浸出液进行离子交换树脂吸附时的树脂为717型强碱性阴子交换树脂201×7，树脂与钒酸钠溶液的固g∶液L比为20g∶1L～30g∶1L，吸附温度40～50℃，接触时间1～2h。

本发明的一种提取拜耳法种分母液中五氧化二钒的方法，其特征在于吸附后的饱和树脂解吸时的淋洗液为2.5～3.5mol/L的NaOH溶液，淋洗温度40～50℃，淋洗后的树脂循环利用，淋洗后溶液中V₂O₅浓度为5～20g/L。