[发明专利]一种降低沉钒合格液pH值的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低沉钒合格液pH值的方法。

背景技术

在传统的氧化钒生产中，通常是采用钠盐焙烧、铵盐沉钒的工艺。钒在溶液中能以多种聚集态存在，而组成各异的多种钒的化合物。钒在溶液中的存在状态与溶液的pH值有很大的关系。因此，现有的沉钒工艺都是先调节钒溶液(沉钒合格液)的pH值，改变钒的聚合状态，然后再加入铵盐进行沉淀。

目前调节沉钒合格液pH值的通用方法是添加无机酸，比如硫酸。现有技术中涉及的对沉钒工艺的各种改进大多集中于铵盐沉钒的过程，以及对沉钒废水的处理，很少有人关注对沉钒合格液pH值的调节步骤的改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种无需加入无机酸即可降低沉钒合格液pH值的方法。

本发明的发明人在研究中发现，现有技术用无机酸调节沉钒合格液的pH值的方法存在各种缺陷，如用硫酸调节沉钒合格液的pH值，不仅增加了原料成本，而且操作过程比较繁琐，还会带来加酸速度可控性差、设备腐蚀等一系列问题，对沉钒过程及沉淀的产品质量造成了不利影响。更为重要的是，在加入无机酸的同时，也引入了大量的无机酸根阴离子，在沉钒废水中生成了大量的无机酸盐(例如硫酸钠、硫酸铵等)，给沉钒废水的经济处理带来了极大的困难。现有技术中有很多种针对沉钒废水的处理方法，但都是围绕如何更好的将各种金属离子和酸根离子分离，并未从根本上改变最初的沉钒废水的组成。

本发明的发明人认为，造成上述一系列问题的根本原因在于用无机酸来调节沉钒合格液的pH值。而改进这一工艺过程的根本方法在于寻找能够替代用无机酸调节沉钒合格液的pH值的方法。鉴于降低沉钒合格液pH值的实质是向溶液中引入氢离子的这一事实，本发明的发明人打破常规、另辟蹊径，结合国内外氯碱工业中离子膜电解的应用实例，提出将离子膜电解技术引入钒溶液沉钒过程中，从而完成了本发明。

本发明提供了一种降低沉钒合格液pH值的方法，其特征在于，该方法包括，在离子膜电解条件下，将所述沉钒合格液引入离子膜电解槽的阳极室中，将电解质水溶液引入离子膜电解槽的阴极室中，进行离子膜电解。

本发明的方法既降低了沉钒合格液的pH值，也不会引入酸根阴离子。在阳离子膜电解过程中，沉钒合格液置于阳极室，阳极室的水被电解为氧气与氢离子，阴极室的水被电解为氢气与氢氧根离子；阳极室中的钒酸盐中的阳离子(主要为钠离子)透过阳离子膜进入阴极室，与阴极室中已经生成的氢氧根离子生成碱(主要为氢氧化钠)，阴离子(钒酸根离子)则滞留于阳极室，与阳极室中生成的氢离子结合为钒酸(或者酸式钒酸盐)。这样，利用离子膜电解，实现了非酸降低沉钒合格液的pH值的目的。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种实施方式的过程示意图。

具体实施方式

本发明提供一种降低沉钒合格液pH值的方法，其特征在于，该方法包括，在离子膜电解条件下，将所述沉钒合格液引入离子膜电解槽的阳极室(靠近阳极)中，将电解质水溶液引入离子膜电解槽的阴极室(靠近阴极)中，进行离子膜电解。

在本发明的原理指导下，本领域技术人员可以了解到，该方法适用于任何的沉钒合格液，也可以根据需要将沉钒合格液调节到任何适用的pH值。如所述沉钒合格液的pH值可以为大于12，一般地，所述沉钒合格液的pH值大于14。

电解质水溶液的存在是为了使整个体系通电，保证电解能够进行。根据电场的方向和离子膜的作用，阳离子不会从阴极室进入阳极室而影响阳极室内的沉钒合格液的纯度，因此，本发明对所述电解质水溶液的种类和浓度没有特别的限定，只要能够使电解顺利进行即可，可以是水或者各种水溶性离子化合物的水溶液。但是考虑到沉钒合格液中存在大量的钠离子，而阴极室中发生的电解会产生氢氧根，如果选用氢氧化钠溶液作为电解质溶液能够避免引入其他离子，得到的碱液还可以回收再利用，因此，优选地，所述电解质水溶液为氢氧化钠溶液或水。所述电解质水溶液的浓度可以为0-20重量％(浓度为0即为水)。事实上，在电解进行的过程中，电解质水溶液的浓度也会随之不断变化，因此，本发明的所述电解质水溶液的浓度是指初加入阴极室内的电解质水溶液的浓度，而非在电解过程中的电解质水溶液的浓度。

本发明中所述离子膜电解槽中的离子膜优选为阳离子交换膜。