[发明专利]一种石煤提钒酸浸液降酸除杂预处理的方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金提钒领域，具体涉及一种石煤提钒酸浸液降酸除杂预处理的方法。

背景技术

电容去离子技术(CDI)是近年发展起来的一种新型水处理技术，特点具有低能耗，少污染，高效率的，被广泛的运用于海水淡化，工业废水处理，工业脱盐等领域，但是在选择性除杂领域应用较少，仅有少量关于工业废水中Fe、P的选择性去除研究。公开号为CN104609518A的专利介绍了一种通过电吸附技术从工业废水中选择性去除Fe²⁺和/或Fe³⁺的方法，该方法使用掺氮钠微孔碳材料作为电吸附电极材料，通过电极吸附和脱附的过程，达到Fe²⁺/Fe³⁺和其他离子分离的目的。公开号为CN104724798A的专利介绍了一种复合材料、电极及具有该电极的装置暨一种电化学除磷的方法，该方法利用具有选择性除磷效果的双层氢氧结构负载于碳载体上，制备可选择性吸附的电极，组成电容去离子装置后对液体选择性除磷。因此将电容去离子技术运用到溶液选择性除杂具有一定可行性，但其用于石煤提钒酸浸体系的净化富集尚未有人研究。

石煤是我国特有的一种含钒资源，清洁高效的从石煤中提取钒一直是学者们的研究热点。空白焙烧-酸浸提钒工艺是石煤提钒主要工艺之一，该工艺具有浸出率高、能耗低的优势，但是，酸浸液酸度高pH低，在后续钒的萃取工艺之前要加入大量的药剂调节pH，生成的絮状沉淀固液分离困难，且分离过程中钒损失率过大；同时硫酸浸出选择性较差，强酸会导致大量杂质离子进入液体，直接影响后续钒的提取工艺，造成产品指标不达标。因此，有必要在提钒之前对石煤提钒酸浸液中的杂质离子进行去除，同时降低液体中H⁺浓度。现有研究中，通常通过添加NaOH，Ca(OH)₂等碱性药剂调节pH，生成Al(OH)₃、Fe(OH)₂等白色絮状沉淀，进行固液分离；对于杂质离子的去除，多采用化学法生成不溶性物质，固液分离后分离。公开号为CN104480308A的专利介绍了一种酸性钒浸出液中除磷的方法，该方法向浸出液中加入复合除磷剂，反应液陈化后过滤得到除磷后钒浸出液，其中符合添加剂为Al₂(SO₄)₃、MgSO₄、ZnSO₄、SrSO₄、CaSO₄中的一种和[Fe(OH)_n(SO₄)_m]_q(0.5≦n≦2，1≦m≦3，10≦q≦100000)；对酸浸液中的Al，可用结晶法形成硫酸铝钾晶体，公开号为102424914的专利介绍了一种从石煤提钒酸浸液中回收提取铝的方法，该方法在石煤硫酸浸出液中加入富钾物料除铝，使铝以硫酸铝价钒形式析出，重结晶提纯或转型后，分别提取铝和钾，达到对酸浸液中铝提取回收的目的。这些对石煤提钒酸浸液预处理的方法，药剂消耗量过大，固液分离效率低，沉淀过程中易夹带钒，造成钒损失率过大等问题，因此本发明提出一种新的电化学吸附技术，利 用CDI对石煤提钒酸浸液进行预处理，达到降酸除杂的目的。

发明内容

本发明旨在补充现有工艺缺陷，目的是提供一种能量消耗较小，药剂用量较少，钒损失率低，且除杂效果明显的石煤提钒酸浸液降酸除杂的技术，以期达到对石煤提钒酸浸液降低杂质离子含量，提高pH的降酸除杂的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种石煤提钒酸浸液降酸除杂预处理的方法，是用离子交换树脂与碳材料制成复合电极板，将复合电极板置于电容去离子(CDI)组件中，接通直流电源，对石煤提钒酸浸液进行降酸除杂预处理，处理后的复合电极板电极短接或反接，进行脱附过程。

按上述方案，复合电极板是采用将碳材料与离子交换树脂按比例混合，其中碳材料：离子交换树脂质量比为1：1-1：5，加入粘结剂，充分混合后，加入溶剂充分搅拌，均匀涂覆在集电极两面并烘干，制成复合电极板。

按上述方案，所述直流电源的电压范围在0.5V-3.0V，控制石煤提钒酸浸液液体流速在5mL/min-50mL/min。

按上述方案，所述的石煤提钒酸浸液中V浓度为500mg/L～3000mg/L，杂质离子P浓度为50mg/L～1000mg/L，Al浓度为2000mg/L～10000mg/L，初始pH为0.3-1.0，降酸处理后pH为0.7-1.5。