[发明专利]一种从钒渣提钒液中分离回收钒、铬及碳酸钠盐的方法

说明书

本发明涉及一种从钒渣提钒液中分离回收钒、铬及碳酸钠盐的方法，该方法的特点是，先采用钙盐沉淀法分离回收钒渣提钒液中的钒，再用电渗析法浓缩富集沉钒后液中的铬和碳酸钠盐，电渗析所得淡水返回钒渣钠化焙烧熟料浸出工序循环使用，浓水采用循环浓缩‑结晶法分离回收其中铬酸钠盐和碳酸钠盐。本发明具有钒、铬及碳酸钠盐的分离效果好，工艺简单，操作简便，无废水废渣产生，环境友好等优点，适合于钒渣提钒工业化应用。

技术领域

本发明涉及一种从钒渣提钒液中分离回收钒、铬及碳酸钠盐的方法，属于化工冶金领域。

背景技术

钒和铬都是第四周期的过渡元素，它们位置相邻，性质相似。钒钛磁铁矿经磁选后，其中的钒铬主要富集在铁精矿中，铁精矿经高炉冶炼-转炉吹炼后，钒铬进一步富集到钒渣中。钒渣是钒冶金的主要原料，其中虽然也含有铬，但国内外钒渣提钒主要是针对钒的回收，很少有人对其中的铬感兴趣。因为在大多数情况下，钒渣中钒的含量比铬的含量高，且钒的提取价值比铬的提取价值高得多。然而，铬不仅是一种有价元素，而且是一种对人及动物都有害的元素，因此钒渣提钒工艺过程，铬的处置始终是一个无法回避的问题。

钒渣经钠化焙烧水浸后，钒和铬分别以V(V)和Cr(VI)的形式进入溶液。水浸液中V(V)和Cr(VI)的性质相似，从提钒液中分离回收Cr(VI)一直是行业内的难题。目前，钒渣提钒行业大多采用还原-沉淀法来处置提钒液中的铬，即在沉钒后液中加入还原剂，先将Cr(VI)还原成Cr(III)，然后加碱中和沉淀，过滤得钒铬还原渣和还原沉淀后液，还原沉淀后液蒸发结晶得含钒铬的芒硝，钒铬还原渣进一步加工分离回收其中的钒铬。分离回收钒铬还原渣中的钒铬工艺复杂，处理成本高，经济上不合算，钒铬还原渣已成为钒渣提钒企业的烫手山芋。人们对钒渣提钒液中Cr(VI)的分离回收进行了大量尝试，其中包括溶剂萃取法、离子交换法及化学沉淀法等。季胺或伯仲复合胺萃取法能实现溶液中钒和铬的分离，但萃取分铬的效率低、成本高，且工艺条件苛刻。中国专利ZL 201210160816.1利用弱碱和强碱阴离子交换树脂对钒渣提钒液中V(V)和Cr(VI)交换势的差异，通过饱和吸附直接分离V(V)和Cr(VI)，但工艺过程复杂，且Cr(VI)对树脂的伤害大，严重影响树脂的使用寿命。中国专利201510966531.0利用钒酸钙与铬酸钙溶解度的差异，通过控制沉淀温度，实现钒渣提钒液中V(V)和Cr(VI)的分别沉淀，然后再用硫酸氢钠转型回收铬。然而，转型得到的硫酸钙因含有Cr(VI)，属危险固废。中国专利201710109248.5先将钒渣提钒液中钒分离回收，再加入铜离子沉淀Cr(VI)，所得铬酸铜再用碱分解回收铬，工艺过程虽然将钒铬分离回收了，但溶液中的碳酸钠全部转化成硫酸钠无法循环利用。

上述方法虽然都能从钒渣提钒液中分离回收钒和铬，但使用起来都难以尽如人意。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种工艺流程短，生产成本低，从钒渣提钒液中分离回收钒、铬及碳酸钠的方法。

本发明一种从钒渣提钒液中分离回收钒、铬及碳酸钠盐的方法，包括以下步骤：

第一步：分离回收钒

往钒渣钠化焙烧水浸液中加入石灰或石灰乳，搅拌或搅拌研磨使其中的钒全部以钒酸钙盐的形式沉淀析出，过滤得含钒酸钙盐的滤饼和沉钒后液；含钒酸钙盐的滤饼用含碳酸钠盐的溶液浸出，过滤得碳酸钙滤饼和钒酸钠溶液，往钒酸钠溶液中加入铵盐结晶析出钒，过滤得偏钒酸铵和含碳酸钠盐的溶液，所得偏钒酸铵热解得五氧化二钒产品；

第二步：分离回收铬和碳酸钠盐

将第一步得到的沉钒后液直接进行单级循环电渗析或多级串联电渗析，或先通入CO₂调pH至8.5-9.5之后，再进行单级循环电渗析或多级串联电渗析，得浓水和淡水；直至浓水的电导率≥55000μS/cm时，结束单级循环电渗析或多级串联电渗析；