[发明专利]自钒铬溶液中分离钒铬的方法

说明书

本发明涉及自钒铬溶液中分离钒铬的方法，属于钒的冶金化工技术领域。本发明解决的技术问题是现有钒铬溶液中分离钒铬的工艺流程复杂、分离效率低。本发明公开了自钒铬溶液中分离钒的方法，a.调节钒铬溶液pH值并加入还原剂进行反应，使溶液中六价铬被还原成三价铬，五价钒被还原成四价钒；b.加入络合剂，使之与四价钒形成稳定的络合物；c.加碱沉淀三价铬，固液分离得到氢氧化铬沉淀和含钒滤液；d.氢氧化铬经煅烧，得到三氧化二铬；e.含钒滤液经氧化后，用于沉钒或返回焙烧熟料浸出工序循环使用。本发明既适用于浓度高的钒铬溶液，也适用于提钒废水，可实现钒与铬的有效分离，分离效率高。

技术领域

本发明属于冶金化工技术领域，具体涉及自钒铬溶液中分离钒铬的方法。

背景技术

钒渣是生产五氧化二钒、三氧化二钒、钒铁、钒氮等钒系产品的主要原料。在钠化提钒工艺中，钒渣经钠化焙烧-水浸，得到含钒铬溶液，钒和铬化学性质相似，分离回收溶液中的钒和铬是世界性难题。国内外的相关研究包括溶剂萃取法、离子交换法和化学还原沉淀法等。采用伯胺、季胺等萃取剂能实现溶液中钒和铬的分离，但萃取分离钒和铬成本高，对溶液中杂质含量的要求也高。利用弱碱和强碱阴离子交换树脂对六价铬和五价钒在水溶液中形成的阴离子交换势的差异，通过饱和吸附实现钒和铬的分离，直接获得钒和铬的产品，但离子交换法只适合低浓度溶液的处理，对高铬的钒酸盐溶液而言，离子交换树脂的容量太小，严重影响生产效率。

化学沉淀法的适用范围较广，相关报道例如专利文献CN104086032A公开了一种沉钒废水循环利用的方法，先将废水中的铬还原，然后在碱性条件下沉淀得到铬渣，过滤后的含钒溶液返回浸出工序循环使用，可实现沉钒废水得到最大限度地利用，减少沉钒废水的处理量以及处理费用。然而，该发明采用亚硫酸或焦亚硫酸钠作为还原剂，会导致钒和铬均被还原，而后共沉淀，沉淀的铬渣中含有部分钒，还需进一步处理。专利文献CN106893877A先采用结晶沉淀法或水解沉淀法或钙盐沉淀法分离回收钒铬酸盐混合溶液中的钒，再用铜盐沉淀法或钡盐沉淀法分离富集溶液中的铬，所得铬沉淀富集物再经转型得铬的富集液，铬的富集液进一步加工得铬酸及铬酸盐的产品，该发明工艺过程复杂，铜盐和钡盐在工业应用中有限制，难以扩大生产。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有钒铬溶液中分离钒铬的工艺流程复杂、分离效率低。

本发明解决上述问题的技术方案是提供自钒铬溶液中分离钒铬的方法，包括如下步骤：

a.调节钒铬溶液pH值并加入还原剂进行反应，使六价铬被还原成三价铬，五价钒被还原成四价钒；

b.加入络合剂，使之与四价钒形成稳定的络合物；

c.加碱沉淀三价铬，然后经固液分离得到氢氧化铬沉淀和含钒滤液；

d.氢氧化铬经煅烧，得到三氧化二铬；

e.含钒滤液经氧化后，直接用于沉钒或返回焙烧熟料浸出工序循环使用。

其中，步骤a所述钒铬溶液中V浓度0～40g/L，Cr浓度0～20g/L；优选的V浓度<1g/L，Cr浓度0～20g/L。

其中，步骤a用硫酸控制反应过程及终点pH值<4.0；优选控制反应过程及终点pH值3.0～4.0。

其中，步骤a还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠、二氧化硫、葡萄糖、抗坏血酸中的至少一种。

其中，步骤a还原剂用量为理论用量的1.0～1.2倍；优选还原剂用量为理论用量的1.0～1.1倍。其中还原剂用量的单位指的是物质的量，理论用量根据五价钒、六价铬与还原剂反应的化学方程式计算得到。

其中，步骤a反应温度为20～50℃，反应时间为10～60min；优选反应温度30～40℃，反应时间为15～30min。