从钒铬溶液中分离钒铬的方法技术

本发明专利技术公开了一种从钒铬溶液中分离钒铬的方法，属于钒冶金化工技术领域。本发明专利技术为了弥补现有技术中从钒铬溶液中分离钒铬的不足，提供了一种从钒铬溶液中分离钒铬的方法，包括：将钒铬溶液调节至弱酸性，然后加热，并加入三聚氰胺，搅拌并调节至强酸性，保温反应后，经静置、固液分离，得钒沉淀物和含铬液。本发明专利技术采用三聚氰胺为沉钒剂形成钒沉淀物，使绝大部分的钒进入沉淀中，绝大部分铬存在于沉钒上层液之中，实现了钒铬溶液中钒、铬的有效分离，且沉钒剂三聚氰胺用量很少，成本低，并且几乎不会产生氨氮废水，对环境友好，为钒铬溶液的钒铬分离提供了一条新途径。

【技术实现步骤摘要】
从钒铬溶液中分离钒铬的方法
本专利技术属于钒冶金化工
，具体涉及一种从钒铬溶液中分离钒铬的方法。
技术介绍
钒和铬作为重要的战略元素，在冶金、化工、国防等领域均有广泛的用途。由于钒、铬的化学性质非常相似，且往往以共生的形式赋存于自然界的矿物中，通过物理手段无法进行有效的分离，而钒铬溶液中钒与铬的分离目前是一个世界性的难题。攀枝花红格南矿原矿铁含铬量远高于攀西地区其他矿区，要开发红格南矿的资源就必须突破钒铬分离的难题。目前的钒铬分离工艺中，普遍存在铵盐消耗量大，沉钒废水中氨氮含量高，钒酸铵在煅烧过程中产生氨气需要进一步回收，沉钒废水中硫酸钠与硫酸铵混合难以实现再利用，最终导致钒铬分离成本高、环境污染大。因此，目前尚未有经济、可行的方法从钒铬溶液中分离、回收钒铬。CN103849765公开了一种沉淀分离与回收溶液中钒和铬的方法，先调节溶液pH为酸性，再加入铵盐使溶液中的大部分钒沉淀，再在上清液加入还原剂对上清液中的钒进行还原，再加入还原剂对还原沉淀溶液中的钒进行还原，随后进行氧化溶出后返回到铵盐沉钒；对上述两步还原沉淀的上清液再进行还原沉淀得到氢氧化铬。该方法仍然使用传统的酸性铵盐沉钒工艺，不可避免的会产生氨氮废水，且所述工艺流程较长。CN106893877公开了一种从钒铬酸盐混合溶液中提取钒铬的方法，采用结晶沉钒法或水解或钙盐沉淀法分离回收钒铬酸盐混合溶液中的钒，再用铜盐或者钡盐沉淀分离溶液中的铬。虽然该法工序简单，流程较短，但添加的重金属铜离子或钡离子会进一步增加废水处理工序，如果处理不当又将增加对环境的负担。CN107119189公开了一种高钒高铬高钠溶液的沉钒方法，先向溶液中加入水解抑制剂，再调节pH至3.5～7.5，并加入铵盐，随后调节pH至1.5～2.5，升温至90℃以上，加入晶种保温沉钒，得到多钒酸铵，该方法也是传统的铵盐沉钒工艺，将不可避免的产生氨氮废水。“高铬钒渣综合利用研究”(高官金，中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)，2017年)报道，采用钠盐焙烧水浸法获得钒铬溶液分段对浸出液进行水热沉钒-还原沉铬。但该法在水热沉钒环节不可避免地会夹带铬，钒产品质量难以保证，且工序复杂流程长。“亚熔盐多元体系中钒铬酸盐清洁分离应用基础研究”(冯曼，中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)，2018年)报道，采用溶剂萃取法对高铬钒渣提钒液中钒铬的分离回收取得了一定效果，但用溶剂萃取法从稀溶液中分离富集铬，成本高且效率低，对于常规的钒渣提钒液中钒与铬的分离回收没有竞争优势。综上所述，目前从钒铬溶液中分离钒铬的方法一般都会存在环境二次污染，钒铬分离回收成本高的问题，需要采取新的工艺方法对钒铬分离进行进一步研究。而采用三聚氰胺作为沉钒剂实现分离钒、铬未见报道。
技术实现思路
本专利技术为了弥补上述现有技术中从钒铬溶液中分离钒铬的不足，提供了一种从钒铬溶液中分离钒铬的方法，其包括以下步骤：将钒铬溶液调节至弱酸性，然后加热，并加入三聚氰胺作为沉钒剂，搅拌并调节至强酸性，保温反应后，经静置、固液分离，得钒沉淀物和含铬液。其中，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，所述钒铬溶液为酸性钒铬溶液或碱性钒铬溶液。其中，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，所述钒铬溶液中TV浓度≤50g/L，TCr与TV的摩尔比≤6.0。其中，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，调节至弱酸性前，先将钒铬溶液调加热至50～65℃。优选的，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，调节至弱酸性前，先将钒铬溶液调加热至加热至50～60℃。其中，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，所述调节至弱酸性为采用硫酸调节pH至5.5～7.0。优选的，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，所述调节至弱酸性为采用硫酸调节pH至5.5～6.0。其中，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，调节至弱酸性后，加热至90～100℃。优选的，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，调节至弱酸性后，加热至90～95℃。其中，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，所述三聚氰胺与溶液中TV的质量比为m(C3H6N6)：m(TV)＝0.49～1.23。优选的，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，所述三聚氰胺与溶液中TV的质量比为m(C3H6N6)：m(TV)＝0.49～0.74。其中，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，所述调节至弱酸性为采用硫酸调节pH至1.8～2.2。优选的，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，所述调节至弱酸性为采用硫酸调节pH至1.8～2.0。其中，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，所述保温反应的时间为35～60min。优选的，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，所述保温反应的时间为40～45min。其中，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，所述静置的时间为5～60min。优选的，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，所述静置的时间为5～30min。其中，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，沉钒过程中，控制搅拌速度为300～500r/min。优选的，上述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法中，沉钒过程中，控制搅拌速度为350～400r/min。本专利技术的有益效果：本专利技术方法采用三聚氰胺为沉钒剂，通过对沉钒温度、pH、Cr含量的适用范围等工艺参数的大量筛选，得到了适宜的三聚氰胺沉钒条件，从而使绝大部分的钒进入沉淀之中，绝大部分铬存在于沉钒上层液之中，实现了钒铬溶液中钒、铬的有效分离，使V2O5产品满足且高于标准《YB/T5304—2011》中98级V2O5质量要求，沉钒上层液中几乎不含氨氮废水，利于后续Cr的沉淀以及废水的处理，对环境保护有重要意义；本专利技术方法沉钒剂三聚氰胺用量很少，成本低，并且几乎不会产生氨氮废水，对环境友好，为钒铬溶液的钒铬分离提供了一条新途径。具体实施方式具体的，从钒铬溶液中分离钒铬的方法，包括以下步骤：将钒铬溶液调节至弱酸性，然后加热，并加入三聚氰胺作为沉钒剂，搅拌并调节至强酸性，保温反应后，经静置、固液分离，得钒沉淀物和含铬液。工业生产中，钒铬溶液中TV浓度为≤50g/L，钒铬溶液中n(TCr)/n(TV)≤6.0(铬含量一般为1g/L≤TCr≤300g/L)。若采用现有的铵盐沉钒方法对钒铬溶液进行处理，需要消耗大量的硫酸铵，沉钒成本偏高，并且沉钒液中含有大量的氨氮，会直接影响后续沉钒废水的处理，使沉钒废水的处理困难，因此专利技术人设想采用新的沉钒方法实现对钒铬溶液中钒铬的有效分离，且减少对环境的损害。本专利技术方法适用于酸性钒铬溶液或碱性钒铬溶液，其中特别适用于碱性钒铬溶液。本专利技术方法中，将钒铬溶液调节至弱酸性前，先将钒铬溶液调加热至50～65℃；采用先加热再调节pH，体系pH更稳定，沉钒效果更好；优选的，加热至50～60℃。经试验，三聚氰胺在弱酸性条件下沉钒效果最好，因此本专利技术方法采用硫酸调节体系pH至5.5～7.0；优选调节p本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.从钒铬溶液中分离钒铬的方法，其特征在于：包括以下步骤：将钒铬溶液调节至弱酸性，然后加热，并加入三聚氰胺作为沉钒剂，搅拌并调节至强酸性，保温反应后，经静置、固液分离，得钒沉淀物和含铬液。/n

【技术特征摘要】
1.从钒铬溶液中分离钒铬的方法，其特征在于：包括以下步骤：将钒铬溶液调节至弱酸性，然后加热，并加入三聚氰胺作为沉钒剂，搅拌并调节至强酸性，保温反应后，经静置、固液分离，得钒沉淀物和含铬液。


2.根据权利要求1所述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法，其特征在于：所述钒铬溶液为酸性钒铬溶液或碱性钒铬溶液；所述钒铬溶液中TV浓度≤50g/L，TCr与TV的摩尔比≤6.0。


3.根据权利要求1所述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法，其特征在于：调节至弱酸性前，先将钒铬溶液调加热至50～65℃；优选加热至50～60℃。


4.根据权利要求1所述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法，其特征在于：所述调节至弱酸性为采用硫酸调节pH至5.5～7.0；优选调节pH至5.5～6.0。


5.根据权利要求1所述的从钒铬溶液中分离钒铬的方法，其特征在于：调节至弱酸性后，加热至90～100℃；优选加热至90～95℃。

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，孙浩，魏昶，邓志敢，朱学军，闫蓓蕾，邓俊，杨涛，张毅，王允威，毛雪华，曾成华，刘双，王明月，
申请(专利权)人：昆明理工大学，攀枝花学院，
类型：发明
国别省市：云南;53