一种萃取剂及从酸性含钒钼镍溶液中制备硫酸氧钒的方法技术

本发明专利技术提供了一种萃取剂及从酸性含钒钼镍溶液中制备硫酸氧钒的方法，所述萃取剂包括：萃取剂P204、萃取剂TBP、异辛醇、萃取剂Cynaex272和磺化煤油，所述方法包括以下步骤：(1)酸性含钒钼镍溶液与经预处理的所述萃取剂混合并进行萃取，得到含镍水溶液和含钒钼有机溶液；(2)所述含钒钼有机溶液经一次反萃，得到含硫酸氧钒的水溶液；本工艺方法简单易行，通过萃取

【技术实现步骤摘要】
一种萃取剂及从酸性含钒钼镍溶液中制备硫酸氧钒的方法


[0001]本专利技术属于钒产品制备领域，尤其涉及一种萃取剂及从酸性含钒钼镍溶液中制备硫酸氧钒的方法。

技术介绍

[0002]硫酸氧钒是一种蓝色结晶性粉末，主要用于全钒液流储能电池电解液、织物的媒染剂、催化剂及还原剂等。工业生产中，硫酸氧钒的制备主要通过将五氧化二钒溶解于硫酸中，加入还原剂将五价钒还原成四价钒，从而制得硫酸氧钒溶液。由于五氧化二钒的生产流程包括含钒矿物焙烧
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浸出
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除杂
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沉钒
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煅烧，工序复杂且产物价格昂贵，导致硫酸氧钒生产成本高昂。
[0003]CN102683733A公开了一种全钒液流电池的硫酸氧钒电解液制备方法。其特征是经钒渣及石煤浸出、反萃取、树脂解析所得硫酸氧钒溶液用碱金属或碱土金属的氧化物或氢氧化物调整pH，加入无机还原剂；用P204或P507、TBP、磺化煤油为萃取剂，多级逆流萃取，两相分离后，洗涤载钒有机相；用硫酸溶液2
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5级多级逆流反萃取载钒有机相，制得硫酸氧钒反萃取液；调整硫酸氧钒反萃取液；加入有机还原剂调整溶液电位值，用上述萃取剂萃取，两相分离后，用硫酸溶液洗涤载钒有机相，用硫酸溶液多级逆流反萃取，得到硫酸氧钒溶液；蒸馏至全钒液流电池所需浓度。所述方法采用还原
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萃取
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反萃方法获得硫酸氧钒溶液，但是由于初产物精度不高，还需要后续提纯步骤，工序繁琐。
[0004]CN104064799A公开了一种硫酸亚铁/草酸还原制备硫酸氧钒电解液的方法。本硫酸亚铁/草酸还原制备硫酸氧钒电解液的方法通过提取硫酸氧钒溶液、无机还原硫酸氧钒溶液、混合萃取剂制备、硫酸氧钒反萃取、有机还原硫酸氧钒反萃取液、硫酸氧钒电解液前体浓缩等步骤，制备一种高纯度的硫酸氧钒电解液。所述方法尽管可以通过萃取得到硫酸氧钒，但是包含氧化钙浸出钒以及还原等步骤，工艺复杂。
[0005]CN101580278A公开了一种硫酸氧钒的制备方法，属于湿法冶金
本专利技术的方法是采用石煤资源作原料，酸性浸出得到四价钒的浸出液，浸出液还原、中和后，经两段萃取和反萃取制得硫酸氧钒富集溶液，蒸发脱水得到硫酸氧钒产品。所述方法采用酸性浸出一溶剂萃取技术直接制备硫酸氧钒，但是需要经过还原以及中和步骤，工艺流程较为复杂。
[0006]因此，需要开发新的更简化便捷的硫酸氧钒生产工艺。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的工序繁琐、生产成本高等问题，本专利技术提出了一种萃取剂及从酸性含钒钼镍溶液中制备硫酸氧钒的方法，所述萃取剂对钒钼/镍具有高选择性，利用所述萃取剂实现溶液中钒钼与镍的选择性分离，得到含钒钼的有机相以及含镍溶液，而后利用硫酸对钒钼的选择性差异，实现钒钼的反萃分离，获得硫酸氧钒溶液与含钼有机相，最后通过碱性条件下反萃，实现萃取剂的再生并获得钼酸钠溶液副产品。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种萃取分离钒钼镍的萃取剂，所述萃取剂包括：萃取剂P204、萃取剂TBP、异辛醇、萃取剂Cynaex272和磺化煤油。
[0010]本专利技术提供的萃取分离钒钼镍的萃取剂，采用萃取剂P204、萃取剂TBP、异辛醇、萃取剂Cynaex272和磺化煤油进行复配，其中P204为主萃取剂，起作用是实现钒、钼的萃取，TBP为协萃剂，可以提高钒的萃取率，Cynaex272、异辛醇的加入可以提高萃取剂对钒钼/镍的萃取选择性，更好地实现钒钼/镍的分离。
[0011]优选地，所述萃取剂中萃取剂P204、萃取剂TBP、异辛醇、萃取剂Cynaex272和磺化煤油的体积比为(10
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15):(1
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5):(1
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5):(1
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5):(70
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87)，例如可以是10:5:3:5:77、12:4:2:4:78、13:2:5:2:78、10:2:3:4:77、15:2:4:4:75或14:3:4:4:75，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。钒萃取率与溶液中P204体积分数成正比，当P204体积分数小于10％时，钒萃取率过低，而当P204体积分数高于15％时钒萃取率提升极小，且随着P204体积分数高于15％溶液黏度过大，对萃取过程造成不利影响，故主萃取剂P204浓度范围为10
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15％。协萃剂TBP的添加量取决于主萃取剂的体积分数，一般协萃剂与主萃取剂比例不超过1:2即可。萃取过程中异辛醇和Cynaex272的添加量与钒钼/镍的选择性呈现正相关，根据溶液中钒镍浓度比例不同，异辛醇与Cynaex272体积分数在1
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5％之间调整，实现溶液中钒钼/镍最大程度的分离。
[0012]第二方面，本专利技术提供了一种从酸性含钒钼镍溶液制备硫酸氧钒的方法，所述方法采用如第一方面所述的萃取分离钒钼镍的萃取剂进行萃取。
[0013]作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
[0014](1)酸性含钒钼镍溶液与经预处理的萃取剂混合并进行萃取，得到含镍水溶液和含钒钼有机溶液；
[0015](2)所述含钒钼有机溶液经一次反萃，得到含硫酸氧钒的水溶液。
[0016]本专利技术通过使用具有高分离因子的钒钼/镍萃取剂，在传统工艺的基础上缩减了还原以及后续除杂等步骤，以高效快捷的一步萃取
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两步反萃的萃取分离工艺得到硫酸氧钒溶液产品，同时分离出硫酸镍溶液、钼酸钠溶液副产品，并且对萃取剂进行了回用，兼具高效能和环保性。
[0017]优选地，步骤(1)中所述预处理为皂化反应。
[0018]优选地，所述皂化反应使用的皂化剂包括氢氧化钠。
[0019]优选地，所述皂化反应中氢氧化钠的浓度为0.1
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1.0mol/L，例如可以是0.1mol/L、0.2mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L、0.7mol/L或1.0mol/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]优选地，所述皂化反应的反应时间为5
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15min，例如可以是5min、7min、8min、10min、11min、12min或15min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0021]优选地，所述酸性含钒钼镍溶液包括含钒页岩、钒渣或钒钛磁铁矿焙烧后硫酸浸出后得到的酸性溶液中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为含钒页岩和钒渣的组合、含钒页岩和钒钛磁铁矿的组合、钒钛磁铁矿和钒渣的组合等，但并不仅限于所列举的组合，该范围内其他未列举的组合同样适用。
[0022]优选地，所述酸性含钒钼镍溶液的pH值为0.5
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4，例如可以是0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、1.8、2.0、2.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种萃取分离钒钼镍的萃取剂，其特征在于，所述萃取剂包括：萃取剂P204、萃取剂TBP、异辛醇、萃取剂Cynaex272和磺化煤油。2.根据权利要求1所述的萃取剂，其特征在于，所述萃取剂中萃取剂P204、萃取剂TBP、异辛醇、萃取剂Cynaex272和磺化煤油的体积比为(10
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15):(1
‑
5):(1
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5):(1
‑
5):(70
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87)。3.一种从酸性含钒钼镍溶液制备硫酸氧钒的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1或2所述的萃取分离钒钼镍的萃取剂进行萃取。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)酸性含钒钼镍溶液与经预处理的萃取剂混合并进行萃取，得到含镍水溶液和含钒钼有机溶液；(2)所述含钒钼有机溶液经一次反萃，得到含硫酸氧钒的水溶液。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述预处理为皂化反应；优选地，所述皂化反应使用的皂化剂包括氢氧化钠；优选地，所述皂化反应中氢氧化钠的浓度为0.1
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1.0mol/L；优选地，所述皂化反应的反应时间为5
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15min。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述酸性含钒钼镍溶液包括含钒页岩、钒渣或钒钛磁铁矿焙烧后硫酸浸出后得到的酸性溶液中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述酸性含钒钼镍溶液的pH值为0.5
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4；优选地，所述酸性含钒钼镍溶液中钒元素的浓度为1.0
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2.5g/L；优选地，所述酸性含钒钼镍溶液中钼元素的浓度为0.1
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1.0g/L；优选地，所述酸性含钒钼镍溶液中镍元素的浓度为0.5
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1.0g/L；优选地，所述萃取的方式包括震荡萃取；优选地，所述萃取的相比O/W为(1:1)
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(6:1)；优选地，所述萃取的温度为25
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65℃；优选地，所述萃取的时间为5
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30min；优选地，所述萃取的级数为6
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10。7.根据权利要求4
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6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述一次反萃中加入的一次反萃剂包括硫酸溶液；优选地，所述一次反萃还得到含钼有机溶剂；优选地，所述含钼有机溶液中钒元素的浓度为5.0
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20.0g/L；优选地，所述含钼有机溶液中钼元素的浓度为0.5
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10.0g/L；优选地，所述含硫酸氧钒的水溶液中硫酸的浓度为1.0
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5.0mol/L；优选地，所述一次反萃的方式包括震荡反萃；优选地，所述一次反萃的相比O/W为(1:1)
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(6:1)；优选地，所述一次反萃的温度为25
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65℃；优选地，所述一次反萃的时间为5
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30min；优选地，所述一次反萃的级数为6
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【专利技术属性】
技术研发人员：杜浩，潘博，王少娜，刘彪，吕页青，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：