一种含钒溶液清洁化提钒的方法技术

本发明专利技术公开了一种含钒溶液清洁化提钒的方法，包括：向含钒溶液中加入含钙沉钒剂，调节pH，并加热搅拌，固液分离，得到钒酸钙沉淀和无钒溶液；将钒酸钙沉淀与水搅拌，并加入硫酸，调节pH，固液分离，得到硫酸钙沉淀和有钒溶液，硫酸钙沉淀作为含钙沉钒剂循环使用；向有钒溶液中加入硫酸，调节pH，加热搅拌，固液分离，得到高钙水合钒和提钒溶液；将高钙水合钒与水搅拌，加入酸性铵盐，固液分离，得到多钒酸铵和脱钙液；多钒酸铵经过煅烧得到五氧化二钒；脱钙液中加入碱性铵盐反应，固液分离，得到碳酸钙沉淀和含铵溶液。本发明专利技术提钒过程中沉钒剂硫酸钙可以循环使用；加入铵盐合成多钒酸铵后，产生的含铵溶液也能循环利用；无废液产生、绿色环保。环保。

【技术实现步骤摘要】
一种含钒溶液清洁化提钒的方法


[0001]本专利技术属于钒冶金化工
，具体涉及到一种含钒溶液清洁化提钒的方法。

技术介绍

[0002]五氧化二钒作为重要的工业中间品，广泛应用于冶金、化工和新能源等领域。目前五氧化二钒生产广泛采用铵盐沉淀法，利用铵盐将钒转化为偏钒酸铵或多钒酸铵，经煅烧后得到五氧化二钒。为解决氨氮废水问题，中国专利CN102336437A，采用水解法先获得红钒即多钒酸钠，再将多钒酸钠经铵盐洗钠后煅烧得到五氧化二钒，但该工艺未提及洗钠后含铵溶液的处理问题。中国专利CN103145187A，提出优化方案，使用硫酸
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硫酸铵对多钒酸钠进行洗钠，洗钠后含铵溶液经冷冻分离硫酸钠和硫酸铵，但硫酸钠和硫酸铵的分离难度大，易产生硫酸钠
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硫酸铵复盐难题彻底处理。也有人采用钙盐沉钒
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铵盐转溶工艺提钒，如中国专利CN109205672A、CN104775041A，采用草酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵等对钒酸钙进行转浸溶钒，再制备偏钒酸铵，该工艺铵耗量大，草酸铵具备还原性，容易将五价钒还原，碳酸铵、碳酸氢铵具备易分解，操作环境差，存在与传统偏钒酸铵生产相同的氨氮废水处理问题，且未提及产生的草酸钙、碳酸钙的处理问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0004]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种含钒溶液清洁化提钒的方法，包括以下步骤：
[0005]步骤一、向含钒溶液中加入含钙沉钒剂，调节pH值，并加热至80～95℃搅拌20～80min，固液分离，得到钒酸钙沉淀和无钒溶液，无钒溶液用于含铬矿物中钒浸出；将钒酸钙沉淀与其10～20倍质量的水搅拌，并加入质量分数为50～95％的硫酸溶液，调节pH值为2～4，固液分离，得到硫酸钙沉淀和有钒溶液，硫酸钙沉淀作为含钙沉钒剂循环使用；
[0006]步骤二、向有钒溶液中加入质量分数为50～98％的硫酸，调节pH值为 1.6～2.5，加热至60～95℃搅拌20～120min，固液分离，得到高钙水合钒和提钒溶液，提钒溶液用于步骤一中替换水与钒酸钙搅拌；将高钙水合钒与其10～20 倍质量的水搅拌，并加入酸性铵盐，固液分离，得到多钒酸铵和脱钙液；多钒酸铵经过煅烧得到五氧化二钒；
[0007]步骤三、脱钙液中加入碱性铵盐反应，固液分离，得到碳酸钙沉淀和含铵溶液，碳酸钙沉淀返回步骤一中用于与钒酸钙沉淀共同转化为硫酸钙沉淀，含铵溶液返回步骤二中用于与高钙水合钒反应生成多钒酸铵。
[0008]优选的是，所述步骤一中，含钒溶液中钒浓度为0～60g/L。
[0009]优选的是，所述步骤一中，含钙沉钒剂为硫酸钙、氧化钙、氢氧化钙、氯化钙、硝酸钙中的至少一种；含钙沉钒剂的量为按单质钙:单质钒的摩尔比为0.5～10:1。
[0010]优选的是，所述步骤一中，pH值范围7～13，调节pH的碱性物质为氢氧化钠、氢氧化
钾、氢氧化钙中的至少一种。
[0011]优选的是，所述步骤一中，含钒溶液中加入含钙沉钒剂，调节pH并加热搅拌后，采用双频超声同时进行处理10～15min；双频超声的频率分别为 30～35kHz和65～85kHz；每个超声频率的功率均为300～400W。
[0012]优选的是，所述步骤一中，将钒酸钙沉淀加水和硫酸搅拌时，采用超声分散法搅拌，过程为：将钒酸钙、水和硫酸加入微波超声波一体化反应器中，同时开启微波和超声波进行协同处理15～25min，微波功率为120～300W；超声功率为150～300W，超声频率为30～35KHz；温度为0～90℃。
[0013]优选的是，所述步骤二中，酸性铵盐为硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、甲酸铵中至少一种；加入的酸性铵盐与高钙水合钒的质量比为0.1～2:1。
[0014]优选的是，所述步骤二中，煅烧过程中，温度为550～650℃，时间为1～3h。
[0015]优选的是，所述步骤三中，碱性铵盐为碳酸铵、碳酸氢铵、尿素至少一种；加入的碱性铵盐与碳酸钙摩尔比为0.1～5:1。
[0016]优选的是，所述步骤三中，脱钙液中加入碱性铵盐后，进行超临界二氧化碳磁力搅拌，过程为：将脱钙液和碱性铵盐置于超临界反应釜中，通入二氧化碳，控制反应釜内温度为30～40℃、压力为6～24MPa，磁力搅拌转速为 1000～1500rpm，搅拌1～3h；控制泄压速率为0.1～5MPa/s，排出二氧化碳气体。
[0017]本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术一种含钒溶液清洁化提钒的方法，提钒过程中，沉钒剂硫酸钙可以循环使用；加入铵盐合成多钒酸铵后，产生的含铵溶液也能循环利用；无废液产生、绿色环保。
[0018]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式：
[0019]下面对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0020]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0021]<实施例1>
[0022]一种含钒溶液清洁化提钒的方法，包括以下步骤：
[0023]步骤一、向1L钒浓度为10g/L的含钒溶液中加入30g氧化钙，加热至90℃搅拌45min，固液分离，得到钒酸钙沉淀和无钒溶液；将钒酸钙沉淀与其10倍质量的水搅拌，并加入50％质量分数的硫酸，调节pH值为3，固液分离，得到硫酸钙沉淀和有钒溶液；
[0024]步骤二、向有钒溶液中加入50％质量分数的硫酸，调节pH值为1.8，并加热至90℃搅拌90min，固液分离，得到高钙水合钒和提钒溶液，提钒溶液用于实施例2中与钒酸钙沉淀搅拌，将混合物与其10倍质量的水搅拌，并加入4g氯化铵，固液分离，得到多钒酸铵和脱钙液；多钒酸铵经过550℃煅烧 2h，得到五氧化二钒，主含量为99.2％；
[0025]步骤三、脱钙液中加入2g碳酸氢铵反应，固液分离，得到碳酸钙沉淀和含铵溶液，碳酸钙沉淀用于实施例2中与钒酸钙沉淀共同转化为硫酸钙沉淀。
[0026]<实施例2>
[0027]一种含钒溶液清洁化提钒的方法，包括以下步骤：
[0028]步骤一、向1L钒浓度为20g/L的含钒溶液中加入96g硫酸钙，用氢氧化钠调整pH值为12，加热至90℃搅拌45min，固液分离，得到钒酸钙沉淀和无钒溶液；将钒酸钙沉淀与实施例1得到的碳酸钙沉淀混合，再加入10倍质量的水搅拌，并加入50％质量分数的硫酸，调节pH值为2.5，固液分离，得到硫酸钙沉淀和有钒溶液；
[0029]步骤二、向有钒溶液中加入50％质量分数的硫酸，调节pH值为2，并加热至90℃搅拌90min，固液分离，得到高钙水合钒和提钒溶液，提钒溶液用于实施例3中与钒酸钙沉淀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含钒溶液清洁化提钒的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、向含钒溶液中加入含钙沉钒剂，调节pH值，并加热至80～95℃搅拌20～80min，固液分离，得到钒酸钙沉淀和无钒溶液，无钒溶液用于含铬矿物中钒浸出；将钒酸钙沉淀与其10～20倍质量的水搅拌，并加入质量分数为50～95％的硫酸溶液，调节pH值为2～4，固液分离，得到硫酸钙沉淀和有钒溶液，硫酸钙沉淀作为含钙沉钒剂循环使用；步骤二、向有钒溶液中加入质量分数为50～98％的硫酸，调节pH值为1.6～2.5，加热至60～95℃搅拌20～120min，固液分离，得到高钙水合钒和提钒溶液，提钒溶液用于步骤一中替换水与钒酸钙搅拌；将高钙水合钒与其10～20倍质量的水搅拌，并加入酸性铵盐，固液分离，得到多钒酸铵和脱钙液；多钒酸铵经过煅烧得到五氧化二钒；步骤三、脱钙液中加入碱性铵盐反应，固液分离，得到碳酸钙沉淀和含铵溶液，碳酸钙沉淀返回步骤一中用于与钒酸钙沉淀共同转化为硫酸钙沉淀，含铵溶液返回步骤二中用于与高钙水合钒反应生成多钒酸铵。2.根据权利要求1所述的含钒溶液清洁化提钒的方法，其特征在于，所述步骤一中，含钒溶液中钒浓度为0～60g/L。3.根据权利要求1所述的含钒溶液清洁化提钒的方法，其特征在于，所述步骤一中，含钙沉钒剂为硫酸钙、氧化钙、氢氧化钙、氯化钙、硝酸钙中的至少一种；含钙沉钒剂的量为按单质钙:单质钒的摩尔比为0.5～10:1。4.根据权利要求1所述的含钒溶液清洁化提钒的方法，其特征在于，所述步骤一中，pH值范围7～13，调节pH的碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的至少一种。5.根据权利要求1所述的含钒溶液清洁化...

【专利技术属性】
技术研发人员：白礼太，马顺友，黄先东，帖秀梅，朱乐，陈冬梅，
申请(专利权)人：四川省银河化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：