本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種從含釩溶液中沉淀分離回收釩的方法，該方法是將凈化處理過的含釩溶液通過氧化劑氧化，使含釩溶液中的低價釩氧化成五價釩后，調(diào)節(jié)pH至適當(dāng)值，再在含釩溶液中加入銨鹽和六次甲基四胺反應(yīng)，析出多釩酸銨晶體；將所得的多釩酸銨晶體加熱分解，得到五氧化二釩；該方法沉釩效率高，釩沉淀物密度大，可獲得高純度的五氧化二釩，且該方法操作簡單，流程短，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及，屬于化工冶金領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
釩及其化合物廣泛用于冶金、化工等行業(yè)。釩及其化合物的制備工藝都包含濕法冶金過程，從含釩溶液中沉淀分離回收釩的方法主要有:水解沉淀法、鈣鹽沉淀法、鐵鹽沉淀法及銨鹽沉淀。其中，水解沉淀法又分五價釩水解沉淀法和四價釩水解沉淀法，銨鹽沉淀法又分弱堿性銨鹽沉淀法和弱酸性銨鹽沉淀法。五價釩水解沉淀法，是將釩酸或釩酸鈉溶液的PH調(diào)至1.5?2.5，升溫攪拌沉淀析出多釩酸和多釩酸鈉的混合物；四價釩水解沉淀法，是將亞釩酸或亞釩酸鈉溶液的pH調(diào)至4.5?5.5，升溫攪拌沉淀析出二氧化釩水合物。水解沉淀法的缺點(diǎn)是，沉釩率低，釩沉淀物中雜質(zhì)含量高。鈣鹽及(亞)鐵鹽沉淀法得到的相應(yīng)釩酸鹽粒度細(xì)、雜質(zhì)含量高只能用作冶煉釩鐵的原料及富集釩的中間產(chǎn)物，無法直接用來生產(chǎn)釩的純化合物。弱堿性銨鹽沉淀法，雖然在室溫下控制含釩液PH為8加入銨鹽可結(jié)晶析出偏釩酸銨晶體，但其銨耗大，沉淀時間長，沉釩率不高，一般只在釩濃度高的二次提純V2O5中使用。弱酸性銨鹽沉淀法，是先往含釩溶液中加酸或堿調(diào)pH至3?5，再加入銨鹽，并調(diào)pH至2，60?100°C攪拌0.5?3.5h析出多釩酸銨。弱酸性銨鹽沉淀法要求含釩液中V2O5濃度在6g/L以上，對于V2O5濃度低于6g/L的溶液沉釩率很低，甚至無法沉淀析出多釩酸銨。此外，弱酸性銨鹽沉淀法得到的多釩酸銨的振實(shí)密度一般為0.4?0.6g/cm3,且夾帶雜質(zhì)含量高，其中Na2O的含量高達(dá)0.5?1.5 %，要得到密度高于0.6g/cm3且Na2O含量低于0.1 %的高純度多釩酸銨的沉釩條件很苛刻。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中從含釩溶液中沉淀分離回收釩的方法存在的問題，本專利技術(shù)的目的是在于提供一種從釩溶液中高效沉釩并回收高純度五氧化二釩的方法，該方法操作簡單、流程短，滿足工業(yè)化生產(chǎn)。 本專利技術(shù)提供了，該方法包括以下步驟: 步驟一:預(yù)處理 在凈化處理過的含釩溶液中加入氧化劑進(jìn)行氧化反應(yīng)，使含釩溶液中的低價釩氧化成五價釩后，調(diào)節(jié)含釩溶液的pH為I?4 ; 或者，先調(diào)節(jié)凈化處理過的含釩溶液的pH為I?4后，加入氧化劑進(jìn)行氧化反應(yīng)，使含釩溶液中的低價釩氧化成五價釩； 步驟二:誘導(dǎo)析出多釩酸銨晶體 在步驟一預(yù)處理后的含釩溶液中按五價釩、銨鹽和六次甲基四胺的質(zhì)量比例1:0.15?4.5:0.01?0.5加入銨鹽和六次甲基四胺，在溫度為O?60°C的條件下進(jìn)行反應(yīng)，析出多釩酸銨晶體；其中，五價釩按V2O5計量； 步驟三:多釩酸銨熱解 將步驟二所得的多釩酸銨晶體加熱分解，得到五氧化二釩。 本專利技術(shù)的從含釩溶液中沉淀分離回收釩的方法還包括以下優(yōu)選方案: 優(yōu)選的方案中步驟二中在溫度為O?60°C的條件下反應(yīng)0.5?5h。 優(yōu)選的方案中多釩酸銨晶體在400?850°C溫度下煅燒，得到五氧化二釩。進(jìn)一步優(yōu)選的方案中多釩酸銨晶體在400?600°C的溫度條件下煅燒1.5?3.5h，主要得到粉狀五氧化二釩。進(jìn)一步優(yōu)選的方案中多釩酸銨晶體在780?850°C溫度條件下煅燒0.5? 2.5h，主要得到片狀五氧化二釩。而在600?780°C溫度范圍內(nèi)同時存在兩種形態(tài)的五氧化二釩。 優(yōu)選的方案中銨鹽為硫酸銨、氯化銨、硝酸銨中的至少一種。 優(yōu)選的方案中在含釩溶液中加入氧化劑在溫度為O?100°C條件下氧化0.5? 3.5h，使含釩溶液中的低價釩氧化成五價釩；其中，氧化劑的加入量按含釩溶液中低價釩氧化成五價f凡所需理論摩爾量的I?3倍。 優(yōu)選的方案中氧化劑為雙氧水、高氯酸、氯酸、氯酸鈉、次氯酸鈉中的至少一種。 優(yōu)選的方案中銨鹽的加入量為含釩溶液中五價釩質(zhì)量的1.5?4，5倍，其中，五價釩按V2O5計量。 優(yōu)選的方案中六次甲基四胺的加入量為含釩溶液中五價釩質(zhì)量的0.1?0.3倍，其中，五價釩按V2O5計量。 優(yōu)選的方案中pH采用常用的酸和堿進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述的酸為硫酸、鹽酸、硝酸中的至少一種。所述的堿為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氨水中的至少一種。 優(yōu)選的方案中含釩溶液中釩濃度適用范圍l-100g/L V205。 與已有的技術(shù)相比，本專利技術(shù)的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)及帶來的有益效果:本專利技術(shù)首次在酸性銨鹽沉淀法沉淀五價釩過程中，添加六次甲基四胺，六次甲基四胺的作用是，一方面利用六次甲基四胺特殊的分子結(jié)構(gòu)，對五價釩陰離子的吸附性，使溶液中六次甲基四胺分子周邊的五價釩陰離子濃度劇增，另一方面具有降低銨離子與五價釩陰離子結(jié)合形成多釩酸按晶體的活化能，從而在較低溫度下，促使多酸按釩晶體的析出，獲得較大密度的多釩酸沉淀，且顯著降低了含釩液沉淀析出多釩酸按晶體的初始極限濃度，大大提升了釩的沉淀效率。本專利技術(shù)的優(yōu)勢在于:釩沉淀率高，能獲得高純度的五氧化二釩晶體，另外具有操作簡便，流程短，反應(yīng)條件溫和，適用于工業(yè)化應(yīng)用。 【具體實(shí)施方式】 下面結(jié)合實(shí)施例，對本專利技術(shù)作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例旨在說明本專利技術(shù)而不是對本專利技術(shù)的進(jìn)一步限定。 實(shí)施例1 取某釩廠提供的釩渣鈉化焙燒-水浸-凈化得到的合格釩液(V20535.28g/L，P <0.01g/L，S1.18g/L，pH = 8.9) 500mL,加硫酸調(diào) pH 值至 5.2，按溶液中的 V2O5 質(zhì)量的 1.5倍加入硫酸銨，再加硫酸調(diào)pH值至1.9，然后按溶液中V2O5質(zhì)量的0.11倍加入六次甲基四胺，室溫攪拌1.5h，過濾、洗滌、烘干，得含V2O50.15g/L的沉釩后液和振實(shí)密度為0.86g/cm3的多釩酸銨晶體，多釩酸銨晶體經(jīng)550°C煅燒2小時，得到純度為99.85%的V2O5產(chǎn)品。 實(shí)施例2 取某釩廠提供的含釩石煤經(jīng)氧化焙燒-低酸浸出得到的含釩液(V2052.36g/L，P0.12g/L，Si 0.25g/L，pH = 2.8) 5000mL,按溶液中V2O5質(zhì)量的4.5倍加入硫酸銨，按溶液中V2O5質(zhì)量的0.25倍加入六次甲基四胺，室溫攪拌3.5h，過濾、洗滌、烘干，得含V2O50.09g/L的沉釩后液和振實(shí)密度為0.97g/cm3的多釩酸銨晶體，多釩酸銨晶體經(jīng)800°C煅燒I小時，得到純度為99.25%的V2O5產(chǎn)品。 實(shí)施例3 取某釩廠提供的含釩石煤經(jīng)硫酸浸出-溶劑萃取所得的富釩液(V20539.74g/L，P0.01g/L，Si 0.02g/L, Fe 0.74g/L) 500mL，加堿調(diào)pH值至3.5，按溶液中四價釩氧化成五價鑰;化學(xué)反應(yīng)計量數(shù)1.1倍加入氯酸鈉，70°c氧化Ih,過濾,去除氧化過程析出的Fe等雜質(zhì)，然后往溫度約為45°C的濾液中加入40g硫酸銨及2.4g六次甲基四胺，攪拌0.5h，靜置4.5h，過濾、洗滌、烘干，得含V2O50.12g/L的沉釩后液和振實(shí)密度為1.02g/cm3的多釩酸銨晶體，多釩酸銨晶體經(jīng)500°C煅燒2.5小時，得到純度為99.63%的V2O5產(chǎn)品。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種從含釩溶液中沉淀分離回收釩的方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一：預(yù)處理在凈化處理過的含釩溶液中加入氧化劑進(jìn)行氧化反應(yīng)，使含釩溶液中的低價釩氧化成五價釩后，調(diào)節(jié)含釩溶液的pH為1～4；或者，先調(diào)節(jié)凈化處理過的含釩溶液的pH為1～4后，加入氧化劑進(jìn)行氧化反應(yīng)，使含釩溶液中的低價釩氧化成五價釩；步驟二：誘導(dǎo)析出多釩酸銨晶體在步驟一預(yù)處理后的含釩溶液中按五價釩、銨鹽和六次甲基四胺的質(zhì)量比例1:0.15～4.5:0.01～0.5加入銨鹽和六次甲基四胺，在溫度為0～60℃的條件下進(jìn)行反應(yīng)，析出多釩酸銨晶體；其中，五價釩按V2O5計量；步驟三：多釩酸銨熱解將步驟二所得的多釩酸銨晶體加熱分解，得到五氧化二釩。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種從含釩溶液中沉淀分離回收釩的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:預(yù)處理 在凈化處理過的含釩溶液中加入氧化劑進(jìn)行氧化反應(yīng)，使含釩溶液中的低價釩氧化成五價釩后，調(diào)節(jié)含釩溶液的邱為1?4 ； 或者，先調(diào)節(jié)凈化處理過的含釩溶液的1)?為1?4后，加入氧化劑進(jìn)行氧化反應(yīng)，使含釩溶液中的低價釩氧化成五價釩； 步驟二:誘導(dǎo)析出多釩酸銨晶體 在步驟一預(yù)處理后的含釩溶液中按五價釩、銨鹽和六次甲基四胺的質(zhì)量比例1:0.15?4.5:0.01?0.5加入銨鹽和六次甲基四胺，在溫度為0?601的條件下進(jìn)行反應(yīng)，析出多釩酸銨晶體；其中，五價釩按％05計量； 步驟三:多釩酸銨熱解 將步驟二所得的多釩酸銨晶體加熱分解，得到五氧化二釩。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟二中在溫度為0?601的條件下反應(yīng) 0.5 ?511。3.根...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王學(xué)文，王華光，楊洋，孟鈺麒，王明玉，向小艷，
申請(專利權(quán))人：中南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：湖南;43
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