[发明专利]一种提钒萃取循环中的酸法再生有机相工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种提钒萃取循环中的再生有机相工艺，具体涉及一种提钒萃取循环中的酸法再生有机相工艺。

背景技术

众所周知，含钒石煤是我国特有的丰富钒资源之一，但长期以来，含钒石煤提钒工艺被经典的加盐焙烧工艺所统治，此工艺的要害在于一是污染严重，不符合社会发展的要求；二是钒的回收率极低，通常≤50％，如此之低的回收率也是对我国丰富的含钒石煤资源的极大浪费；三是机械化连续性作业程度差，特别是原有的两步沉钒法，所以很难上规模，为此这种老工艺纷纷下马或被政府强制予以取缔。

近些年取而代之的是直接酸浸，后接溶剂萃取的提钒工艺，实践证明，酸法提钒工艺不仅解决了原经典加盐焙烧工艺的污染问题，实现了机械化的流水作业，使企业上了规模；同时还大大地提高了钒的总回收率(能达到约70％)，这对石煤提钒而言是个不小的突破。

酸法工艺采用溶剂萃取纯化技术，在萃取过程中部分杂质元素如铁、铝也被萃取，并逐步积累，直至有机相中毒而不能萃取钒，因此在萃取循环中必须设置有机相再生工序即用再生剂除去有机相中的杂质，使有机相恢复萃取钒的能力。目前常见的有机相再生采用碱法工艺，再生剂为碱性的碳铵溶液，再生时有机相所含的杂质以铁、铝氢氧化物形式形成夹带大量有机相的三相物，必须经专门三相分离设备才能得到再生后的有机相，并经酸化后才能用于萃取。碱法再生存在不仅耗碱大、有机相损耗大而且所需设备多等弊端，其无形中也增加了很多成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提钒萃取循环中的酸法再生有机相工艺，其降低了原材料的消耗，减少了再生设备的投资，节约了单位成本。

酸法再生原理：

P₂₀₄是一种液体阳离子交换型萃取剂，在有机相中，两个P₂₀₄分子聚合成一个聚合分子，其聚合反应式如下：

式中R＝C₈H₁₇。

萃取时水相中金属离子除VO²⁺、Fe³⁺、MoO₂²⁺等元素被萃取外，其他金属离子如Fe²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺等很少或几乎不萃取仍留在水相中，从而达到与杂质金属离子分离的纯化目的。被萃取的金属阳离子与P₂₀₄聚合分子中的氢原子进行阳离子交换，金属离子进入有机相，氢离子进入水相，萃取过程发生如下化学反应：

上述反应为可逆反应，只要提高水相酸度使反应朝相反方向移动，可以用酸度较高的硫酸溶液来反萃取钒，再用酸度更高的硫酸溶液反萃取铁、铝等杂质金属阳离子达到有机相再生的目的。

本发明的技术解决方案是：

一种提钒萃取循环中的酸法再生有机相工艺，其特殊之处在于：在萃取循环中溶剂萃取贫有机相的再生采用浓度为250～300g/l的硫酸溶液为再生剂；其贫有机相与再生剂的流量比为10～15∶1，当贫有机相杂质浓度高时，加大再生剂流量，通常10∶1已足够，反之较小到15∶1为宜；贫有机相与再生水相在混合实中的体积比(接触相比)为1.2～1.5∶1为佳，当接触相比小于1.2∶1，会出现水相为连续相，不利于相分离，同时会减少再生所需时间，而影响再生效率；当接触相比大于1.5∶1时，又会因再生剂少，而降低再生效率。其再生温度控制在40～50℃。提高再生温度有利于提高再生效率，但过高的再生温度会增加有机相特别是煤油的挥发损失；在配置再生剂时，因硫酸稀释产生的热能维持所需的再生温度，而不必外加热，通常夏季的再生温度可达50℃，冬季则为40℃左右。

上述萃取过程主要发生如下化学反应：

上述贫有机相与再生剂的流量比为11～14∶1为佳。

上述贫有机相与再生剂的流量比为12～13∶1为佳。

上述贫有机相与再生水相在混合系中的体积比(接触相比)接比为1.3～1.4∶1。

上述再生温度控制在45℃为佳。

上述再生包括逆流3～4级再生。

本发明的优点在于：

1、采用酸法再生工艺，再生液的剩余硫酸可用于浸出，做到物尽其用，省去了碱法再生碳铵的消耗，再生过程中无三相物，省去了碱法再生必须的三相分离槽，降低了因碱法再生产生铁、铝等氢氧化物沉淀所夹带的有机相损耗；