[发明专利]一种含钒铬酸盐溶液分离回收钒铬的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含钒铬酸盐溶液分离回收钒铬的方法。

背景技术

钒、铬属同周期相邻过渡元素，性质相近，在自然界中钒、铬通常以共生的方式存在于矿物中。我国攀枝花、西昌、承德等地区开采的钒钛磁铁矿就是这类矿的典型代表。钒钛磁铁矿炼铁过程产生的钒渣，在其提钒生产工艺流程中，会产生大量的含有钒铬酸盐的沉钒母液。此外，在化工、电镀及其他冶金工业中也会产生含钒铬酸盐的废液。

钒和铬都是有价金属，同时又都是对环境有害的重金属元素。到目前为止，已经开发出多种处理含钒铬酸盐废液的技术，其中包括硫酸亚铁或铁屑还原法、二氧化硫和亚硫酸钠法、三氯化铁联合亚硫酸铵法、铁阳极电解法等，这些方法都能净化溶液中的钒和铬，但得到的都是含钒和铬的工业废渣（绿泥），需要进一步从绿泥中分离回收钒和铬。采用季胺或伯仲复合胺萃取也能实现溶液中钒和铬的分离，但萃取分离钒、铬的成本高，工艺条件难以控制。中国专利CN101538652B采用大孔强碱性树脂D201能将绿泥浸出液中的钒和铬分离，但钒与铬的分离并不彻底，工艺过程复杂，生产成本高。该专利是利用了钒铬氧化还原性质的差异，先将钒和铬以阴离子形式同时吸附到树脂上，然后以含低价钒的溶液还原树脂上的铬阴离子，还原后的铬则被氧化后的钒从树脂置换出来，从而在树脂上实现钒铬的分离。整个工艺过程既需要有氧化性的含钒铬酸盐溶液，也需要还原性的含钒铬酸盐溶液，流程长，操作复杂，且只能回收得到钒的合格产品，铬还是以铬渣的形式回收，钒铬分离回收的效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种工艺流程短，分离效果好，操作简便，回收成本低，环境友好的含钒铬酸盐溶液分离回收钒铬的方法。

本发明一种含钒铬酸盐溶液分离回收钒铬的方法，包括以下步骤：

第一步：钒饱和吸附或铬饱和吸附

将含钒铬酸盐溶液的pH值调至2~10；

用弱碱阴离子交换树脂选择性吸附含钒铬酸盐溶液中的钒，得第一负钒树脂备用；以流出液中含钒浓度为0.02-0.2g/L作为树脂吸附钒的穿漏点，钒穿漏点前流出的溶液备用；钒穿漏后流出的溶液返回钒饱和吸附工序再次吸附其中的钒；或用强碱阴离子交换树脂选择性吸附溶液中的铬，得第一负铬树脂备用；以流出液中含铬浓度为0.02-1g/L作为树脂吸附铬的穿漏点，铬穿漏点前流出的溶液备用；铬穿漏后流出的溶液返回铬饱和吸附工序再次吸附其中的铬；

第二步：钒穿漏点前或铬穿漏点前流出液的处理

将第一步所得钒穿漏点前流出的溶液用强碱阴离子交换树脂或弱碱阴离子交换树脂吸附富集其中的铬，得第二负铬树脂备用；或直接还原沉淀析出其中的铬；

将第一步所得铬穿漏点前流出的溶液用弱碱阴离子交换树脂或强碱阴离子交换树脂吸附富集其中的钒,得第二负钒树脂备用；或加铵盐沉淀析出其中的钒；

第三步：负钒树脂或负铬树脂的处理

将所述第一负钒树脂、第二负钒树脂用NaOH溶液解吸得钒酸钠溶液，钒酸钠溶液调pH值后加铵盐得偏钒酸铵或多钒酸铵沉淀，偏钒酸铵或多钒酸铵煅烧后得产品V₂O₅；

将所述第一负铬树脂、第二负铬树脂用NaOH溶液解吸得铬酸钠溶液，铬酸钠溶液经还原后制得氧化铬产品，或经蒸发结晶得铬酸钠或重铬酸钠产品。

本发明一种含钒铬酸盐溶液分离回收钒铬的方法中，所述含钒铬酸盐溶液采用加酸或碱预调pH值，加入的酸选自盐酸、硝酸、硫酸、碳酸中的一种；加入的碱选自CaCO₃、CaO、Ca(OH)₂、NaOH、NaHCO₃、Na₂CO₃、KOH、KHCO₃、K₂CO₃、氨水中的一种。

本发明一种含钒铬酸盐溶液分离回收钒铬的方法中，所述的强碱阴离子交换树脂或弱碱阴离子交换树脂为大孔型或凝胶型。

本发明一种含钒铬酸盐溶液分离回收钒铬的方法中，所述钒饱和吸附步骤，钒吸附接触时间30~90min；所述铬饱和吸附步骤，铬吸附接触时间20~100min。

本发明一种含钒铬酸盐溶液分离回收钒铬的方法中，所述第一负钒树脂，第二负钒树脂用0.5-3.0mol/L NaOH溶液解吸，解吸接触时间20~120min，解吸后的树脂用0.5-3.0mol/L的强酸溶液再生，再生接触时间30~120min，所述强酸溶液选自盐酸、硫酸、硝酸溶液中的一种。