[发明专利]一种含钒溶液的钒铝分离方法

说明书

本发明涉及一种含钒溶液的钒铝分离方法。其技术方案是：将含钒溶液采用氢氧化钾调节pH至1.0～2.5，固液分离，得到中和钒液；按钾盐中钾离子∶中和钒液中铝离子的物质的量比为(3～8)∶1，将钾盐加入中和钒液中，在85～95℃条件下搅拌，得到反应后液；将反应后液在0～10℃条件下结晶，固液分离，得到钒铝分离后液和粗晶体；按照液固比为(1～2)m³/Kg，将90～100℃热水加入粗晶体中，搅拌至完全溶解，冷却，固液分离，于0～10℃条件下重结晶12～24h，固液分离，洗涤，得到草酸铝钾(K₃[Al(C₂O₄)₃]·3H₂O)。本发明具有工艺简单、钒铝分离效果好、钒损失率低和资源综合利用率高的特点。

技术领域

本发明属于钒铝分离技术领域。具体涉及一种含钒溶液的钒铝分离方法。

背景技术

含钒页岩中的钒通常以类质同象取代铝氧二八面体结构中的三价铝而赋存于云母矿中，钒品位低和铝品位高。在含钒页岩提钒酸浸过程中，铝的浸出比钒更容易，大量的Al₂O₃在酸浸过程中会形成Al³⁺进入浸出液中，若不去除，严重影响后续钒的进一步净化富集及最终钒产品质量。因此，对含钒溶液进行钒铝分离很有必要。

Kim等人(Hong-In Kim,Ki-Woong Lee,Debaraj Mishra,et.al.Separation andrecovery of vanadium from leached solution of spent residue hydridesulfurization(RHDS)catalyst using solvent extraction.Journal of Industrialand Engineering Chemistry[J].2014(20)：4457–4462)在草酸体系下采用三辛烷基叔胺(Alamine-336)从废催化剂的浸出液中分离回收钒和钼，首先采用20％的Alamine-336在pH＝0.5的条件下萃取钼，然后用20％的Alamine-336在pH＝1.25的条件下萃取钒，经逆流萃取，钼和钒的萃取率均达到99％以上，而杂质离子铝和钙共萃取均低于5％。尽管该工艺实现了钼、钒与杂质离子的良好分离，但铝作为杂质离子进入萃余液中没有回收，资源综合利用率低。

陈惠等(陈惠，张岩岩，李建文，等.石煤微波辅助提钒及浸出液除杂研究[J].稀有金属与硬质合金，2011，39(2)：1-4)向石煤的硫酸浸出液中加入氨水，调节pH至2.0，静置5～8h，析出胺明矾晶体，过滤分离后可有效去除铝。尽管该方法除铝率达80％，但存在如下缺陷：氨水消耗量大，成本高；过量的氨水易与酸反应释放出氨气，污染环境；未回收有价金属铝，资源综合利用率低。

魏莉等人(魏莉，田宇楠，吕国志，等.从钒钛磁铁矿渣的废酸浸出液中萃取钒的研究[J].稀有金属，2015,39(3)：244-250)对钒钛磁铁矿渣的废酸浸出液进行了萃取钒的研究，以P204为萃取剂，在初始pH为2.5等最佳条件下，钒的一级萃取率达到97.71％，其他主要金属元素铁、镁、锰、铝(萃取率分别为35.90％，14.91％，16.45％，16.87％)被抑制在水相中，使钒与其他金属元素得以分离。尽管该方法钒的萃取率高，但铝的共萃率也偏高，钒铝分离效果不理想，影响后续钒产品的纯度，且未回收有价金属铝，资源综合利用率低。

“一种石煤提钒铝、钾综合回收方法”(CN 102424914 A)专利技术，该技术向石煤硫酸浸出液中加入富钾页岩，使溶液中的铝以硫酸铝钾矾的形式结晶沉淀，实现铝、钾高效分离和回收。尽管该方法铝和钾回收率高，但其工艺流程繁琐，反应时间长，结晶过程钒损失偏高。

综上所述，对于含钒溶液的提纯大多数采用萃取法分离钒与杂质铝离子，也有少量文献采用化学沉淀法或结晶法，但现有含钒溶液钒铝分离的方法主要存在工艺流程复杂、钒损失率偏高和未回收有价金属铝，资源综合利用率低等问题。

发明内容