[发明专利]一种从含钒铬溶液中分离提取钒铬的方法

说明书

本发明公开了一种从含钒铬溶液中分离提取钒铬的方法，提供了一种一段沉钒‑‑选择性还原Cr(VI)‑‑二段回收钒‑‑沉铬的回收思路，通过所述的创新地处理工艺，配合对工艺各步骤的pH的联合调控，可以高效实现钒和铬的高收率和高纯度的分离。研究发现，通过所述的工艺联合和参数的联合控制，可以将钒的回收率和纯度均提升至99％以上，且铬的回收率和纯度也能提升至98％以上。

技术领域

本发明属于冶金分离领域，具体涉及一种从含钒铬溶液中分离提取钒铬的方法。

背景技术

钒和铬性质相似，在自然界它们常以共生的方式赋存于矿物中。钒钛磁铁矿就是这类矿物的典型代表。钒钛磁铁矿经高炉-转炉冶炼得到的含铬钒渣是五氧化二钒生产的主要原料。含铬钒渣经钠化焙烧-水浸，钒铬分别以钒酸盐和铬酸盐的形式进入碱性溶液。此外，化工冶金工艺过程产生的含钒铬物料，例如含钒铬废液还原中和渣钠化焙烧-水浸也会得到含钒铬酸盐的溶液。

钒铬的溶液化学性质相似，分离回收溶液中的钒和铬是世界性的难题。国内外对其进行了大量研究，开发了多种从含钒铬溶液中分离回收钒和铬的方法，其中包括溶剂萃取法、离子交换法和化学氧化还原法等。但萃取分离钒和铬成本高，工艺条件难以控制。而离子交换法只适合低浓度溶液的处理，对高铬的钒酸盐溶液而言，离子交换树脂的容量太小影响生产效率，此外Cr(VI)的强氧化性会严重影响树脂的应用寿命。目前，工业上对于含钒铬溶液中钒的回收基本以酸性铵盐沉钒法为主，如含铬钒渣钠化焙烧水浸液中钒的回收，但酸性铵盐沉钒法要求溶液中铬的含量不超过1g/L，否则会钒铬共析出造成产品不合格。对于高铬的含钒溶液，化学氧化还原法因为操作过程简单，而得到广泛关注和研究。中国专利CN109750169A采用先加还原剂将溶液中的五价钒和六价铬分别还原成四价钒和三价铬，然后通过有机络合剂络合四价钒，随后水解沉淀分离三价铬，接着重新氧化含钒滤液进行钒的回收，该方法分离效果好，但还原剂、氧化剂耗量大，且需加入有机物，对工艺系统存在潜在的影响。中国专利CN103602819A也是采用先加还原剂将溶液中的五价钒和六价铬在一定的pH条件下还原成四价钒和三价铬，然后共沉淀四价钒和三价铬，最后采用碱浸出和酸浸出的方式分离回收钒和铬；该方法分离效果好，操作简单，但是也存在流程长，还原剂及酸碱耗量大的问题。中国专利CN105950865A也是先通过还原反应将溶液中的五价钒和六价铬都还原成四价钒和三价铬，然后利用高锰酸钾在0-25℃温度下能够氧化四价钒而不氧化三价铬的特性来实现钒的选择性氧化，最后采用水解法沉淀析出三价铬，酸性铵盐法析出五价钒，该方法同样存在还原剂耗量大成本高的问题。中国专利CN105567964A，采用四价钒和/或三价钒的化合物为还原剂来实现六价铬的选择性还原，然后再分离回收五价钒和三价铬，该方法虽然能够降低还原剂的用量，但是低价钒成本高，且还原后溶液中钒铬比变大，增加后续钒铬分离的难度。

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从含钒铬溶液中分离提取钒铬的方法，具有钒铬分离效果好、钒铬回收率高、工艺简单、还原剂用量少且能循环利用的特点。

一种从含钒铬溶液中分离提取钒铬的方法，包括以下步骤：

步骤(1)：第一段回收钒：

对含钒铬溶液进行水解沉钒处理，然后固液分离，得到滤渣S1和含有铬和部分钒的滤液L1；所述含钒铬溶液为含V(V)和Cr(VI)的溶液；

滤渣S1经铵法洗涤，随后经固液分离得到滤渣S2；滤渣S2煅烧后得到五氧化二钒产品；

步骤(2)：选择性还原Cr(VI)：

控制滤液L1的pH值小于1.5，然后加入选择性还原剂，将六价铬选择性还原成三价铬，随后经固液分离，得包含V(V)和Cr(III)的还原后液L2；所述的选择性还原剂为二价锰的盐和/或氢氧化物；

步骤(3)：第二段回收钒：