[发明专利]一种无废水排放的偏钒酸铵制备方法

说明书

本发明公开了一种无废水排放的偏钒酸铵制备方法，包括步骤：(1)解吸或反萃：将吸附钒的负载树脂或负载有机相通过转化液解吸或反萃，得到解吸液或反萃液；(2)沉钒：向步骤(1)的解吸液或反萃液中加入一定量的碳酸氢铵或在溶液中通入CO₂和NH₃进行沉钒，得到偏钒酸铵和结晶母液；(3)母液转化：将步骤(2)的结晶母液加入氧化钙或氢氧化钙中的一种或两种进行转化，转化后的转化液返回进行下一轮的解吸或反萃。本发明中，因结晶母液经过转化可循环利用，减少了废水排放，从而避免了传统离子交换和萃取工艺制备偏钒酸铵过程中产生大量氨氮混合废水的排放，并大幅度减少了解吸或反萃过程中碱的消耗，降低了生产成本，易于工业化。

技术领域

本发明涉及生产偏钒酸铵的技术领域，尤其涉及一种无废水排放的偏钒酸铵制备方法。

背景技术

钒作为一种高熔点的稀有金属，因其具有多种优良的性质而被广泛应用在钢铁、化工、新能源、医药等各个方面，具有“现代工业味精”的美誉。钒最主要的用途还是在冶金工业，在钢中加入钒，可以显著提高钢铁的力学性能，并增加塑性，耐磨性和抗腐蚀性。

我国钒储量及产量均居于世界首位，主要的含钒矿物是钒钛磁铁矿和石煤，而随着我国在钢铁，钒电池，钒钛合金等方面的发展，钒资源的用量也将不断增大。我国的提钒工艺经过多年的发展已经十分成熟，但随着在环保方面的要求越来越严格，传统的提钒工艺仍需要更新和改进。

目前，国内外生产五氧化二钒的主要方法有：

钠化焙烧-水浸法：含钒资源通过钠化焙烧后通过水浸得到浸出液，浸出液通过酸沉粗沉钒，此时粗钒中的杂质较多，通过碱溶除杂后再加氯化铵沉钒，得到的偏钒酸铵经煅烧后获得合格的五氧化二钒。

直接酸浸-萃取法：含钒资源直接用浓硫酸浸出，浸出后的浸出液还原后，采用P204+TBP萃取钒氧阳离子，萃取后通过反萃得到反萃液，反萃液氧化后加铵沉钒，煅烧后得到五氧化二钒。

钙化焙烧-稀酸浸出：含钒资源通过钙化焙烧后用稀硫酸浸出，浸出液通过离子交换吸附或溶剂萃取，所得的负载树脂或负载有机相用氢氧化钠解吸或反萃，解吸液或反萃液用镁盐除杂，除杂后加氯化铵沉钒，沉钒后煅烧得到五氧化二钒。

氧化焙烧-稀酸浸出-离子交换/萃取：含钒资源通过氧化焙烧后加入硫酸浸出，浸出液通过离子交换吸附或萃取富集，得到的负载树脂或负载有机相用氢氧化钠解吸或反萃，所得溶液通过加入氯化铵沉钒得到偏钒酸铵，经煅烧后得到五氧化二钒。

除以上几种工艺外，现阶段的提钒工艺中，石煤或钒渣经焙烧后浸出，所得的浸出液通过一系列处理后进行铵盐沉钒，而工业上多采用氯化铵或硫酸铵沉钒，该方法虽然沉钒效果好，但沉钒后的结晶母液为氯化钠和氯化铵的混合溶液，属于高盐氨氮废水。工业上常采用蒸发结晶处理上述废水，不仅成本和能耗高，而且产生大量的氯化钠和氯化铵的混合盐，这种混合盐可能成为危险固废，而对它的处理将会进一步增加成本。其次为了获得较高的沉钒率，降低结晶母液中钒浓度，现行工艺需要加入大幅过量的铵盐，造成试剂的浪费。随着我国对环保方面的要求越来越高，传统沉钒所产生的问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种无废水排放的偏钒酸铵制备方法，旨在解决传统离子交换和萃取工艺制备偏钒酸铵过程中产生大量氨氮混合废水的排放的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种无废水排放的偏钒酸铵制备方法，包括如下步骤：

(1)解吸或反萃：将吸附钒的负载树脂或负载有机相通过转化液解吸或反萃，得到解吸液或反萃液；

(2)沉钒：向步骤(1)的解吸液或反萃液中加入一定量的碳酸氢铵或在溶液中通入CO2和NH3进行沉钒，得到偏钒酸铵和结晶母液；

(3)母液转化：将步骤(2)的结晶母液加入氧化钙或氢氧化钙中的一种或两种进行转化，转化后的转化液返回进行下一轮的解吸或反萃。