[发明专利]一种氯化-选择性氧化分离含钒铬物料中钒铬的方法

说明书

一种氯化‑选择性氧化分离含钒铬物料中钒铬的方法，属于提钒铬化工技术领域。其包括以下步骤：在惰性气氛下，将含钒物料氯化，得到含VCl₃‑CrCl₃‑FeCl₃‑AlCl₃的氯化产物，之后将氯化产物在一定氧分压和氯化分压的条件下进行选择性氧化反应，得到VOCl₃气体和含有AlCl₃‑CrCl₃的盐，将所述VOCl₃气体收集作为制备钒产品原料；将含有CrCl₃‑AlCl₃的盐，在惰性气氛下，进行加热，得到气体AlCl₃和含有CrCl₃的盐。本方法较传统的萃取法、离子交换法、结晶分离法等方法分离钒铬流程短，不产生废水。针对传统氧化高铬钒渣中的铬为高毒性的六价铬的问题，本方法避免了高毒性六价铬的产生。

技术领域

本发明涉及提钒铬化工技术领域，更具体讲，涉及一种采用氯化-选择性氧化含钒铬物料分离钒和铬的方法。

背景技术

钒作为一种战略金属，在钢铁、电池、催化剂等行业有着重要的应用。中国每年生产大量的钒，约85％应用于冶炼合金钢。铬可以提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，是耐热钢的重要合金元素。

钒钛磁铁矿是一种富含铁、钒、铬、钛等多种有价组元的复杂共生矿物，为我国重大特色战略资源。每年我国钒钛磁铁矿冶炼工艺中产生40万吨左右钒渣，钒渣中含有有价金属钒和铬。钒渣中V₂O₃含量为13-19wt.％，Cr₂O₃的含量为1-6wt.％。钒渣主要物相有：尖晶石相(钒铁尖晶石、锰钒尖晶石和钛铁尖晶尖)、硅酸盐相(锰铁橄榄石)和金属铁相。钒主要以三价形式存在于钒铁尖晶石(FeV₂O₄)中，铬也主要以三价形式存在于铁铬尖晶石(FeCr₂O₄)中。现在工业上钒渣的综合利用主要采用焙烧-浸出方法，使五价钒、六价铬同时进入溶液。由于钒和铬具有十分相似的化学性质，如何从共含钒、铬渣中经济有效地分离提取钒、铬成为了一个世界性难题。在专利200610089232《一种从含钒铬溶液中分离回收钒和铬的方法》中公开了钒铬分离的方法，采用萃取分离钒铬；在专利201410204195.1《一种电解分离含钒铬溶液中钒和铬的方法》通过电化学方法进行了溶液中五价钒和六价铬的分离。但是铬的价态从三价变为六价，铬的毒性增加一百倍。钒的价态从三价变为五价，钒毒性也大大增加。为了降低高价钒铬对于环境的危害，研究三价钒和三价铬有效提取的新工艺是非常有意义的。在专利201611174538.X《一种提取固体中铁和锰的方法》我们提出了选择性提取铁锰的方法，同时，在专利201610211017.0《一种提取钢铁厂钒渣中钛、铁、锰、钒和铬的方法》我们提出了提钒铬新工艺，得到了三价钒和三价铬。因此经过两次氯化处理后，得到的是含VCl₃和CrCl₃的熔盐体系。在专利201810117370.1《一种电解分离含钒铬熔盐中的钒和铬的方法》提到了通过熔盐电解法实现钒铬的分离，分离的温度高。

发明内容

本发明目的是为了从含钒铬物料中有效分离钒铬，具体包括以下步骤：

1)在惰性气氛下，将含钒物料氯化，得到含VCl₃-CrCl₃-FeCl₃-AlCl₃的氯化产物，之后将氯化产物在一定氧分压和氯化分压的条件下进行选择性氧化反应，得到VOCl₃气体和含有AlCl₃-CrCl₃的盐，将所述VOCl₃气体收集作为制备钒产品原料；

2)将步骤1)得到的AlCl₃-CrCl₃盐，在惰性气氛下，继续进行加热，得到气体AlCl₃和含有CrCl₃的盐。