[发明专利]一种从含钒铬溶液中共萃-选择性反萃分离钒、铬的方法

说明书

本发明公开了一种从含钒铬溶液中共萃‑选择性反萃分离钒、铬的方法，利用铵盐类萃取剂进行钒铬共萃，然后利用钒铬在特定条件下与萃取剂结合能力的差异，使用碱溶液选择性反萃钒，最后采用氯盐或固相沉淀法反萃铬，实现铬的分离。铬可根据不同需要获得不同类型铬产品；有机相也可根据体系需要采用不同类型。本发明具有钒铬分离效果好、流程短、工艺简单，钒铬回收率高的特点。

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共萃-选择性反萃分离钒、铬的方法。

背景技术

钒渣是提钒的主要工业原料，我国的钒渣主要来源于钒钛磁铁矿火法冶炼过程。钒钛磁铁矿是一种铁、钒、钛、铬等多种有价元素共生的复合矿。由于钒铬性质相似，所以火法冶炼过程钒铬的走向基本一致，所得钒渣其实是一种含铬钒渣。目前钒渣提取钒的主流工艺是钠化焙烧-水浸出工艺。钠化焙烧料水浸出过程钒与铬分别以V(V)和Cr(VI)的形式被浸出，从而形成含钒铬溶液。磷化工、特种钢冶炼添加剂等生产企业也会产生大量含钒铬固体废渣，这些含钒铬固体废渣碱性氧化浸出或钠化焙烧水浸出也会得到含钒铬浸出液。含铬钒浸出液选择性沉钒后母液也属于含钒铬溶液。水溶液中V(V)和Cr(VI)性质相似，其分离回收属于冶金分离领域的难题。

目前，溶液中的钒铬分离方法主要有化学沉淀法、离子交换法和溶剂萃取法。化学沉淀法包括铵盐沉淀法和钙盐沉淀法。铵盐沉淀法主要用于从高钒低铬溶液中选择性析出钒，但沉钒母液还是钒铬混合溶液，没有实现钒铬彻底分离。钙盐沉淀法是利用钒酸钙难溶于铬酸钠溶液而铬酸钙易溶的性质差异，通过向溶液中加入钙盐使V(V)选择性沉淀来实现钒铬分离；该法既可应用于低铬溶液也能应用于高铬溶液，但钙钒沉淀物不是最终产物还需进一步进行钒的分离提取。离子交换法主要是利用多钒酸根和铬酸根在树脂上吸附性质的差异，采用阴离子交换树脂选择性吸附钒，然而Cr(VI)具有强氧化性会对树脂造成损害，严重影响树脂的使用寿命。溶剂萃取法具有反应时间短、废水量少等优点，被广泛采用。目前含钒铬溶液中钒铬的萃取分离主要是采用伯胺类萃取剂选择性萃钒，然后再选择性萃取铬；两步萃取的目的不同，萃取时需要对水溶液性质进行多次调整，导致过程复杂，成本高。中国专利200610089232.4公开了一种伯仲复合胺萃取分离钒铬的工艺，利用伯仲复合胺选择性萃取钒，使铬留在水相，然后再用还原沉淀法回收铬，铵盐析出法回收钒；该方法能实现钒铬的分离回收，但以水合氧化铬形式回收铬，需要大量还原剂将Cr(VI)还原为Cr(III)，此外水合氧化铬析出过程杂质夹带多，纯物质制取难度大。

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共萃-选择性反萃分离钒、铬的方法，具有工艺简单、操作方便、钒铬分离效果好的特点。

V(V)和Cr(VI)性质相似，对于含V(V)和Cr(VI)的溶液，现有萃取处理工艺，都是采用二段萃取法，需要四个操作过程：选择性萃取钒、反萃钒；选择萃取铬、反萃铬；整个过程需要多次调节溶液pH来实现钒的选择性萃取分离和铬的萃取分离；整个工艺萃取剂消耗大、流程长、成本高，为此，本发明提供了以下技术方案：

一种从含钒铬溶液中共萃-选择性反萃分离钒、铬的方法，包括以下步骤：

步骤(1)：调控含钒铬溶液pH为6.0-10.5，然后与含季铵萃取剂的有机相O混合，进行共萃取，得负载钒铬的有机相O1和萃余液；

步骤(2)：负载有机相O1采用碱液进行反萃取，选择性地反萃其中的钒，得到富集有钒反萃液L1和富集有铬有机相O2；随后再从富集有钒反萃液L1中回收得到钒产品；从富集有铬有机相O2中回收得到铬产品；

反萃取过程中，所述的碱为碱金属氢氧化物；碱的接触浓度不低于(大于或等于)2moL/L；

所述的接触浓度指反萃取过程中，碱液中的碱的摩尔量/(碱液的体积+负载有机相O1的体积)。