[发明专利]一种高铬钒溶液联产高品质五氧化二钒和三氧化二铬的方法

权利要求书

1.一种高铬钒溶液联产高品质五氧化二钒和三氧化二铬的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、高铬钒渣钠化焙烧得到熟料，将熟料用水浸取得到高铬钒溶液，向高铬钒溶液中加入脱杂剂，将高铬钒溶液中的硅、磷杂质转化为不溶性沉淀除去；

步骤二、向步骤一所得溶液中加入含钙沉钒剂，调节溶液pH值，搅拌保温后，溶液中的钒转化为钒酸钙，固液分离，固体为钒酸钙，液体为不含钒的纯净溶液；

步骤三、向步骤二所得溶液中加入还原剂，在一定温度下搅拌反应，溶液中的六价铬转化为氢氧化铬，固液分离，固体为用于煅烧制备高纯三氧化二铬的氢氧化铬，液体为不含还原性物质的硫酸钠溶液；

步骤四、将步骤二所得钒酸钙固体经步骤三所得硫酸钠溶液制浆后，制备得到用于制备高纯五氧化二钒的高纯钒溶液。

2.如权利要求1所述的高铬钒溶液联产高品质五氧化二钒和三氧化二铬的方法，其特征在于，所述步骤一中使用的脱杂剂为硫酸铝，其中，加入硫酸铝的量为按单质铝∶单质硅和单质磷的摩尔比＝2～10∶1；高铬钒溶液中铬含量为5～150g/L。

3.如权利要求1所述的高铬钒溶液联产高品质五氧化二钒和三氧化二铬的方法，其特征在于，所述步骤二中用碱性或酸性物质调节溶液pH值，酸性物质为硫酸，碱性物质为氢氧化钠，搅拌并于30～100℃时保温20～150min；所述含钙沉钒剂为氧化钙、氢氧化钙中的一种。

4.如权利要求1所述的高铬钒溶液联产高品质五氧化二钒和三氧化二铬的方法，其特征在于，所述步骤三中，还原剂为无机还原剂为硫化钠、硫磺、硫代硫酸钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠，或有机还原剂如淀粉、蔗糖、麦芽糖、甲醛、甲醇等中的至少一种。

5.如权利要求1所述的高铬钒溶液联产高品质五氧化二钒和三氧化二铬的方法，其特征在于，所述步骤三中，还原剂的加入量为按还原剂∶六价铬理论量的0.8～1.0倍；加入还原剂后，在50℃～300℃温度下搅拌反应20～160min。

6.如权利要求1所述的高铬钒溶液联产高品质五氧化二钒和三氧化二铬的方法，其特征在于，所述步骤三中，得到的硫酸钠溶液pH值为5～13.5；

所述步骤四中制备得到高纯钒溶液的方法为采用硫酸酸浸法或铵盐碱浸法。

7.如权利要求1所述的高铬钒溶液联产高品质五氧化二钒和三氧化二铬的方法，其特征在于，所述步骤三中，氢氧化铬煅烧制备高纯三氧化二铬的方法包括以下步骤：

步骤S31、使用热水对氢氧化铬固体进行洗涤，洗涤后将氢氧化铬挤压成饼状，厚度为15～32mm；将饼状氢氧化铬横向切割为2～5mm的氢氧化铬薄饼，将氢氧化铬薄饼放置在烘干装置中进行烘干，烘干温度为110～180℃；

步骤S32、对烘干后的氢氧化铬薄饼进行初步研磨，加入石英砂作为助磨剂，对研磨后的氢氧化铬进行筛选，得到氢氧化铬粗料；

步骤S33、将步骤S42研磨得到的氢氧化铬粗料加入浆化池中，向浆化池中加水，水的加入量为氢氧化铬质量的0.8～1.5倍，搅拌成氢氧化铬浆液，搅拌后进行超声波处理，控制超声波频率为36000～44000Hz；超声处理1～2.5h后，继续搅拌1.2～2h，搅拌速度为800～1200rpm；

步骤S34、对步骤S43制得的氢氧化铬浆液进行过滤、蒸发浓缩、洗涤，再次压制为2mm～5mm的氢氧化铬薄饼，然后将氢氧化铬薄饼放置在烘干机中进行二次烘干；

步骤S35、将二次烘干的氢氧化铬薄饼进行粉碎，研磨后放入回转窑或煅烧炉中，在氮气氛围下进行煅烧，煅烧温度500～1100℃，氢氧化铬分解为三氧化二铬。

8.如权利要求1所述的高铬钒溶液联产高品质五氧化二钒和三氧化二铬的方法，其特征在于，所述步骤四中，高纯钒溶液制备五氧化二钒的方法包括以下步骤：

步骤S41、将步骤四制得的高纯钒溶液加热至45～55℃，向高纯钒溶液中加入氯化铵粉末，氯化铵粉末的加入量为钒酸钙固体质量的3.5～4.7倍，搅拌1h后静置，溶液分层，纯钒溶液中的钒以偏钒酸铵形式形成沉淀，固液分离；

步骤S42、向偏钒酸铵沉淀中加入质量分数为3％的氯化铵溶液，搅拌1～1.5h后静置，测定上层清液中钒离子的浓度，当上层清液中钒离子浓度小于0.08g/L时，进行固液分离，得到偏钒酸铵沉淀；

步骤S43、将步骤S42得到的偏钒酸铵沉淀进干燥、脱水处理，得到含水量低于9％的偏钒酸铵晶体；对偏钒酸铵晶体在500～600℃的温度下进行煅烧，煅烧时间2～4h，得到五氧化二钒。