[发明专利]利用工业废钒料制备环保颜料的方法

说明书

本发明提供了一种利用工业废钒料制备环保颜料的方法，包括步骤：将废钒物料进行元素种类和含量标定，选取钒价态为五价或四价、含钒量为3‑20%的废钒物料，然后加入钙盐或/和锌盐，造粒后在300℃‑550℃温度下焙烧0.5‑5h，得到具有大量孔隙结构的钒微球吼加入去离子水，加热后加入还原剂，使钒离子从钒微球中浸出；标定浸出的钒离子浓度及价态；将铋原料溶解在硝酸溶液中，以雾化方式缓慢滴入浸出液中，形成棕黄色钒酸铋沉淀后筛分、过滤、漂洗，去除杂质离子，烘干，得到钒酸铋颜料。本发明将工业固废（粗）钒提取、再生利用，使钒溶液液相直接与铋离子参与化学沉淀反应制备钒酸铋黄色环保颜料，缩短了钒酸铋颜料制备工艺过程，大大降低了钒酸铋颜料的成本。

技术领域

本发明属于废钒料回收技术领域，具体涉及一种利用回收的工业废钒料制备颜料的方法。

背景技术

生态环保无机颜料不含有毒有害重金属，可完全替代传统含铅、镉、铬系列产品，且具有更加优异的耐酸碱性能、防腐性能、耐候性、耐老化等理化性能，可广泛应用于油漆、涂料、油墨、塑胶、陶瓷等领域，可加速下游产品革新和产业无铅化进程，对于环境保护和人身安全具有重要的意义。

纳米钒酸铋作为一种新型的黄色无机颜料，不含有毒有害化学元素，可完全替代市场传统的铅镉黄颜料，具有广阔的市场用于前景。然而，受制于我国钒矿资源开采成本过高、资源浪费严重的不利因素，原材料V₂O₅价格波动因素，以高纯五氧化二钒、偏钒酸铵、钒酸钠等作为钒源生产钒酸铋成本过高，钒酸铋市场价格一直高居不下，一定程度上制约了其市场推广与应用，减缓了有害颜料的无铅化、无毒害化替代进程。而且，我国提取钒矿的工艺中，沿用传统焚烧及填埋固废处理方式，存在二次污染严重、碳排放增加等诸多弊端，对环境和人身安全造成很大的污染和安全隐患。

专利文献CN102491419B公开了一种废钒催化剂综合回收利用的方法，是以废钒催化剂为原料，首先通过还原酸浸，将钒、钾转移至液相中实现与SiO₂沉淀的分离，SiO₂通过碱溶制备液体硅酸钠以回收SiO₂；液相中的钒、钾加入碱液实现钒与钾的分离，然后分别制备V₂O₅和K₂SO₄。该专利需要加热3-40%的硫酸以及还原剂作为浸出液，将钒离子浸出，后期需要加热大量的氢氧化钾、氯化铵进行湿法沉淀偏钒酸铵，经过500度以上高温煅烧获得V₂O₅，虽然一定程度上能够回收废钒催化剂，但工艺流程中用到了大量的硫酸、氢氧化钾等强酸、强碱，会带来二次固废污染问题；同时以五氧化二钒为原材料，后期用强碱溶解，获得钒溶液进行湿法制备钒酸铋颜料，存在成本高、工艺流程长的弊端。

专利文献CN107177737B也公开了一种废钒催化剂综合回收利用方法，依次对废钒催化剂进行水浸、还原酸浸；硅以浸取渣的形式经碱浸形成硅酸钠而被分离、回收；对浸出液用皂化P₂O₄单级萃取，尾液集中、单独再萃的提钒工艺进行萃取分离钒、钾，萃余相经蒸发浓缩制取硫酸钾分离钾，萃取相经反萃取、沉钒、煅烧等工序制备五氧化二钒回收钒。该专利利用了萃取剂P₂O₄进行定向选择萃取，后期通过反向再次萃取，实现了低浓度钒离子的分离，同样存在效率不高，工艺流程过程长，离子交换树脂价格昂贵，存在处理成本极高的弊端，难于实现规模化生产，对于大量堆积的工业废钒料回收难度极大。

因此，有必要解决上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种利用工业废钒料制备环保颜料的方法。

本发明提供的利用工业废钒料制备环保颜料的方法，包括下述步骤：

S1 将废钒物料进行元素种类和含量标定，选取钒价态为五价或四价、含钒量为3-20%的废钒物料；