[发明专利]一种从钒渣钙化焙烧酸浸提钒的沉钒母液中高效提取钒和锰的方法

说明书

本发明公开一种从钒渣钙化焙烧酸浸提钒的沉钒母液中提取钒和锰的方法。该方法，包括如下步骤：(1)将钒渣钙化焙烧熟料放入萃锰余水中，加入稀硫酸得到酸浸出液，酸浸出液加入铵盐得到沉钒母液，将沉钒母液的pH调到2.0～3.0得到萃钒原液；(2)萃取萃钒原液中的钒酸根阴离子，得到萃钒余水；(3)将萃钒余水pH调到4.5～5.0得到萃锰原液；(4)逆流萃取萃锰原液中的锰离子，得到萃锰余水；(5)循环步骤(1)～(4)分离提取其中的钒和锰，直到萃锰余水中的镁离子浓度达到25g/L，采用石灰中和沉淀萃锰余水中的镁离子，中和后水返回作为钒渣钙化焙烧熟料的酸浸出液的水源。本发明具有渣量大幅度减少，无废水产生，实现钒和锰的高效回收，成本降低等优势。

技术领域：

本发明涉及化工冶金技术领域，具体涉及一种从钒渣钙化焙烧酸浸提钒的沉钒母液中高效提取钒和锰的方法。

背景技术：

钒钛磁铁矿是我国提取钒的重要矿物资源，全国超过80％的钒都是从钒钛磁铁矿中提取。四川省攀西地区拥有大量的钒钛磁铁矿，钒钛磁铁矿经过火法制取钢铁后得到V₂O₅品位为20％左右的钒渣，钒渣经过磨矿后，采用“钙化焙烧-硫酸浸出-铵盐沉钒-煅烧”的联合工艺可制备出V₂O₅纯度大于98％的片钒。但沉钒过程会产生沉钒母液，生产上采用石灰中和法去除沉钒母液中的金属离子，加入大量石灰使金属以氢氧化物形式沉淀，达到去除金属杂质离子的目的，中和后的废水再返回浸出使用。尽管石灰中和法对于去除沉钒母液中的杂质离子效果好，但仍存在以下问题：①未回收沉钒母液中的有价金属。沉钒母液中含V约为0.2g/L、Mn 8～15g/L、Mg约1.4g/L等有价金属，这些金属离子最终以氢氧化物形式沉淀进入中和渣而丢弃。石灰中和法没有回收有价金属，浪费资源，给环境也造成一定的污染。②处理成本高。尽管石灰廉价，但沉钒母液初始pH值约为1.3～1.5，酸性很强，为了将锰、镁等离子沉淀彻底，需将溶液pH调至10以上，需添加大量的石灰，从而提高了废水处理成本。③石灰中和后的废水呈碱性，返回浸出时将进一步增大硫酸用量，增加浸出成本。

总体而言，尽管钒厂采用钙化焙烧酸浸清洁工艺提钒，但沉钒母液回用问题仍没有得到高值化的处置，尤其是高浓度的锰及少量的钒损失于中和渣中，严重浪费金属资源。因此，从沉钒母液中回收有价金属、解决沉钒母液回用问题是钒厂亟待攻克的关键难题。

重庆大学采用电解锰工艺(ZL201310530382.4，一种氧化钒生产工业废水的处理方法)回收沉钒母液中的金属锰，并提出电解锰阳极液碳酸铵除镁技术(ZL201010503168.6，一种降低电解锰阳极液镁离子浓度的方法)，采用“碳酸铵+氟化铵+硫酸铝”去除电解锰阳极液中累积的Mg²⁺，Mg²⁺去除率约为50％。但重庆大学的“沉钒母液电解锰-碳酸铵除镁阳极液循环浸出”工艺产生的阳极泥含有重金属Pb，属于危废；“碳酸镁+硫酸铝铵”渣中含有F、Mn等元素，也属于危废；而且沉钒废水中的钒离子损失于净化渣中，钒没有得到回收。

发明内容：

本发明解决了现有技术存在的对钒渣钙化焙烧酸浸提钒的沉钒母液中有价金属的回收、沉钒母液回用的问题，提供一种从钒渣钙化焙烧酸浸提钒的沉钒母液中高效提取钒和锰的方法，本发明提出的方法能够高效分离提取沉钒母液中的钒和锰，并实现废水循环利用，渣量最小化和无害化，成本最小化。

本发明的目的是提供一种从钒渣钙化焙烧酸浸提钒的沉钒母液中高效提取钒和锰的方法，包括如下步骤：

(1)将钒渣钙化焙烧熟料放入萃锰余水中，加入稀硫酸得到含有钒、锰和镁的酸浸出液，酸浸出液中加入铵盐得到沉钒母液，用碳酸钙将沉钒母液的pH调到2.0～3.0得到萃钒原液；

(2)用体积分数为10％的仲碳伯胺N1923和体积分数为90％的磺化煤油组成的萃取体系萃取萃钒原液中的含五价钒的钒酸根阴离子，得到萃钒余水；

(3)用碳酸钙将萃钒余水pH调到4.5～5.0得到萃锰原液；