[发明专利]含钒铬废料中钒铬分离回收的方法

说明书

技术领域

本发明涉及湿法化学冶金领域，具体是涉及一种含钒铬废料中钒铬分离回收的方法。

背景技术

攀枝花是我国重要的钒、钛、铁矿产资源基地。攀钢在钒的生产工艺流程中，沉钒母液含有一定量的六价铬和钒。为将六价铬解毒，必须加入还原剂将六价铬还原为三价铬，在还原铬的同时也将钒还原为低价态钒，钒铬生成相应的Cr₂(V₄O₉)₃，再调pH值7-8，大部分铬生成Cr(OH)₃与钒形成共沉淀，经过滤，其滤饼含铬20％以上，五氧化二钒4-12％，该滤渣攀钢4个提钒车间年产量在10000吨以上，若随意堆放不但浪费宝贵的铬钒资源，且带来极大的环境污染隐患。

针对上述含钒铬物料中的钒铬回收工艺，中国科学研究院过程工程研究所发明采用的伯仲复合胺萃取分离钒铬工艺，其专利公开号CN101121962A，该工艺方法原理是首先用伯仲复合胺萃取剂按逆流按触的方式与含有钒(V)铬(VI)水溶液接触萃取，将水中绝大多钒和少量铬萃取至有机相中，而大部分铬留在水相中，然后用酸调节萃取液(水相)的pH值并加一定量的还原剂进行还原反应，再用氢氧化钠回调水溶液的pH值后过滤，得到固体即为水合氢氧化铬，同时以碱液为反萃取剂，通过逆流接触方式将钒从含钒有机相中反萃到水中，再用铵盐沉淀法将钒从溶液中以偏钒酸铵的形式分离，最后采用高效精馏技术处理含钒上清液，塔顶得浓氨水，塔釜得到脱氨水，直接返回到萃取过程。该工艺在实际生产过程难以控制和操作，萃取给定的工艺条件pH值为7-8溶液中的钒为四价，铬为三联单价。攀钢的钒铬渣若采用酸浸在酸性条件下回调pH值至7-8时，钒铬几乎全部沉淀，若用碱浸，Cr₂(V₄O₉)₃不溶解，难以浸取完全，其浸取回收率只有20％左右，所以该工艺对攀钢的钒铬渣中的钒铬分离回收无实际意义。专利公开号CN1073414，公开了一种用化学法从含钒铬废水中回收钒铬的方法，其原理是在弱酸性溶液中加入三氯化铁生成Fe(VO₃)₃沉淀，经过滤回收钒，滤液中加工业硫酸和硫酸铵，铬生成碱式硫酸铬，用NaOH调碱生成氢氧化铬，该工艺只对含铬钒低的稀溶液具有实际意义，对含钒铬量大的溶液无工业价值，因钒铬含量大时，铬钒可生成共沉淀，分离不彻底。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对上述现有技术而提供一种能彻底分离钒铬的新工艺，针对在钒生产工艺过程中所产的含钒、铬废料进行钒铬的有效分离，其投资小，工艺流程简单，无二次污染，生产成本低。

本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：含钒铬废料中钒铬分离回收的方法，其工艺流程包括以下依次步骤：

1)碱浸：将含钒铬废料的10-20wt％，按固液比1∶4-10加水，再每次按水的体积6-10％和4-6‰加入氢氧化钠和氧化剂，氧化剂的加入次数为2-4次，每0.5-1小时加入1次，在常温或加温搅拌浸取4-10小时，浸取液经过滤，滤液用工业硫酸调pH值5-6；

2)碱浸液吸附：将上述调pH值后的过滤液，流经D201树脂吸附钒铬，至吸附饱和；

3)酸浸：将含钒铬废料的80-90wt％，按固液比1∶4-10加水，再按水的体积5-15％加入工业浓硫酸，在常温或加温搅拌浸取，至含钒铬废料全部溶解，用碱性溶液调pH值至2.5待吸附；

4)离子交换：将上述酸浸液上进下出流经步骤2)已吸附钒铬饱和的D201树脂，当D201树脂吸附尾水中的钒含量升高至酸浸液中的20-45wt％时，视为吸附饱和，D201树脂中的重铬酸根被还原为三价铬离子与酸浸液中的硫酸生成Cr₂(SO₄)₃，硫酸铬溶解解吸进入吸附尾水中，然后向尾水中加入纯碱或石灰中和至pH值7-8，过滤回收铬渣；

5)解吸脱钒：将步骤4)所得吸附酸浸液饱和的D201树脂用清水反冲干净，用沉钒母液配制10-15wt％氢氧化钠溶液脱钒，用沉钒母液作洗涤液，至洗涤液含钒量低于5g/L时视为脱钒完毕，得到解脱液；

6)沉钒：解脱液先加氯化钙和明矾净化除杂，将上清液和沉淀渣经压滤机压滤调至沉钒池沉钒，再加入氯化铵在常温下沉钒得偏钒酸铵。

按上述方案，步骤2)所述的D201树脂尾水中含钒铬为浸取液中的钒铬20-45wt％时，视为吸附饱和。