[发明专利]从含硅、磷的酸性含钒溶液中回收钒的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工冶金技术领域，尤其涉及一种从含钒溶液中回收钒的方法。

背景技术

工业上从石煤矿、粘土钒矿、含钒固废等含钒资源及其焙烧物中提取钒的方法以湿法为主，大多采用酸性浸取剂（如硫酸、盐酸、硝酸等）进行浸取，这种用酸浸取出的含钒溶液（即酸性含钒溶液）中杂质含量高，尤其是溶液中硅、磷含量较高，这不但直接影响后续提钒工艺的顺利进行，而且影响最终钒产品的质量。例如，溶液中硅、磷含量较高时，富集阶段会造成萃取介质发生乳化和离子交换柱的堵塞，使提钒过程难以进行；沉钒阶段会降低沉钒率，直接影响钒的收率；而产品中的硅、磷除影响钒产品的纯度外，还会对后续产品如钒铁、氮化钒等的质量产生消极影响。因此，在制取钒产品之前必须将硅、磷等杂质尽可能除去。

公开号为CN102251113A的中国专利文献公开了一种浸出钒液净化除杂的方法，将pH值为8.0～11.0的钠化含钒熟料浸出液温度控制在60℃至100℃之间，加入除磷净化剂硫酸镁和硫酸铵，反应10min～20min后，用硫酸将溶液pH值调整到5.0～8.0，加入除硅净化剂硫酸铝水溶液，再反应10min～20min后，冷却、静置过滤，得到硅磷含量较低的溶液。该技术方案将净化除杂分为两个阶段分别除去硅、磷，且温度控制在60℃至100℃，过程较为复杂，能耗较高。

公开号为CN101724757A的中国专利文献公开了一种制取低硅低磷钒液的方法，主要是在含钒熟料（碱性添加剂焙烧料）的浸出过程或粗钒产品的溶解过程中加入净化剂除磷、除硅，具体是将浸出或溶解过程的温度控制在60℃至100℃之间，用酸或碱调节钒液体系pH值至8.0～12.0，然后加入铝盐、铁盐或镁盐中的至少一种进行净化除硅、除磷，待反应完成后，溶液冷却、过滤得到低硅低磷钒液。该方法虽然可一步除去硅、磷，但过程温度同样控制在60℃至100℃，能耗亦较高。

《高硅高钙低品位钒渣提取五氧化二钒的研究》（《稀有金属》，2011, 35(5):747-752）中描述了一种从高硅高钙低品位钒渣中提取五氧化二钒的方法。该方法是将钒渣破碎后加入碳酸钠在700℃下焙烧2.5h，使硅和磷分别转化为磷酸钠和硅酸钠，然后采用水浸的方法，使磷酸钠、硅酸钠和钒酸钙反应生成不溶性的硅酸钙和磷酸钙，从而将浸出液中的硅和磷除去。不难看出，该方法只适用于某些特定类型的钒资源。

综上所述，现有的从同时含有硅、磷、钒的溶液中回收钒的方法，基本上都是在碱性条件下加入除硅、除磷试剂将硅、磷除去后，再进行后续提钒工作。由于酸性体系下除硅、除磷比较困难，所以从同时含有硅、磷、钒的酸性溶液中将硅、磷杂质与钒分离的方法，却少有报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺过程简单、操作方便、能耗小、杂质去除效果好、产品质量高的从含硅、磷的酸性含钒溶液中回收钒的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种从含硅、磷的酸性含钒溶液中回收钒的方法，包括以下步骤：

（1）将所述酸性含钒溶液的pH值调整到1.0～2.5；本步骤中，酸性含钒溶液的pH值小于1.0时可用碱（优选Na₂CO₃、NaOH或氨水）调节酸性含钒溶液的pH值，碱可以固体形式加入，也可以水溶液形式加入；

（2）将调pH值后的酸性含钒溶液流经弱碱性阴离子交换树脂或强碱性阴离子交换树脂进行吸附（吸附过程可在常温下进行）；

（3）用强碱溶液对步骤（2）后的弱碱性阴离子交换树脂或强碱性阴离子交换树脂进行解吸；

（4）用可溶性镁盐和/或钙盐对步骤（3）后的解吸液进行净化，除去其中的硅、磷（净化过程中的pH值优选控制在8.0～10.0）；

（5）用铵盐对步骤（4）后得到的净化液进行沉钒处理；沉钒处理前净化液的pH值优选控制在8.0～10.0；

（6）将步骤（5）后得到的含钒沉淀进行煅烧，回收得到高纯度的含钒产品。

上述的从含硅、磷的酸性含钒溶液中回收钒的方法，优选的，所述酸性含钒溶液中二氧化硅与五氧化二钒的质量比SiO₂/V₂O₅≤1.0。

上述的从含硅、磷的酸性含钒溶液中回收钒的方法，所述步骤（2）中，所述强碱性阴离子交换树脂优选为201树脂或D201树脂，所述弱碱性阴离子交换树脂优选为D301树脂、D311树脂或D314树脂。