[发明专利]一种从碱性含钒溶液中获得偏钒酸铵的方法

说明书

本发明属于化工冶金领域，具体涉及一种从碱性含钒溶液获得偏钒酸铵的方法。本发明的从碱性含钒溶液中获得偏钒酸铵的方法，包含以下步骤：(1)将胺类萃取剂、长链醇以及稀释剂构成的有机相与净化液混合搅拌，静置后上层有机相为净化有机相；(2)将净化有机相与碱性含钒溶液混合搅拌，静置后上层获得负载钒有机相，下层为萃余液；(3)将铵盐‑氨水混合反萃剂与负载钒有机相混合搅拌，静置后上层为空白有机相，下层混合物经固液分离得到固体偏钒酸铵。本发明的适用范围广，缩短了新鲜有机相预处理和偏钒酸铵沉淀步骤，降低了工艺成本。采用反萃‑沉淀同步解决了低浓度含钒溶液中铵盐沉钒率低、产品质量不高等问题。

技术领域

本发明属于化工冶金领域，具体涉及一种从碱性含钒溶液获得偏钒酸铵的方法。

背景技术

钒及其化合物因具有独特的物化性质和机械特性，被广泛应用于特种钢或催化-裂化剂的制备。世界上钒冶炼的主要来源是钒钛磁铁矿和石煤及其副产的钒渣和含钒固废，它们先经过活化浸出，然后从浸出液中纯化分离出单一的固体产品钒酸盐，最后煅烧制备高纯度五氧化二钒。浸出过程分为酸性浸出和碱性浸出两种。前者含钒酸性浸出液中杂质含量高，直接水解出红钒后产品纯度低(<90％)，需要二次碱溶沉钒来提高钒产品纯度；含钒酸性浸出液先萃取后铵盐沉钒法需要两次调整钒的价态和萃取-反萃过程的酸碱度，工艺流程均较长。然而含钒碱性浸出液中杂质含量少，可通过萃取-铵盐沉淀法，短流程制备出纯度大于98％的五氧化二钒。所以碱性体系提钒目前倍受行业内青睐，但针对低浓度含钒碱性浸出液(C_V>0.1g/L)的相关研究仍较少，且存在钒萃取率低、铵盐沉钒率低和介质难循环等问题。

目前研究较多的钒萃取剂是叔胺和季胺，最常见的是三辛基甲基氯化铵(N263)，可用于pH＝1～10的含钒溶液。其中《从碱性含钒溶液中萃取钒的研究》针对石煤焙砂碳酸钠浸出液(C_V＝1.86g/L，pH＝9.96)提出改进的回收钒的萃取-反萃-铵盐沉钒-煅烧工艺，以0.928mol/L N263+20％仲辛醇+磺化煤油为萃取剂，经过稀硫酸、NaOH、NaHCO₃和NaOH溶液转型，使一级钒萃取率可达70％；后经NaOH七级反萃和NH₄NO₃沉钒，煅烧NH₄VO₃制备出含量99.1％的V₂O₅；但此法萃取液转型步骤繁琐，一级萃取率低，多级反萃后仍需铵盐沉钒，工艺流程长。其他文献中为了提高反萃率采用NaCl、氨水、NaNO₃、或NaOH中的一种或两种为反萃剂，尤其是NaCl和NaNO₃体系可使一级钒反萃率达99％以上，但后续铵盐钒过程中钒沉淀率低，偏钒酸铵杂质钠含量高，添加纯化工段后，工艺流程长，经济性差。近期《用溶剂萃取法从含钒浸出液中直接沉淀钒》针对N1923型胺类负载钒有机相采用碳酸铵反萃法，此体系不仅杜绝了钠杂质的引入，又实现了钒基团反萃和沉淀的一体化过程，有效缩短流程，降低了能耗。但此法伯胺类有机相处理的是酸性含钒溶液，负载钒有机相中难免引入铁锰等杂质，影响沉淀产品钒酸铵的纯度。同时对负载钒有机相中钒浓度要求较高，约17g/L。目前未见从碱性低浓含钒溶液(C_V≥0.1g/L)中高效短流程回收钒的有效方法。

发明内容

为解决低浓度含钒碱性溶液处理流程长，物资消耗大，钒收率低等问题，本发明提出预处理有机相来制备净化有机相，然后使用萃取-反萃沉淀方法从碱性含钒溶液中短流程制备高纯度偏钒酸铵。与传统方案相比，本方案工艺流程简单，钒回收率高(大于96％)，介质可循环，成本低。

本发明的技术解决方案是：新鲜有机相经过碳酸钠(钾)溶液洗涤，或依次经过碳酸氢钠(钾)溶液和氢氧化钠(钾)溶液洗涤得到净化有机相；用净化有机相萃取碱性含钒溶液以获得负载钒有机相；接着负载钒有机相通过一步反萃获得纯度大于98％的偏钒酸铵。

本发明的从碱性含钒溶液中获得偏钒酸铵的方法，包含以下步骤：