[发明专利]一种萃取分离水溶液中钒的方法

说明书

一种萃取分离水溶液中钒的方法，其主要是将非离子表面活性剂、含钒水溶液、盐水溶液与去离子水混合，其浓度分别为50～200g/L、0.5～30g/L、50～100g/L，调节pH值为1～3，将其在25～80℃搅拌10～60min，静置分相10～60min，得到上相为负载钒的非离子表面活性剂相，下相为水相的双水相系统，向负载钒表面活性剂相中加入硫酸铵、硝酸铵或氯化铵水溶液，使负载钒的非离子表面活性剂相(O)与水相(A)的相比值为1～5，用氨水调节pH值为8～10，之后将其置于25～80℃的恒温水浴锅中沉淀10～60min。本发明萃取速率快、良好的相分离、不形成第三相以及无乳化问题，对环境无毒无害，双水相体系分相完全，钒萃取率达到95％以上，偏钒酸铵沉淀率达到90％以上。

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种钒的萃取方法。

背景技术

钒被称作“战略金属”，这个美誉的获得与它的广泛用途和突出优点是密不可分的。我国大部分的钒被应用到钢铁工业上，通过向钢铁中加入适量钒达到提高其强度和韧性的目的。

钒的化合物可以应用到某些特殊行业中，也可以应用到医学上，比如兴奋剂的生产、眼镜镜片的制作和牙科材料的生产等。钒电池具有放电性能好、充电时间短、循环寿命长、成本低等优点，在电池生产方面也有广泛应用，特别适合应用于大型静态储能材料上。钒在金属合金中的应用主要体现在钛基合金(Ti-8Al-V-Mo、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-6V-2Sn)的生产上。随着科学技术的不断发展壮大和社会对钒需求的日益增加，钒和钒化合物的应用范围将会越来越广阔。

各种钒资源中的钒在浸取过程中浓度较低，并伴有很多其它金属、非金属离子，而且钒的浓度、溶液pH值对钒(V)在溶液中的聚集状态影响较大，导致钒(V)的分离提取常常较为复杂。目前，溶剂萃取法、离子交换与吸附法、沉淀法等是从含钒资源中分离提取钒的常用方法。溶剂萃取法具有平衡时间短，分离效果良好和处理量多等特点，但溶剂萃取法也存在很多缺点。比如，成本高投资多，工艺流程复杂、周期长，操作条件苛刻，所用溶剂大都有毒害，对环境造成污染等，减小了溶剂萃取的应用领域；离子交换与吸附法是通过离子间的静电引力作用，对水相中的溶质产生吸附作用，最后将其转移到固相中的一种方法。但是离子交换法在提取钒的工艺流程中存在流程复杂、操作要求高、二次废水多等不足，使离子交换法提钒在工业上应用受到一定限制；沉淀法可以分为铁盐沉淀法、钙盐沉淀法、铵盐沉淀法和水解沉淀法等。利用沉淀法从各种含钒资源中分离提取钒时，沉淀需要经过二次处理才能实现钒的回收，且需消耗各种沉淀剂，致使整个工艺过程冗长复杂，增加成本消耗。

各个国家的含钛磁铁矿仍作为钒的主要来源，而碳质矿和沥青废料可以当作钒的其它来源。伴随着钒资源的大量开采和使用，人们对钒资源的二次回收问题不断关注起来，如含钒废催化剂、含钒粉煤灰、含钒废水等各种含钒资源中对钒进行分离提取加以回收利用，也都取得了不错的结果。但是，从钒物料中分离提取钒的各种工艺都存在一定弊端，或能耗高、污染重，或工艺复杂、产品纯度不高等。因此，有必要开发新型分离技术对钒进行回收利用。

如何突破现有的技术，提高分离效率，是本领域的技术人员所需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单易行、操作条件温和、萃取效率高、不使用危害生态环境的有机溶剂的萃取分离水溶液中钒的方法。本发明主要是采用非离子表面活性剂-盐-水所构成的温度诱导双水相体系萃取分离水溶液中钒。

本发明的方法包括以下步骤：

(1)双水相系统的制备：将非离子表面活性剂、含钒水溶液、盐水溶液与去离子水混合，得到混合溶液1；用硫酸、盐酸或硝酸调节混合溶液1的pH值为1～3，得到混合溶液2；