[发明专利]一种水合氧化铬吸附剂、其制备方法及用途

说明书

本发明提供了一种水合氧化铬吸附剂、其制备方法及用途，所述水合氧化铬吸附剂的化学式为Cr₂O₃·xSO₃·yH₂O，其中，0.1≤x≤1，1≤y≤9；所述的制备方法包括：将三价铬溶液和碱液混合加热后，加入硫酸盐再进行老化处理，制备得到所述水合氧化铬吸附剂。本发明通过含硫酸根的水合氧化铬作为吸附剂，该吸附剂通过表面、内部结合的羟基和硫酸根，优先与钒酸根阴离子进行配位交换，从而对钒元素具有高选择性和高吸附容量，V₂O₅吸附容量不低于110mg/g，吸附V₂O₅/Cr质量比大于30，本发明的制备方法简单、成本低，适用于不同类型含钒废水和铬酸钠浸出液吸附回收钒。

技术领域

本发明属于湿法冶金与化工技术领域，涉及水合氧化铬吸附剂，尤其涉及一种水合氧化铬吸附剂、其制备方法及用途。

背景技术

钒作为重要的战略资源，广泛应用于钢铁、国防尖端技术、化学工业以及轻纺工业等领域。世界钒资源主要存在于钒钛磁铁矿、钒铀矿、钒铅矿和石煤钒矿等，随着钒及其化合物应用领域和市场需求不断扩大，钒资源日趋减少，钒工业迅猛发展，由此产生的含钒废水的数量和种类也越来越多。铬铁矿中常伴生钒组份，钒在无钙焙烧浸出过程中进入到铬酸钠浸液，其作为杂质会影响铬盐产品性质，往往需要净化处理。从含钒废水和铬酸钠浸出液中回收钒资源具有重大意义。

目前针对含钒废水和铬酸钠浸出液中回收钒主要方法为化学沉淀法。化学沉淀法常采用的方法有两种：一是加入还原剂将五价钒还原为低价钒沉淀，然后将低价钒氧化浸出；二是加入过量氧化钙生成钒酸钙沉淀，钒酸钙沉淀进行碳酸化浸出。

CN103773956A公开了一种钒铬分离剂回收方法，首先将还原剂按钒、铬完全反应量加入到钒铬溶液中，用酸调pH至1.5～3，再加碱回调pH至4.5～10，依次经静置、过滤、烘干、破碎、焙烧和溶出，溶出液中加入钒完全氧化的氧化剂，水解或铵盐沉钒，再煅烧制备五氧化二钒，渣中回收三氧化二铬。

CN101318701A公开了一种石灰脱除铬盐生产铬酸钠中性液中钒杂质的方法，首先将pH为7～8的中性液加氢氧化钠调整pH至9.0～9.5，然后在80℃下加石灰反应40～60min，加聚丙烯胺助滤剂过滤钒酸钙，加碳酸钠沉淀分离过量的Ca²⁺，钒脱除率可以达到93％以上。

CN10079684A公开了一种含铬钒酸钙中钒铬共提的方法，将含铬钒酸钙与水混合搅拌，向浆液中加入碳酸氢钠和碳酸氢铵混合浸出剂，其中浸取剂中CO₃²-与含铬钒酸钙中Ca²⁺的摩尔量之比为(1～1.5):1，浸出温度为50～90℃，浸出时间不小于0.5h，钒、铬浸出率均达95％以上。

虽然化学沉淀法可以达到较好的回收钒的效果，但存在问题是还原沉淀法不适用于高浓度铬酸钠浸出液沉钒，加入过量氧化钙沉淀钒酸钙的方法，氧化钙加入量往往是理论量的10倍以上，且仅适用于强碱性溶液。此外，两种化学沉淀法没有选择性，由于沉钒废水或铬酸钠浸液钒、铬伴生存在，导致钒铬共沉，后续将产生大量V⁵⁺/Cr⁶⁺危险固废，存在工艺流程长和生产效率低等问题。

现有回收钒的方法对于高浓度铬酸钠浸出液沉钒均存在工艺复杂、生产效率低和产生危废的问题，因此，如何在保证回收钒的方法具有工艺简单的情况下，还能够对钒的选择性高，从而提高生产效率，避免V⁵⁺/Cr⁶⁺危险固废的产生，成为目前迫切需要解决的问题。

发明内容