[发明专利]一种含钒溶液清洁化提钒的方法

说明书

本发明公开了一种含钒溶液清洁化提钒的方法，包括：向含钒溶液中加入含钙沉钒剂，调节pH，并加热搅拌，固液分离，得到钒酸钙沉淀和无钒溶液；将钒酸钙沉淀与水搅拌，并加入硫酸，调节pH，固液分离，得到硫酸钙沉淀和有钒溶液，硫酸钙沉淀作为含钙沉钒剂循环使用；向有钒溶液中加入硫酸，调节pH，加热搅拌，固液分离，得到高钙水合钒和提钒溶液；将高钙水合钒与水搅拌，加入酸性铵盐，固液分离，得到多钒酸铵和脱钙液；多钒酸铵经过煅烧得到五氧化二钒；脱钙液中加入碱性铵盐反应，固液分离，得到碳酸钙沉淀和含铵溶液。本发明提钒过程中沉钒剂硫酸钙可以循环使用；加入铵盐合成多钒酸铵后，产生的含铵溶液也能循环利用；无废液产生、绿色环保。

技术领域

本发明属于钒冶金化工技术领域，具体涉及到一种含钒溶液清洁化提钒的方法。

背景技术

五氧化二钒作为重要的工业中间品，广泛应用于冶金、化工和新能源等领域。目前五氧化二钒生产广泛采用铵盐沉淀法，利用铵盐将钒转化为偏钒酸铵或多钒酸铵，经煅烧后得到五氧化二钒。为解决氨氮废水问题，中国专利CN102336437A，采用水解法先获得红钒即多钒酸钠，再将多钒酸钠经铵盐洗钠后煅烧得到五氧化二钒，但该工艺未提及洗钠后含铵溶液的处理问题。中国专利CN103145187A，提出优化方案，使用硫酸-硫酸铵对多钒酸钠进行洗钠，洗钠后含铵溶液经冷冻分离硫酸钠和硫酸铵，但硫酸钠和硫酸铵的分离难度大，易产生硫酸钠-硫酸铵复盐难题彻底处理。也有人采用钙盐沉钒- 铵盐转溶工艺提钒，如中国专利CN109205672A、CN104775041A，采用草酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵等对钒酸钙进行转浸溶钒，再制备偏钒酸铵，该工艺铵耗量大，草酸铵具备还原性，容易将五价钒还原，碳酸铵、碳酸氢铵具备易分解，操作环境差，存在与传统偏钒酸铵生产相同的氨氮废水处理问题，且未提及产生的草酸钙、碳酸钙的处理问题。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种含钒溶液清洁化提钒的方法，包括以下步骤：

步骤一、向含钒溶液中加入含钙沉钒剂，调节pH值，并加热至80～95℃搅拌20～80min，固液分离，得到钒酸钙沉淀和无钒溶液，无钒溶液用于含铬矿物中钒浸出；将钒酸钙沉淀与其10～20倍质量的水搅拌，并加入质量分数为50～95％的硫酸溶液，调节pH值为2～4，固液分离，得到硫酸钙沉淀和有钒溶液，硫酸钙沉淀作为含钙沉钒剂循环使用；

步骤二、向有钒溶液中加入质量分数为50～98％的硫酸，调节pH值为 1.6～2.5，加热至60～95℃搅拌20～120min，固液分离，得到高钙水合钒和提钒溶液，提钒溶液用于步骤一中替换水与钒酸钙搅拌；将高钙水合钒与其10～20 倍质量的水搅拌，并加入酸性铵盐，固液分离，得到多钒酸铵和脱钙液；多钒酸铵经过煅烧得到五氧化二钒；

步骤三、脱钙液中加入碱性铵盐反应，固液分离，得到碳酸钙沉淀和含铵溶液，碳酸钙沉淀返回步骤一中用于与钒酸钙沉淀共同转化为硫酸钙沉淀，含铵溶液返回步骤二中用于与高钙水合钒反应生成多钒酸铵。

优选的是，所述步骤一中，含钒溶液中钒浓度为0～60g/L。

优选的是，所述步骤一中，含钙沉钒剂为硫酸钙、氧化钙、氢氧化钙、氯化钙、硝酸钙中的至少一种；含钙沉钒剂的量为按单质钙:单质钒的摩尔比为0.5～10:1。

优选的是，所述步骤一中，pH值范围7～13，调节pH的碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的至少一种。

优选的是，所述步骤一中，含钒溶液中加入含钙沉钒剂，调节pH并加热搅拌后，采用双频超声同时进行处理10～15min；双频超声的频率分别为 30～35kHz和65～85kHz；每个超声频率的功率均为300～400W。