CN101289705B - 一种从钒铁矿炼铁废渣中提取钒的方法 - Google Patents

一种从钒铁矿炼铁废渣中提取钒的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种从钒铁矿炼铁废渣中提取钒的方法。包含以下步骤：a、利用稀硫酸将钒铁矿炼铁废渣中的钒浸出；b、将浸出液利用乙二醇、丙三醇、葡萄糖或蔗糖为萃取促进剂将钒络合；c、调节溶液pH值，利用混合的萃取剂进行萃取；d、利用稀硫酸将萃取有机相反萃；e、利用氨水调节反萃液的pH值，使钒沉淀；f、将沉淀进行煅烧得到高纯度的五氧化二钒产品。此工艺不产生Cl2、HCl等有害气体，采用乙二醇、丙三醇、葡萄糖或蔗糖处理浸出液不增加溶液中的杂质离子；使用氨水沉钒可以提高产品纯度；总钒提取率达到90％以上。

Description

一种从钒铁矿炼铁废渣中提取钒的方法
技术领域：
本发明涉及一种从钒铁矿炼铁废渣中提取钒的方法。
背景技术：
目前工业上从炼铁废渣中提钒以湿法为主，大多采用硫酸直接浸取或者添加氯化钠等助剂焙烧后水浸的方法，其总钒萃取率约在40％～50％左右，生产效率低且环境污染严重。传统的从矿渣中提钒工艺流程主要为原矿酸性浸出—萃取—反萃取—反萃液氧化—铵盐沉钒。部分在萃取前采用还原法，主要采用铁屑还原含钒酸浸液，此过程将会使溶液中的铁含量增加，在萃取钒的过程中铁也会被萃取，严重影响钒的萃取率以及反萃后钒溶液的纯度；而目前的沉钒工艺中主要是利用铵盐将五价钒以五氧化二钒(即红饼)或多聚钒酸铵的形式沉淀下来，因此经还原后萃取的钒反萃液需采用高氯酸盐将V(IV)氧化成V(V)，氧化时会产生大量的氯气，造成严重的氯气污染；另外由于五氧化二钒或多聚钒酸铵在水中的溶解度相对较大，即使在最佳的条件下沉淀母液中也会残留大量的钒离子不能被沉淀，造成大量母液的回收处理困难。
发明内容：
本发明的目的是提供一种从钒铁矿炼铁废渣中提取钒的方法，采用乙二醇、丙三醇、葡萄糖或蔗糖等连羟基化合物为萃取促进剂处理含钒酸浸液，从而使萃取率大大提高，此过程不产生影响萃取及产品纯度的杂质离子，不产生有害气体，可减少污染；采用氨水直接沉淀四价钒，不需氧化且沉钒率高，不产生有害气体，母液可回收。
发明要点：本发明的从钒铁矿炼铁废渣中提取钒的方法，依次包括以下步骤：a、利用稀硫酸将钒铁矿炼铁废渣中的钒浸出；b、将浸出液用连多羟基物质萃取促进剂进行处理；c、将处理过的浸出液用稀硫酸调节pH值至2.30～2.50，利用二—2乙基己基磷酸(P204)、磷酸三丁脂(TBP)和260#溶剂油(产品牌号)混合而成的萃取剂进行萃取；d、利用稀硫酸将钒从萃取有机相反萃至水相；e、用氨水调节反萃液的pH值，使钒以VO(OH)2的形式沉淀下来；f、将沉淀进行煅烧得到五氧化二钒产品。
上述方法中，步骤f中的煅烧的温度为400～600℃，时间为1～2h。
上述方法中，所说的稀硫酸的浓度为1～6mol/L，步骤a中的浸出温度是70～90℃，浸出时间8～12h。
上述方法中，步骤f中用氨水调节反萃液的pH值在6～9之间，可使钒以VO(OH)2的形式沉淀下来。
上述方法中，步骤b中所说的处理的温度为40～90℃，处理时间为10min～3h；所说的连多羟基物质为乙二醇、丙三醇、葡萄糖或蔗糖，加入的质量与浸出液中以五氧化二钒计的钒的质量比为1：1～30。
上述方法中，在步骤c中，所用的萃取剂中二—2乙基己基磷酸、磷酸三丁脂和260#溶剂油的体积比为10：5：85。
上述方法中，为提高原料的利用率可以将步骤b得到的浸出液进行三次逆流萃取，一次逆流反萃取。
选用不同的萃取促进剂时，促进剂的用量、处理温度、处理时间会有所不同。
步骤b中加入乙二醇为萃取促进剂时，加入乙二醇的质量与浸出液中钒的质量以五氧化二钒计质量比为1：1～30，反应温度40～90℃，反应时间1～3h。
步骤b中加入丙三醇为萃取促进剂时，加入丙三醇的质量与浸出液中钒的质量以五氧化二钒计，质量比为1：1～20，反应温度40～90℃，反应时间1～3h。
在步骤b中加入葡萄糖为还原剂，加入葡萄糖的质量与浸出液中钒的质量以五氧化二钒计，质量比为1：1～12，还原温度50～90℃，还原时间1～3h。
步骤b中加入蔗糖为萃取促进剂时，加入蔗糖的质量与浸出液中钒的质量以五氧化二钒计，质量比为1：1～10，反应温度40～80℃，反应时间1～3h。
本发明的上述提取钒的方法，不产生有害气体，减少了环境污染，浸出液经还原后进行三次萃取即可使萃取率达到95％以上，与传统方法相比大大缩短了萃取级数；使用氨水进行沉钒时的一次沉钒率达到98％以上。另外，由于氨水具有沉钒选择性高的特点，利用氨水沉钒后，所得产品的纯度也较铵盐沉钒有了较大的提高。
经上述工艺处理的钒铁矿炼铁废渣的浸出率>98％，萃取率>95％，反萃率>99％，沉钒率>98％，总钒回收率>90％。
具体实施方式：
实施例1：
将钒铁矿炼铁废渣以4mol/L稀硫酸浸取，浸出温度80℃，浸出时间8h；将乙二醇以W(乙二醇)：W(V2O5)＝1：10的量加入浸取液中，在温度40℃下，处理时间30min；用上述稀硫酸调节pH值至2.30～2.50，利用P204、TBP和260#溶剂油混合液(三者体积比为10：5：85)作萃取剂按体积比水/油＝2：1的比例进行三级逆流萃取，萃取率为97.27％；利用1.5mol/L的稀硫酸将有机相反萃，反萃率达99.25％；向反萃后的水相中加入氨水调节pH值至7.5之间，使四价V(IV)以VO(OH)2的形式沉淀，经硫酸亚铁法氧化还原滴定测定，沉钒率为98.05％；最后，将沉淀至于马弗炉中400℃煅烧2h得到纯度99.1％的V2O5产品。
实施例2：
将钒铁矿炼铁废渣以3mol/L稀硫酸浸取，浸出温度85℃，浸出时间10h；将丙三醇以W(丙三醇)：W(V2O5)＝1：8的量加入浸取液中，在温度50℃，处理时间20min；用上述稀硫酸调节pH值至2.30～2.50，利用P204、TBP和260#溶剂油混合的萃取剂(三者体积比为10：5：85)按体积比水/油＝2：1的比例进行三级逆流萃取，萃取率为96.53％；利用1.5mol/L的稀硫酸将有机相反萃，反萃率达99.24％；向反萃后的水相中加入氨水调节pH值至6.8，使四价V(IV)以VO(OH)2的形式沉淀，经测定，沉钒率为98.04％；最后，将沉淀至于马弗炉中550℃煅烧1h得到纯度99.3％的V2O5产品。
实施例3：
将钒铁矿炼铁废渣以5mol/L稀硫酸浸取，浸出温度75℃，浸出时间12h；将葡萄糖以W(葡萄糖)：W(V2O5)＝1：10的量加入浸取液中，在温度80℃，处理时间2h；用上述稀硫酸调节pH值至2.30～2.50，利用P204、TBP和260#溶剂油混合的萃取剂(三者体积比为10：5：85)按体积比水/油＝2：1的比例进行三级逆流萃取，萃取率为95.45％；利用1.5mol/L的稀硫酸将有机相反萃，逆流反萃率达99.20％；向反萃后的水相中加入氨水调节pH值至7.5，使四价V(IV)以VO(OH)2的形式沉淀，经测定，沉钒率为98.03％；最后，将沉淀至于马弗炉中500℃煅烧2h得到纯度99.2％的V2O5产品。
实施例4：
将钒铁矿炼铁废渣以3mol/L稀硫酸浸取，浸出温度90℃，浸出时间10h；将蔗糖以W(蔗糖)：W(V2O5)＝1：9的量加入浸取液中，在温度65℃条件下处理时间3h；用上述稀硫酸调节pH值至2.38，利用P204、TBP和260#溶剂油混合的萃取剂(三者体积比为10：5：85)按体积比水/油＝2：1的比例进行三级逆流萃取，萃取率为95.07％；利用1.5mol/L的稀硫酸将有机相反萃，反萃率达99.37％；向反萃后的水相中加入氨水调节pH值至8.2，使四价V(IV)以VO(OH)2的形式沉淀，经测定，沉钒率为98.04％；最后，将沉淀至于马弗炉中500℃煅烧2h得到纯度99.3％的V2O5产品。

Claims (7)

1.一种从钒铁矿炼铁废渣中提取钒的方法，依次包括以下步骤：a、利用稀硫酸将钒铁矿炼铁废渣中的钒浸出；b、将浸出液用连多羟基物质萃取促进剂在温度为40～90℃的条件下处理10min～3h，所说的连多羟基物质为乙二醇、丙三醇、葡萄糖或蔗糖，加入的质量与浸出液中以五氧化二钒计的钒的质量比为1∶1～30；c、将处理过的浸出液用稀硫酸调节pH值至2.30～2.50，利用二-2乙基己基磷酸、磷酸三丁脂和260#溶剂油混合而成的萃取剂进行萃取；d、利用稀硫酸将钒从萃取有机相反萃至水相；e、用氨水调节反萃液的pH值，使钒以VO(OH)2的形式沉淀下来；f、将沉淀进行煅烧得到五氧化二钒产品。
2.根据权利要求1所述的从钒铁矿炼铁废渣中提取钒的方法，其特征在于：a、c、d各步骤中所用稀硫酸的浓度为1～6mol/L，步骤a中的浸出温度是70～90℃，浸出时间8～12h；步骤f中的煅烧的温度为400～600℃，时间为1～2h。
3.根据权利要求1所述的从钒铁矿炼铁废渣中提取钒的方法，其特征在于：在步骤c中，所用的萃取剂中二-2乙基己基磷酸、磷酸三丁脂和260#溶剂油的体积比为10∶5∶85。
4.根据权利要求1-3的任何一种从钒铁矿炼铁废渣中提取钒的方法，其特征在于：在步骤b中加入乙二醇为萃取促进剂，加入乙二醇的质量与浸出液中以五氧化二钒计的钒的质量比为1∶1～30。
5.根据权利要求1-3的任何一种从钒铁矿炼铁废渣中提取钒的方法，其特征在于：在步骤b中加入丙三醇为萃取促进剂，加入丙三醇的质量与浸出液中以五氧化二钒计的钒的质量比为1∶1～20。
6.根据权利要求1-3的任何一种从钒铁矿炼铁废渣中提取钒的方法，其特征在于：在步骤b中加入葡萄糖为萃取促进剂，加入葡萄糖的质量与浸出液中以五氧化二钒计的钒的质量比为1∶1～12。
7.根据权利要求1-3的任何一种从钒铁矿炼铁废渣中提取钒的方法，其特征在于：在步骤b中加入蔗糖为萃取促进剂，加入蔗糖的质量与浸出液中以五氧化二钒计的钒的质量比为1∶1～10。
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