CN102021345A - 一种回收五氧化二钒和重铬酸钠的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种回收五氧化二钒和重铬酸钠的方法，利用“生产重铬酸钠”生产过程中排出废弃物——含钒、铬钙渣。采用含钒、铬钙渣为原料，用水打浆加入纯碱，溶出渣中的五价钒和六价铬，过滤除碳酸钙渣。其碱性液用硫酸酸化，保温熟化后，过滤沉淀，其富含六价铬的酸性液进入重铬酸钠生产工序生产重铬酸钠。多钒酸钠用氢氧化钠溶液加热溶解并调节pH值，过滤除杂，所得富钒液中加入硫酸酸化至pH值为4~5左右时，加入铵盐，再用硫酸调节pH值至2~2.5，在加热、搅拌条件下可结晶出多钒酸铵沉淀，经过滤、洗涤、焙烧生产出合格的五氧化二钒成品。本发明对实现铬盐行业的清洁生产。<u/>

Description

一种回收五氧化二钒和重铬酸钠的方法
技术领域
本发明属于铬盐领域，是一种“生产重铬酸钠”工艺中产生的废弃物---含钒、铬钙渣的回收再利用技术。
背景技术
“生产重铬酸钠”工艺中排出的废弃物---含钒、铬钙渣的堆放是铬盐行业面临重大环保问题，对其进行综合开发利用面临技术问题。
在“生产重铬酸钠工艺”生产过程中，因铬铁矿中含有三氧化二钒，在回转窑高温碱性焙烧条件下转化为水溶性钒酸钠，浸取时进入碱性液，导致碱性液中五氧化二钒含量达300～900ppm。而钒酸钠的存在对碱性液加工为重铬酸钠的产品质量有严重影响。为不影响重铬酸钠的质量，在其中性液加入生石灰脱钒，使重铬酸钠产品中五氧化二钒含量控制在指标范围以内。
在除钒工序中所产生的含钒、铬钙渣，其五氧化二钒含量在1.5%～2.5%之间，重铬酸钠含量在11%～12.5%之间，因此含钒、铬钙渣资源的综合利用在铬盐行业领域的三废排放方面有着极其重要的意义。
发明内容 
本发明的目的是提供一种回收含钒、铬钙渣中重铬酸钠的方法。
本发明另一个目的是提供一种回收含钒、铬钙渣中五氧化二钒的方法。
本发明一种回收重铬酸钠的方法，包括下列步骤：
A  钒酸钠与铬酸钠的溶出 
含钒铬、钙渣与水按固液比为1:1打浆，加入含钒、钙铬渣质量的10%~25%纯碱，在80℃~95℃搅拌反应2~3小时，过滤除去碳酸钙渣；
2Ca2（OH）(VO3)3+4Na2CO3=4CaCO3↓+6NaVO3+2NaOH
B  酸化沉钒
其碱性液中加入硫酸调节PH值至1.0~2.5，90℃-93℃保温熟化1~3小时； 
10NaVO3+ 4H2SO4= Na2O·5V2O5·2H2O↓+4 Na 2SO4+2H2O
C、洗涤回收重铬酸钠
过滤洗涤得多钒酸钠沉淀，直至多钒酸钠沉淀中的重铬酸钠含量小于3%，富含六价铬的洗水—酸性液进入重铬酸钠生产线生产重铬酸钠。
2Na2CrO4+ H2SO4= Na2Cr2O7 + Na 2SO4  + H2O
本发明回收五氧化二钒的方法，包括以下步骤：
D、碱溶多钒酸钠过滤除杂质
取回收重铬酸钠的方法中步骤C的过滤洗涤得的多钒酸钠沉淀，用浓度为4%~10%的氢氧化钠溶液加热溶解，控制溶解的富钒液PH值在7~9之间，过滤除杂；
Na2O·5V2O5·2H2O + 8NaOH=10NaVO3+ 6H2O
E、制取多钒酸铵
在富钒液中加入硫酸调节PH值4~5之间，按富钒液中五氧化二钒含量与硫酸铵的质量比为1.378的2～4倍加入硫酸铵，再用硫酸调节PH值至2~2.5，在40℃-60℃搅拌0.5~1小时，结晶出橘黄色多钒酸铵（APV）沉淀，过滤后，用浓度为1%~5%的硫酸铵溶液洗涤至六价铬小于1%以下；
F、焙烧制五氧化二钒
多钒酸铵沉淀放入电阻炉在500℃~550℃焙烧2~3小时，产出五氧化二钒产品。
2NaVO3+(NH4)2SO4= 2NH4VO3↓+ Na2SO4
2NH4VO3=V2O5＋2NH3↑＋H2O
本发明提取原料来源于“生产重铬酸钠工艺”——脱钒工序所产生的含钒、铬钙渣。
本发明对重铬酸钠生产过程排出含钒、铬钙渣进行综合治理，借助于重铬酸钠生产线。
本发明能有效分离五价钒和六价铬，借助于铬盐生产线，实现了重铬酸钠生产过程排出的废弃物---含钒、铬钙渣的综合利用。它不同于从煤矸石和冶炼钒渣中单纯的提取五氧化二钒的工艺。其特征体现在此方法不但能回收生产重铬酸钠过程所排出的含钒、铬钙渣中的铬酸钠，而且还提取其中五氧化二钒。对我国铬盐行业废弃物的综合利用提供了新的思路，对实现铬盐行业的清洁生产、可持续发展具有重要意义，属于铬盐行业重大技术创新。 
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面的实施例可以进一步说明本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1: 回收重铬酸钠，
取1.8公斤含钒、铬钙渣（Na2Cr2O7.2H2O：13%, V2O5：1.63%  CaO:28%），加水1.8公斤，打浆搅拌均匀后，再加入0.36公斤纯碱，在80℃搅拌浸取2小时。过滤碳酸钙渣，在碱性液（Na2Cr2O7.2H2O：148g/L, V2O5：15g/L）缓慢加入硫酸中调节PH=1.2，90℃保温熟化1小时，过滤、洗涤多钒酸钠沉淀（V2O5：53%，Na2Cr2O7.2H2O：2.8%）；酸性重铬酸钠溶液（PH=1.2, V2O5：0.45g/L，Na2Cr2O7.2H2O：124g/L)进入重铬酸钠生产线生产重铬酸钠。
实施例2: 回收五氧化二钒，
取实施例1过滤、洗涤的多钒酸钠沉淀用600ml浓度为 4%的工业氢氧化钠加热溶解并调节PH=8,过滤除去杂质，在富钒液中加入硫酸1ml，调节PH为2，加入36克工业硫酸铵，在50℃搅拌0.8小时，过滤后生成的多钒酸铵沉淀，用浓度为3%的硫酸铵600ml平均洗涤4次后，最后一次洗液中六价铬为0.6g/L。多钒酸铵沉淀在105-110℃烘干2小时，放入电阻炉在550℃焙烧2小时，产出五氧化二钒，其含量为99.68%。
实施例3：  
取1.5公斤含钒钙渣（Na2Cr2O7.2H2O：12%, V2O5：1.5%  CaO:30%），加水1.5公斤，打浆搅拌均匀后，再加入0.15公斤纯碱，在85℃搅拌浸取3小时，过滤碳酸钙渣。其碱性液（Na2Cr2O7.2H2O：136.8g/L, V2O5 ：16.8g/L）用硫酸调节PH=2.5，90℃保温熟化3小时，过滤、洗涤多钒酸钠沉淀(V2O5：59.28%，Na2Cr2O7.2H2O：2.5%)；酸性重铬酸钠溶液（PH=2.5, V2O5：0.80g/L，Na2Cr2O7.2H2O：130g/L)生产重铬酸钠。用250ml 浓度为7%的氢氧化钠加热溶解多钒酸钠，并调节PH=9,过滤除去杂质。在富钒液中加入硫酸0.8ml，调节PH=2.5,加入39.2克工业硫酸铵，在60℃搅拌0.5小时后过滤，生成的多钒酸铵沉淀用300ml 浓度为6%硫酸铵溶液平均洗涤5次后，多钒酸铵沉淀再在105-110℃烘干2小时，放入电阻炉在520℃焙烧2小时，产出五氧化二钒，其主含量为98.3%。
实施例4： 
取1公斤含钒钙渣（Na2Cr2O7.2H2O：12%, V2O5：2.5%  CaO:31%），加水1公斤，打浆搅拌均匀后，再加入0.25公斤纯碱，在95℃搅拌浸取2.5小时。过滤碳酸钙渣。其碱性液（Na2Cr2O7.2H2O：148g/L, V2O5：30g/L）用硫酸调节PH=2，93℃保温熟化2小时，过滤、洗涤多钒酸钠沉淀(V2O5：58.08%，Na2Cr2O7.2H2O：1.56%)；酸性重铬酸钠液（PH=2, V2O5：0.32g/L，Na2Cr2O7.2H2O：140g/L)返回重铬酸钠生产线生产重铬酸钠。多钒酸钠沉淀用220ml浓度为 9%的氢氧化钠加热溶解并调节溶液PH=7.5,过滤除去杂质。在富钒液中加入0.5ml硫酸酸化至PH=2.3，58克固体工业硫酸铵，在40℃搅拌1小时后过滤，生成的多钒酸铵沉淀用340ml浓度为 5%硫酸铵溶液平均洗涤4次，再在105-110℃烘干2小时，放入电阻炉在550℃焙烧2小时，产出五氧化二钒，其含量为99.14%。

Claims (2)

1.一种回收重铬酸钠的方法，其特征在于包括以下步骤：
A 、钒酸钠与铬酸钠的溶出 
含钒铬、钙渣与水按固液比为1:1打浆，加入含钒、钙铬渣质量的10%~25%纯碱，在80℃~95℃搅拌反应2~3小时，过滤除去碳酸钙渣；
B、酸化沉钒
其碱性液中加入硫酸调节PH值至1.0~2.5，90℃-93℃保温熟化1~3小时，得多钒酸钠沉淀；
C、洗涤回收重铬酸钠
过滤洗涤得多钒酸钠沉淀，直至多钒酸钠沉淀中的重铬酸钠含量小于3%，富含六价铬的洗水—酸性液进入重铬酸钠生产线生产重铬酸钠。
2.一种回收五氧化二钒的方法，其特征在于包括以下步骤：
D、碱溶多钒酸钠过滤除杂质
取权利要求1步骤C的过滤洗涤得的多钒酸钠沉淀，用浓度为4%~10%的氢氧化钠溶液加热溶解，控制溶解的富钒液PH值在7~9之间，过滤除杂；
E、制取多钒酸铵
在富钒液中加入硫酸调节PH值在4~5之间，按富钒液中五氧化二钒含量与硫酸铵的质量比为1.378的2～4倍加入硫酸铵，再用硫酸调节PH值至2~2.5，在40℃-60℃搅拌0.5~1小时，结晶出橘黄色多钒酸铵（APV）沉淀，过滤后，用浓度为1%~5%的硫酸铵溶液洗涤至六价铬小于1%以下；
F、焙烧制五氧化二钒
多钒酸铵沉淀放入电阻炉在500℃~550℃焙烧2~3小时，产出五氧化二钒产品。
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