CN102367520A - 从废铝基催化剂中综合回收钒的方法 - Google Patents

从废铝基催化剂中综合回收钒的方法 Download PDF

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昆明理工大学
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Abstract

本发明公开了一种从废铝基催化剂中综合回收钒的方法,首先将废铝基催化剂与一定配比的碳酸钠混合均匀,将配好的物料在800~1200℃的高温下焙烧30~60分钟,焙烧后的熟料在80~90℃的热水中溶出。在含铝、钒的水溶液中加入氧化钙乳浊液,控制反应条件,将钒从铝酸钠溶液中分离出来。然后再用碳酸氢钠溶液浸出沉钒渣,使钒转入液相。含钒浸出液中添加硫酸、镁盐和氨水,依次将铝、硅、磷、砷等杂质脱除。净化后的含钒浸出液再用铵盐沉钒法制得偏钒酸铵晶体,将偏钒酸铵煅烧后得到五氧化二钒产品。该方法可制备出纯度在98%以上的合格五氧化二钒产品,钒的回收率在85%以上,并且为废铝基催化剂中其他有价金属的回收创造了有利条件。

Description

从废铝基催化剂中综合回收钒的方法
技术领域
[0001] 本发明属于湿法冶金领域,具体涉及一种用湿法从废铝基催化剂中综合回收钒金属化合物的方法。
[0002]
背景技术
[0003] 铝基催化剂是一种以氧化铝为载体,钼、镍、钴等金属或其氧化物为活性成分的催化剂,广泛应用于石化行业原油加氢和脱硫的精炼过程。催化剂在使用过程中,原油中的钒等重金属沉积在催化剂的表面上使催化剂中毒,造成催化剂的永久失活。失活后的催化剂一般都做为废催化剂而排放,据统计,全世界每年产生的废催化剂大约有5(Γ70万吨,其中,仅石油加氢处理单元就产生废催化剂15〜17万吨。为制造这些催化剂,耗用了大量贵金属、有色金属或其氧化物,催化剂中有用金属的含量并不低于矿石中相应金属的含量,甚至远远高于矿石中金属的含量。因此,废催化剂可看作为铝、钒、钼、镍、钴等有色金属及贵金属的重要二次资源。废催化剂的排放,不仅造成有价金属的大量流失,而且还对环境造成很大的污染。从资源综合利用和环境保护角度考虑,都必须对废催化剂进行处理以回收有价金属元素,并减轻对周边环境的污染。
[0004] 国内外许多研究者对从废催化剂中提取钒进行了大量研究,回收方法主要为碱法和酸法,微生物浸出法也有少量应用。碱法从废催化剂中提取钒、钼的工艺主要有:氧化碱浸法、氧化焙烧一碱浸法和钠化焙烧一水浸法,其中,钠化焙烧一水浸法是最常用的从废催化剂中回收钒、钼的方法。此法是将废催化剂与一定配比的碳酸钠或食盐在高温下焙烧, 钒、钼转化为可溶性钠盐,再用热水或碱液浸出使钒、钼转入液相中,再通过铵盐沉钒、酸化沉钼或钙盐沉钼来分离钒、钼(CN1305537A,CN1321782A, CN1453379A, CN1557978A)。由于转化较完全,钒、钼浸出率可达95%左右,综合回收率则在85、0%,甚至90%以上。废催化剂酸法提取钒是以硫酸等为浸出剂,再通过溶剂萃取从浸出液中分离钒、钼、铝。废催化剂酸浸法回收钒、钼的最大缺点就是浸出液组成复杂,分离困难,限制了该法的推广应用。上述工艺在浸出过程中要尽量避免因氧化铝的溶出而影响钒、钼的提取效果,因此,这些工艺虽对钒、钼进行了较好的回收,但占催化剂6(Γ75%的主要组分,载体氧化铝却没有得到回收利用。这不仅造成了铝资源的大量浪费,还对环境造成了新的污染。
[0005] 从废催化剂中回收载体氧化铝也有一些研究,如中国专利CN1422967A (从含镍、 Al2O3催化剂废渣中制备镍化学品和铝化学品的方法)、CN1544666A(从废铝基含镍催化剂回收镍和铝的方法)。这些方法采用碳酸钠或氢氧化钠与废催化剂在熔融状态下反应,生成的铝酸钠在热水中浸出,采用碳分或种分法从铝酸钠溶液中制备氢氧化铝,水浸后的含镍渣用酸浸或还原造锍熔炼来回收镍。这些方法的优点是对载体氧化铝和活性组分镍进行了综合回收,并通过氧化铝的溶出而提高了镍的综合回收率;缺点就是仅能处理回收了钒、钼后的废催化剂或仅以镍为活性组分的废催化剂。
[0006] 若要从废铝基催化剂中综合回收铝、钒、钼、镍、钴等有用金属,以上技术需通过两步钠化焙烧:先在相对较低的温度下钠化焙烧回收钒、钼,然后在相对较高的温度下钠化焙烧回收铝,焙烧料水浸渣再通过酸浸回收镍、钴,工艺复杂,流程冗长,能耗较高。采用一步钠化焙烧法可大大简化回收工艺流程,但其难点就在于以铝为主要组分的碱性溶液中铝、 钒、钼能否有效分离。中国专利CN1M8396C (从废铝基催化剂中提取钒、钼、镍、钴、铝的方法)将废铝基催化剂与氢氧化钠混合后高温焙烧并热水浸出,在水浸得到的铝酸钠溶液中加入氢氧化钡或铝酸钡,从铝酸钠溶液中依次分离出钒、钼;水浸渣采用硫酸浸出来回收镍、钴;分离钒、钼后的铝酸钠溶液采用碳分法来制备氢氧化铝。该法采用一步钠化焙烧实现铝、钒、钼与镍、钴的分离,水浸液中加入钡化合物并控制反应条件实现铝与钒、钼的分步分离,相比其他方法具有流程简单,综合回收率高的优点。但该法最终制备的钒化学品为钒酸钡,若水浸液中硅含量较多时,会大大降低钒酸钡的品质。
[0007]
发明内容
[0008] 本发明的目的是提供一种从废铝基催化剂中综合回收钒的方法,这是一种从载体氧化铝为任何晶型的含钒废铝基催化剂中,在保证氧化铝和钒高效提取的基础上,制备出合格钒化学品的方法。
[0009] 本发明采用的技术方案原理如下:X-射线衍射分析结果表明,废铝基催化剂中大部分氧化铝为刚玉型α -Al2O3。氧化铝虽为两性氧化物,但一般情况下刚玉型氧化铝不能与强酸或强碱反应,只能与熔融状态下的烧碱或苏打反应,而钒氧化物也可与熔融状态下的碱反应,即发生钠化焙烧反应。钠化焙烧后,铝、钒转化为溶解度较大的相应钠盐,通过水溶可使二者转入液相。通过溶液化学计算得知,钒和铝在碱性介质中的主要存在形式分别为 VO43-和Al (OH) 4_,且氢氧化钙与V043_反应的吉布斯自由能远远小于其与Al (OH) 4反应的吉布斯自由能。因此,氢氧化钙加入含铝、钒的碱性介质中,它将优先与VO43-发生反应,使铝和钒得到分离。对以钒酸钙为主要成分的沉钒渣,根据溶度积原理,采用含有碳酸根的化合物为浸出剂,生成溶解度更低的碳酸钙,促使钒转入液相。从含钒浸出液中制备钒化学品, 则可采用已有的技术方案。
[0010] 基于以上原理,本发明通过将废铝基催化剂与苏打碳酸钠在熔融状态下发生钠化焙烧反应,焙烧产物热水溶出后,已发生转化的氧化铝和钒转入液相。在含钒的铝酸钠溶液中加入氧化钙乳浊液,将钒从铝酸钠溶液中通过化学沉淀分离出来。再通过碳酸氢钠与以钒酸钙为主的沉钒渣进行反应,将钒浸出而转入浸出液中。含钒浸出液除杂净化后再加入铵盐来沉钒,制备出合格的钒化学品。该方法主要回收废铝基催化剂中的有用金属钒,但为其他有用金属的回收也创造了条件:分离钒后的铝酸钠溶液可通过碳分或种分法制备氧化铝产品;废铝基催化剂钠化焙烧-水浸过程中绝大部分氧化铝的溶出使水浸渣中的镍、钴可通过酸浸来回收。
[0011] 本发明的废铝基催化剂中钒的回收方法包括以下步骤:
1)在废铝基催化剂中配入一定量的碳酸钠,碳酸钠与废催化剂中(Α1203+ν205)的摩尔比为1. (Tl. 2 :1,将两者混合均勻后在马弗炉中进行高温焙烧,温度为80(Tl20(rC,时间为 3(Γ60分钟。焙烧过程中,任何晶型的氧化铝都会与碳酸钠反应生成溶解度较大的铝酸钠; 钒则首先由低价态氧化为高价态,然后再与碳酸钠反应生成溶解度较大的钒酸钠。氧化铝和钒的转化率均在95%以上。焙烧过程主要发生的反应如下: Al2O3 + Na2CO3 = 2NaA102 + CO2 个 V2O5 + Na2CO3 = 2NaV03 + CO2 个
2)将焙烧后的熟料在8(T90°C的热水中搅拌溶出,焙烧熟料与热水的质量体积比为 1 :3〜4,时间为3(Γ40分钟,溶出结束后立即进行液固分离。溶出过程中,铝酸钠和钒酸钠几乎全部转入液相,而镍、钴则在水浸渣中进一步富集,使铝、钒和镍、钴分离。 [0012] 3)在含钒的铝酸钠溶液中加入氧化钙饱和乳浊液,由于钒酸钙在水溶液中为沉淀,且氢氧化钙与VO43-反应的吉布斯自由能远远小于其与Al (OH)4-反应的吉布斯自由能。 因此,控制加入的氧化钙量和其他条件,可将钒从铝酸钠溶液中分离出来。在6(T90°C,氧化钙用量l(T20g/L,反应120〜240分钟后过滤,可将溶液中97%左右的钒转入沉钒渣中。分离过程的主要反应如下:
3Ca (OH)2 + 2V0/_ — Ca3 (VO4) 2 J, + 60F
1. 5Ca (OH)2 + Al (OH) 4_ — 0. 5 (3Ca0 · Al2O3 · 6H20) + 0H_
4)沉钒渣中配入一定量的碳酸氢钠,两者反应后生成溶解度更低的碳酸钙而使钒转入液相。碳酸氢钠与沉钒渣中Ca3(VO4)2的摩尔比1(Γ14 :1,按液体体积与沉钒渣固体重量比 4 : 1加入水,在浸出温度为6(T10(TC条件下、搅拌反应3(Γ60分钟,反应结束后固液分离,得到富含钒的浸出液,钒的浸出率在96%以上。浸出过程中发生的主要反应如下:
Ca3 (VO4) 2 + 6NaHC03 = 3CaC0s I + 2Na3V04 + 3C02 ί + 3H20 3Ca0 · Al2O3 · 6H20 + 4NaHC03 = 3CaC0s I + 2NaAl (OH) 4 + Na2CO3 + 4H20 3Ca0 · Al2O3 · 1. 15Si02 · 3. 7H20 + 4NaHC03 = 3CaC0s I + 0. 575 (Na2O · Al2O3 · 2Si02 · 2H20) + 0. 85NaAl (OH)4 + Na2CO3 + 2. 85H20
5)将含钒浸出液加热至80°C,用体积百分比浓度为30%的硫酸调节浸出液pH值至 9〜10,搅拌反应30分钟,自然冷却至6(T70°C后固液分离,除去浸出液中的铝和硅;再在浸出液中加入5g/L硝酸镁,用氨水调节浸出液pH值至1(Γ10. 5,在温度6(T70°C下搅拌反应 60分钟,固液分离后除去浸出液中的磷和砷,净化过程中钒的损失可控制在4%以内,而杂质的脱除率在93%以上。浸出液净化过程发生的主要反应如下:
H2SO4 + 2NaAl (OH) 4 = Na2SO4 + 2A1 (OH) 3 I + 2H20 H2SO4 + Na2SiO3 + (/?_1)H20 = Na2SO4 + SiO2 ·/?H20 I HAsO广 + NH4+ + Mg2+ — MgNH4AsO4 I + H+ HPO42- + NH4+ + Mg2+ — MgNH4PO4 I + H+
6)向净化浸出液中加入50g/L硝酸铵,并用30%硫酸调节浸出液pH值至8〜8. 5,在室温下搅拌反应120 min,固液分离后得到偏钒酸铵晶体。铵盐沉钒过程中,钒的沉淀率在99% 以上。主要反应如下:
V0, + 2H+ — H2VCV
H2VCV + NH4NO3 — NH4VO3 I + NOf + H2O
7)将偏钒酸铵晶体在500°C下煅烧120分钟,得到五氧化二钒晶体,五氧化二钒的纯度在98%以上。煅烧发生的反应如下:
2NH4V03 = V2O5 + 2NH3 丨 + H2O 个
本发明中所述碳酸钠与废铝基催化剂中(A1203+V205)的摩尔比为l.(Tl. 1 :1。
5[0013] 本发明中所述碳酸钠与废铝基催化剂的焙烧反应温度为100(Tll0(rC,焙烧反应时间为3(Γ40分钟。
[0014] 本发明中所述碳酸氢钠与沉钒渣中Cii3(VO4)2的摩尔比1(Γ12 :1。
[0015] 本发明中所述碳酸氢钠与沉钒渣反应浸出温度为8(T90°C,反应时间为45飞0分钟,搅拌反应,转速为800转/分。
[0016]
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、该方法可实现废铝基催化剂中有价金属钒的综合回收,钒的回收率在85%以上,制备的五氧化二钒产品达到冶金98级质量要求。
[0017] 2、该方法还对废铝基催化剂中载体氧化铝和其他有价金属镍、钴的回收创造了条件:分离钒后的铝酸钠溶液可通过碳分或种分法制备较高品质的氧化铝产品;废铝基催化剂钠化焙烧-水溶过程中绝大部分氧化铝的溶出使水浸渣中的镍、钴可通过酸浸来回收。 因此,本方法可实现废铝基催化剂的综合回收利用。
[0018] 3、该方法对各种废铝基催化剂的适应性强,适用于处理各种晶型氧化铝为载体, 钒、钼、镍、钴、硅一种或多种为主要成分的废铝基催化剂。
[0019] 4、该方法产生的废气和废固较少,有利于环保。钠化焙烧过程产生的二氧化碳可用于铝酸钠溶液碳分过程来制备氢氧化铝;碳酸氢钠浸钒过程生成的碳酸钙可用来制备二氧化碳和氧化钙,氧化钙又可返回铝酸钠溶液沉钒过程;含钒浸出液净化过程产生的氢氧化铝可返回焙烧过程;偏钒酸铵煅烧过程产生的氨气与铵盐沉钒母液反应可制备硝酸铵, 而后又用于铵盐沉钒。
[0020]
附图说明
[0021] 图1是本发明的工艺流程图。
[0022] 图2是沉钒渣的X-射线衍射图谱。
[0023]
具体实施方式
[0024] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0025] 实施例1
1、某废铝基催化剂(Al2O3 67. 36%,V 1. 73%, Ni 4.61%,Co 0. 54%),在该废铝基催化剂中配入一定量的碳酸钠,碳酸钠与废催化剂中(A1203+V205)的摩尔比为1. 1 :1,将两者混合均勻后在马弗炉中进行高温焙烧,温度为1000°C,时间为30分钟;
2、将焙烧后的熟料在80°C的热水中搅拌溶出,焙烧熟料与热水的质量体积比为1 :4, 时间为30分钟,搅拌速度400转/分,溶出结束后立即进行固液分离,固体样品烘干、称重、 取样、分析,液体样品取样进行化验分析,氧化铝、钒的提取率分别为94. 78%和95. 06%,而水浸渣中镍、钴富集比为4。
[0026] 3、在含钒的铝酸钠溶液中加入氧化钙饱和乳浊液,将溶液温度控制在85°C,氧化钙用量为15g/L,反应180分钟后过滤,可将溶液中97. 75%的钒转入沉钒渣中,沉钒渣的X-射线衍射图谱如附图2所示,铝在沉钒渣中的损失为11.66%。
[0027] 4、沉钒渣(V 4. 23%,Al2O3 24. 87%)中配入一定量的碳酸氢钠,两者反应后生成溶解度更低的碳酸钙而使钒转入液相,碳酸氢钠与沉钒渣中Ca3(VO4)2的摩尔比11 :1,按液体体积与沉钒渣固体重量比4 :1加入水,在浸出温度为80°C、800转/分下搅拌反应45分钟。 反应结束后固液分离,固体样品烘干、称重、取样、分析,液体样品取样进行化验分析;钒的浸出率为97. 45%,浸出液中五氧化二钒浓度在20g/L以上,浸出渣中钒含量低于0. 1%。
[0028] 5、将含钒浸出液加热至80°C,用体积百分比浓度为30%的硫酸调节浸出液pH值至 9. 5,搅拌反应30分钟,自然冷却至60°C后过滤,浸出液中铝和硅的脱除率分别为99. 28%和 97. 10%;再在浸出液中加入5g/L硝酸镁,用氨水调节浸出液pH值至1(Γ10.5,在温度60°C 下搅拌反应60分钟,过滤后除去浸出液中的磷和砷,两者的脱除率分别为93. 75%和95. 0%。 净化过程中浸出液中钒的损失率为4. 13%。
[0029] 6、向净化浸出液中加入50g/L硝酸铵,并用30%硫酸调节浸出液pH值至纩8. 2,在室温下搅拌反应120 min,固液分离后得到偏钒酸铵晶体。对沉钒前后浸出液中钒浓度进行化验分析,得出铵盐沉钒过程中钒的沉淀率为99. 8%。
[0030] 7、将偏钒酸铵晶体在500°C下煅烧120分钟,得到砖红色五氧化二钒晶体,经分析,五氧化二钒产品纯度为98. 72%,达到冶金98级产品质量要求。
[0031] 8、钒回收工艺流程中,废铝基催化剂中钒的综合回收率为86. 64%。
[0032] 实施例2 :
1、某废铝基催化剂(Al2O3 67. 36%,V 1. 73%, Ni 4.61%,Co 0. 54%),在该废铝基催化剂中配入一定量的碳酸钠,碳酸钠与废催化剂中(A1203+V205)的摩尔比为1. 2 :1,将两者混合均勻后在马弗炉中进行高温焙烧,温度为900°C,时间为40分钟。
[0033] 2、将焙烧后的熟料在80°C的热水中搅拌溶出,焙烧熟料与热水的质量体积比为 1 :4,时间为30分钟,搅拌速度400转/分,溶出结束后立即进行固液分离,固体样品烘干、称重、取样、分析,液体样品取样进行化验分析。氧化铝、钒的提取率分别为96. 5¾和 96. 37%,而水溶渣中镍、钴富集比为4. 5。
[0034] 3、在含钒的铝酸钠溶液中加入氧化钙饱和乳浊液,将溶液温度控制在80°C,氧化钙用量为10g/L,反应240分钟后过滤,可将溶液中98. 14%的钒转入沉钒渣中,铝在沉钒渣中的损失为10. 56%。
[0035] 4、沉钒渣(V 4. 3%,Al2O3 23. 7%)中配入一定量的碳酸氢钠,两者反应后生成溶解度更低的碳酸钙而使钒转入液相。碳酸氢钠与沉钒渣中Ca3(VO4)2的摩尔比14 :1,按液体体积与沉钒渣固体重量比4 : 1加入水,在浸出温度为70°C、800转/分下搅拌反应60分钟。 反应结束后固液分离,固体样品烘干、称重、取样、分析,液体样品取样进行化验分析。钒的浸出率为97. 62%,浸出液中五氧化二钒浓度在20g/L以上,浸出渣中钒含量低于0. 1%。
[0036] 5、将含钒浸出液加热至80°C,用体积百分比浓度为30%的硫酸调节浸出液pH值至9. 5,搅拌反应30分钟,自然冷却至60°C后过滤,浸出液中铝和硅的脱除率分别为99. 03% 和96. 86% ;再在浸出液中加入5g/L硝酸镁,用氨水调节浸出液pH值至1(Γΐ0. 5,在温度 60°C下搅拌反应60分钟,过滤后除去浸出液中的磷和砷,两者的脱除率分别为93. 24%和 94. 69%。净化过程中浸出液中钒的损失率为4. 35%。[0037] 6、向净化浸出液中加入50g/L硝酸铵,并用30%硫酸调节浸出液pH值至纩8. 2,在室温下搅拌反应120 min,固液分离后得到偏钒酸铵晶体。对沉钒前后浸出液中钒浓度进行化验分析,得出铵盐沉钒过程中钒的沉淀率为99. 7%。
[0038] 7、将偏钒酸铵晶体在500°C下煅烧120分钟,得到砖红色五氧化二钒晶体,经分析,五氧化二钒产品纯度为98. 53%,达到冶金98级产品质量要求。
[0039] 8、钒回收工艺流程中,废铝基催化剂中钒的综合回收率为88. 05%。
[0040] 实施例3 :
1、某废铝基催化剂(Al2O3 67. 36%,V 1. 73%, Ni 4.61%,Co 0. 54%),在该废铝基催化剂中配入一定量的碳酸钠,碳酸钠与废催化剂中(A1203+V205)的摩尔比为1.0 :1,将两者混合均勻后在马弗炉中进行高温焙烧,温度为1200°C,时间为60分钟。
[0041] 2、将焙烧后的熟料在90°C的热水中搅拌溶出,焙烧熟料与热水的质量体积比为 1 :4,时间为40分钟,搅拌速度400转/分。溶出结束后立即进行固液分离,固体样品烘干、称重、取样、分析,液体样品取样进行化验分析。氧化铝、钒的提取率分别为95. 37%和 96.沈%,而水溶渣中镍、钴富集比为4. 2。
[0042] 3、在含钒的铝酸钠溶液中加入氧化钙饱和乳浊液,将溶液温度控制在65°C,氧化钙用量为20g/L,反应240分钟后过滤,可将溶液中96. 25%的钒转入沉钒渣中,铝在沉钒渣中的损失为12. 73%。
[0043] 4、沉钒渣(V 4. 17%,Al2O3 24. 18%)中配入一定量的碳酸氢钠,两者反应后生成溶解度更低的碳酸钙而使钒转入液相。碳酸氢钠与沉钒渣中Cii3(VO4)2的摩尔比10 :1,按液体体积与沉钒渣固体重量比4 : 1加入水,在浸出温度为100°C、800转/分下搅拌反应45分钟。反应结束后固液分离,固体样品烘干、称重、取样、分析,液体样品取样进行化验分析。钒的浸出率为96. 68%,浸出液中五氧化二钒浓度在20g/L左右,浸出渣中钒含量接近0. 1%。
[0044] 5、将含钒浸出液加热至80°C,用体积百分比浓度为30%的硫酸调节浸出液pH值至9. 5,搅拌反应30分钟,自然冷却至70°C后过滤,浸出液中铝和硅的脱除率分别为99. 28% 和96. 88% ;再在浸出液中加入5g/L硝酸镁,用氨水调节浸出液pH值至1(Γΐ0. 5,在温度 70°C下搅拌反应60分钟,过滤后除去浸出液中的磷和砷,两者的脱除率分别为93. 33%和 95. 33%。净化过程中浸出液中钒的损失率为3. 82%。
[0045] 6、向净化浸出液中加入50g/L硝酸铵,并用30%硫酸调节浸出液pH值至纩8. 2,在室温下搅拌反应120 min,固液分离后得到偏钒酸铵晶体。对沉钒前后浸出液中钒浓度进行化验分析,得出铵盐沉钒过程中钒的沉淀率为99. 7%。
[0046] 7、将偏钒酸铵晶体在500°C下煅烧120分钟,得到砖红色五氧化二钒晶体,经分析,五氧化二钒产品纯度为98. 83%,达到冶金98级产品质量要求。
[0047] 8、钒回收工艺流程中,废铝基催化剂中钒的综合回收率为85. 89%。
[0048] 实施例4 :
1、某废铝基催化剂(Al2O3 67. 36%,V 1. 73%, Ni 4.61%,Co 0. 54%),在该废铝基催化剂中配入一定量的碳酸钠,碳酸钠与废催化剂中(A1203+V205)的摩尔比为1. 1 :1,将两者混合均勻后在马弗炉中进行高温焙烧,温度为1100°C,时间为30分钟。[0049] 2、将焙烧后的熟料在80°C的热水中搅拌溶出,焙烧熟料与热水的质量体积比为 1 :3,时间为30分钟,搅拌速度400转/分。溶出结束后立即进行固液分离,固体样品烘干、称重、取样、分析,液体样品取样进行化验分析。氧化铝、钒的提取率分别为94. 78%和 95. 06%,而水溶渣中镍、钴富集比为4。
[0050] 3、在含钒的铝酸钠溶液中加入氧化钙饱和乳浊液,将溶液温度控制在90°C,氧化钙用量为20g/L,反应120分钟后过滤,可将溶液中96. 93%的钒转入沉钒渣中,铝在沉钒渣中的损失为9. 84%。
[0051] 4、沉钒渣(V 4. 28%, Al2O3 22. 58%)中配入一定量的碳酸氢钠,两者反应后生成溶解度更低的碳酸钙而使钒转入液相。碳酸氢钠与沉钒渣中Ca3(VO4)2的摩尔比12 :1,按液体体积与沉钒渣固体重量比4 :1加入水,在浸出温度为90°C、800转/分下搅拌反应30分钟。 反应结束后固液分离,固体样品烘干、称重、取样、分析,液体样品取样进行化验分析。钒的浸出率为98. 06%,浸出液中五氧化二钒浓度在20g/L以上,浸出渣中钒含量低于0. 1%。
[0052] 5、将含钒浸出液加热至80°C,用体积百分比浓度为30%的硫酸调节浸出液pH值至9. 5,搅拌反应30分钟,自然冷却至60°C后过滤,浸出液中铝和硅的脱除率分别为99. 31% 和98. 14% ;再在浸出液中加入5g/L硝酸镁,用氨水调节浸出液pH值至1(Γΐ0. 5,在温度 60°C下搅拌反应60分钟,过滤后除去浸出液中的磷和砷,两者的脱除率分别为93. 25%和 95. 62%。净化过程中浸出液中钒的损失率为3. 91%。
[0053] 6、向净化浸出液中加入50g/L硝酸铵,并用30%硫酸调节浸出液pH值至纩8. 2,在室温下搅拌反应120 min,固液分离后得到偏钒酸铵晶体。对沉钒前后浸出液中钒浓度进行化验分析,得出铵盐沉钒过程中钒的沉淀率为99. 8%。
[0054] 7、将偏钒酸铵晶体在500°C下煅烧120分钟,得到砖红色五氧化二钒晶体,经分析,五氧化二钒产品纯度为98. 47%,达到冶金98级产品质量要求。
[0055] 8、钒回收工艺流程中,废铝基催化剂中钒的综合回收率为86. 65%。

Claims (8)

1. 一种从废铝基催化剂中综合回收钒的方法,其特征在于:包括以下步骤:1)在废铝基催化剂中配入一定量的碳酸钠,碳酸钠与废铝基催化剂中(Α1203+ν205)的摩尔比为1. (Tl. 2 :1,将两者混合均勻后在80(T120(TC的高温下焙烧30飞0分钟;2)将焙烧熟料用8(T90°C的热水搅拌溶出,焙烧熟料与热水的质量体积比为1 :3〜4, 时间为3(Γ40分钟,溶出结束后立即进行液固分离;3)在含钒的铝酸钠溶液中加入氧化钙饱和乳浊液,氧化钙用量为l(T20g/L,在 6(T90°C,反应12(Γ240分钟后,从铝酸钠溶液中过滤分离出钒;4)沉钒渣中配入一定量的碳酸氢钠,碳酸氢钠与沉钒渣中Cii3(VO4)2的摩尔比1(Γ14 : 1,按液体体积与沉钒渣固体重量比4 :1加入水,在浸出温度为6(T10(TC条件下、搅拌反应 30^60分钟,反应结束后固液分离,得到富含钒的浸出液;5)将含钒浸出液加热至80°C,用体积百分比浓度为30%的硫酸调节浸出液pH值至 9〜10,搅拌反应30分钟,自然冷却至6(T70°C后固液分离,除去浸出液中的铝和硅;再在浸出液中加入5g/L硝酸镁,用氨水调节浸出液pH值至1(Γ10.5,在温度6(T70°C下搅拌反应 60分钟,固液分离后除去浸出液中的磷和砷,得到净化浸出液;6)向净化浸出液中加入50g/L硝酸铵,并用30%硫酸调节浸出液pH值至8〜8. 5,在室温下搅拌反应120 min,固液分离后得到偏钒酸铵晶体;7)将偏钒酸铵晶体在500°C下煅烧120分钟,得到五氧化二钒晶体。
2.根据权利要求1所述的从废铝基催化剂中综合回收钒的方法,其特征在于,碳酸钠与废铝基催化剂中(A1203+V205)的摩尔比为l.(Tl. 1 :1。
3.根据权利要求1所述的从废铝基催化剂中综合回收钒的方法,其特征在于,碳酸钠与废铝基催化剂的焙烧反应温度为ioo(Tiio(rc。
4.根据权利要求ι所述的从废铝基催化剂中综合回收钒的方法,其特征在于,焙烧反应时间为3(Γ40分钟。
5.根据权利要求1所述的从废铝基催化剂中综合回收钒的方法,其特征在于,碳酸氢钠与沉钒渣中Ca3 (VO4)2的摩尔比10〜12 :1。
6.根据权利要求1所述的从废铝基催化剂中综合回收钒的方法,其特征在于,4)步骤中碳酸氢钠与沉钒渣反应浸出温度为8(T90°C。
7.根据权利要求1所述的从废铝基催化剂中综合回收钒的方法,其特征在于,4)步骤中碳酸氢钠与沉钒渣反应时间为45飞0分钟。
8.根据权利要求1所述的从废铝基催化剂中综合回收钒的方法,其特征在于,4)步骤中碳酸氢钠与沉钒渣搅拌反应,转速为800转/分。
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