CN103911521B - 一种从除磷底流渣中回收钒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从除磷底流渣中回收钒的方法，所述方法包括以下步骤：A、用草酸盐溶液浸出除磷底流渣，得到碱性含钒浸出液；B、调节所述碱性含钒浸出液的pH值为8～11，之后进行沉钒处理，得到偏钒酸铵。本发明利用草酸盐体系进行除磷底流渣的浸出，无大量氨气、二氧化碳等有害气体的产生，可实现废水的循环使用，对环境友好且能够实现清洁化生产。本发明流程短、操作简单、易于产业化，具有较高的经济效益和社会效益。

Description

一种从除磷底流渣中回收钒的方法
技术领域
本发明涉及钒的回收利用技术领域，更具体地讲，涉及一种从除磷底流渣中回收钒的方法。
背景技术
生产氧化钒的传统工艺为钒原料-钠化焙烧-水浸-净化-沉钒-脱氨，钠化焙烧熟料在水浸的过程中，不仅钒进入浸出液，而且磷、硅等杂质也游离于浸出液中。为了提高钒的沉淀率和提高氧化钒的产品质量，必须在浸出液中除去溶液中的硅、磷等杂质。通常除去浸出液中磷的方法是在浸出液中加入适量的氯化钙溶液，在加入氯化钙溶液时，过量或者局部过量都将导致钙与钒结合，形成不溶于水的钒酸钙沉淀，其中钒含量约为10～20%。
为了提高收率，传统的做法是将除磷底流渣返回到多膛炉进行二次焙烧。该处理虽然使钒获得了回收，但是由于除磷底流渣中的钙含量高，降低了焙烧效率，磷、硅等杂质容易循环富集，给生产带来较大困难。
而若采用碳酸盐体系进行除磷底流渣的浸出，则在进行高温浸出时，碳酸盐极易分解，不仅造成钒的浸出率降低，而且现场的操作环境非常恶劣，氨气挥发非常严重。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种工艺流程短、钒转化效率高、环境友好且生产成本低的从除磷底流渣中回收钒的方法
为了实现上述目的，本发明提供了一种从除磷底流渣中回收钒的方法，所述方法包括以下步骤：用草酸盐溶液浸出除磷底流渣，得到碱性含钒浸出液；调节所述碱性含钒浸出液的pH值为8～11，之后进行沉钒处理，得到偏钒酸铵。
根据本发明的从除磷底流渣中回收钒的方法的一个实施例，所述除磷底流渣是钠化提钒工艺中对钒渣经钠化焙烧和水浸得到的浸出液除磷后得到的高磷高硅渣。
根据本发明的从除磷底流渣中回收钒的方法的一个实施例，以重量百分比计，所述除磷底流渣中至少包括10～20％的钒、1～10％的磷和2～20％的硅。
根据本发明的从除磷底流渣中回收钒的方法的一个实施例，所述草酸盐溶液为草酸钠溶液或草酸钾溶液。
根据本发明的从除磷底流渣中回收钒的方法的一个实施例，所述草酸盐溶液的质量浓度不低于2％。
根据本发明的从除磷底流渣中回收钒的方法的一个实施例，在步骤A中，所述草酸盐溶液中的草酸根离子与除磷底流渣中的钒的摩尔比为2～4:1。
根据本发明的从除磷底流渣中回收钒的方法的一个实施例，在步骤B中，采用硫酸、硝酸、盐酸调节所述碱性含钒浸出液的pH值。
根据本发明的从除磷底流渣中回收钒的方法的一个实施例，在步骤B中，加入可溶性铵盐进行沉钒处理，所述可溶性铵盐为草酸铵、硫酸铵、氯化铵、碳酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵中的至少一种。
根据本发明的从除磷底流渣中回收钒的方法的一个实施例，可溶性铵盐的加入量根据所述碱性含钒浸出液中的钒含量来确定，按摩尔比计为NH4 +/V为1～4:1。
根据本发明的从除磷底流渣中回收钒的方法的一个实施例，浸出时间为10～60min，浸出温度为60～100℃，沉钒温度为20～60℃。
本发明针对碳酸盐体系浸出除磷底流渣的缺点，采用了草酸盐体系直接制备偏钒酸铵，由于在制备偏钒酸铵时，对含钒浸出液中的磷、硅要求比较宽松，因此能够减少除杂的工序，降低了钒损失率。本发明工艺流程短、钒转化效率高、对环境友好且生产成本低，具有较高的经济效益和社会效益
具体实施方式
在下文中，将结合示例性实施例对本发明的从除磷底流渣中回收钒的方法进行详细说明。
本发明的从除磷底流渣中回收钒的方法包括以下步骤：
A、浸出：用草酸盐溶液浸出除磷底流渣，得到碱性含钒浸出液；
B、沉钒：调节所述碱性含钒浸出液的pH值为8～11，之后进行沉钒处理，得到偏钒酸铵。
在本发明中，所述除磷底流渣是钠化提钒工艺中对钒渣经钠化焙烧和水浸得到的浸出液除磷后得到的高磷高硅渣。通常情况下，以重量百分比计，该除磷底流渣中至少包括10～20％的钒、1～10％的磷和2～20％的硅，以及锰、镁等其它杂质元素。
在浸出步骤中，所采用的草酸盐溶液可以为草酸钠溶液或草酸钾溶液。利用草酸盐溶液对除磷底流渣进行浸出，得到草酸钙沉淀以及包含钒酸盐的碱性含钒浸出液。由于除磷底流渣呈碱性，而草酸钾或草酸钠溶液均为强碱弱酸盐，则得到的钒酸盐也为强碱弱酸盐，则含钒浸出液也呈碱性。其中，草酸盐溶液的质量浓度不低于2％，并且草酸盐溶液中的草酸根离子与除磷底流渣中的钒的摩尔比为2～4:1，其中，适当提高草酸盐溶液的质量浓度时，势能差较大，钒浸出率较高；草酸盐溶液中的草酸根离子与除磷底流渣中的钒的摩尔比增大时也可增强草酸根离子与钒的接触，从而提高钒的浸出率。
根据本发明，浸出时间可以为10～60min，浸出温度可以为60～100℃，并最好在浸出过程中持续的搅拌，在此浸出条件下能够获得较高的钒浸出率。
由于草酸盐体系较碳酸盐体系更温和，在采用草酸盐体系进行高温浸出时，不会有大量气体产生，并且硅、磷等杂质几乎不会浸出，不需要再进行除杂处理。由于浸出过程中的硅、磷等杂质出来较少，因而在沉钒获得偏钒酸铵时对含钒浸出液中的磷、硅要求比较宽松，能够减少除杂的工序，降低钒损失率。
在沉钒步骤中，具体可采用硫酸、硝酸、盐酸等氧化性酸调节碱性含钒浸出液的pH值，当pH值为8～11时进行沉钒，可以获得偏钒酸铵。
根据本发明的一个实施例，通过加入可溶性铵盐进行沉钒处理，可溶性铵盐可以为草酸铵、硫酸铵、氯化铵、碳酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵中的至少一种。其中，优选为草酸铵，由此可将沉钒后的溶液继续用于浸出除磷底流渣，实现循环利用。
上述可溶性铵盐的加入量具体根据碱性含钒浸出液中的V含量来确定，按摩尔比计为NH4 +/V为1～4:1以确保在沉钒过程中铵盐过量，从而得到较高的钒收率。
其中，沉钒温度可以为20～60℃，较高的沉钒温度有利于提高沉钒效率。
最后，沉钒得到偏钒酸铵之后，还可以对其进行脱氨、氧化焙烧，并制得五氧化二钒等产品，但本发明不限于此。
下面结合示例对本发明作进一步的阐述，示例仅用于说明本发明，而不对本发明进行限制。
其中，以下示例1-4中所用的除磷底流渣均为表1所列成分的渣样。
表1除磷底流渣的主要成分/wt%
元素 V Si P Ca Fe Mn Mg
含量 10.08 5.69 2.68 16.98 4.5 6.17 2.1
示例1：
将100g除磷底流渣加入到200ml质量分数为2%、温度为60℃的草酸钠溶液中，在不断搅拌的条件下浸出60min，得到浸出液190ml，经检测该浸出液含钒48.3g/L，钒的浸出率为85%。采用硫酸调节浸出液的pH值到11，在常温下加入0.19mol的硫酸铵进行沉钒，得到20.0g偏钒酸铵，沉钒率为95%。
示例2：
将100g除磷底流渣加入到200ml质量分数为5%、温度为100℃的草酸钠溶液中，在不断搅拌的条件下浸出20min，得到浸出液195ml，经检测该浸出液含钒49.8g/L，钒的浸出率为90%，采用盐酸调节浸出液的pH值到8，在常温下加入0.76mol的草酸铵进行沉钒，得到21.2g偏钒酸铵，沉钒率为95%。
示例3：
将100g除磷底流渣加入到200ml质量分数为3%、温度为80℃的草酸钾溶液中，在不断搅拌的条件下浸出20min，得到浸出液192ml，经检测该浸出液含钒53.4g/L，钒的浸出率为95%，采用硝酸调节浸出液的pH值到9，在常温下加入0.96mol的草酸铵进行沉钒，得到22.8g偏钒酸铵，沉钒率为97%。
示例4：
将100g除磷底流渣加入到200ml质量分数为3%、温度为80℃的草酸钾溶液中，在不断搅拌的条件下浸出20min，得到浸出液192ml，经检测该浸出液含钒53.4g/L，钒的浸出率为95%，采用硫酸调节浸出液的pH值到10，在常温下加入1.92mol的氯化铵进行沉钒，得到23.1g偏钒酸铵，沉钒率为98%。
综上所述，本发明的从除磷底流渣中回收钒的方法利用草酸盐体系进行除磷底流渣的浸出，无大量氨气、二氧化碳等有害气体的产生，可实现废水的循环使用，对环境友好且能够实现清洁化生产。本发明流程短、操作简单、易于产业化，具有较高的经济效益和社会效益。
尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明的从除磷底流渣中回收钒的方法，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (8)

1.一种从除磷底流渣中回收钒的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A、用草酸盐溶液浸出除磷底流渣，得到碱性含钒浸出液；
B、调节所述碱性含钒浸出液的pH值为8～11，之后进行沉钒处理，得到偏钒酸铵，
其中，所述除磷底流渣是钠化提钒工艺中对钒渣经钠化焙烧和水浸得到的浸出液除磷后得到的高磷高硅渣，所述除磷底流渣主要组成为10～20％的钒、1～10％的磷和2～20％的硅。
2.根据权利要求1所述的从除磷底流渣中回收钒的方法，其特征在于，所述草酸盐溶液为草酸钠溶液或草酸钾溶液。
3.根据权利要求1或2所述的从除磷底流渣中回收钒的方法，其特征在于，所述草酸盐溶液的质量浓度不低于2％。
4.根据权利要求1所述的从除磷底流渣中回收钒的方法，其特征在于，在步骤A中，所述草酸盐溶液中的草酸根离子与除磷底流渣中的钒的摩尔比为2～4:1。
5.根据权利要求1所述的从除磷底流渣中回收钒的方法，其特征在于，在步骤B中，采用硫酸、硝酸或盐酸调节所述碱性含钒浸出液的pH值。
6.根据权利要求1所述的从除磷底流渣中回收钒的方法，其特征在于，在步骤B中，加入可溶性铵盐进行沉钒处理，所述可溶性铵盐为草酸铵、硫酸铵、氯化铵、碳酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的从除磷底流渣中回收钒的方法，其特征在于，所述可溶性铵盐的加入量根据所述碱性含钒浸出液中的钒含量来确定，按摩尔比计为NH4 +/V为1～4:1。
8.根据权利要求1所述的从除磷底流渣中回收钒的方法，其特征在于，浸出时间为10～60min，浸出温度为60～100℃，沉钒温度为20～60℃。
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