CN105567987A - 一种从废渣中同时提取钒、碲的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从废渣中同时提取钒、碲的方法，属于资源综合利用的领域，其特征在于，包括如下步骤：(1)选定废渣；(2)处理废渣；(3)加入提取助剂；(4)加入离子液体；(5)焙烧反应；(6)浸出。与现有技术相比，本发明能够明显的降低提取反应的温度，从而节约大量能源与减少二氧化碳与颗粒物的排放，环境友好；在高效率提取钒的同时，还能对废渣中的碲进行有效的提取与综合利用，是一种一举两得的方法。

Description

一种从废渣中同时提取钒、碲的方法
技术领域
本发明公开了一种从废渣中同时提取钒、碲的方法，属于资源综合利用的领域。
背景技术
攀西战略资源开发试验区是目前国内的唯一一个以矿产资源综合利用为目的建立的特区。对攀枝花西部、凉山州以及雅安市境内的钒钛、稀土以及碲铋资源进行综合加工以及利用。钒、碲属于稀有金属元素，是一种重要的战略物资。因其具有优良的合金与催化作用，被广泛的应用于冶金、化工、机械、电子仪器仪表、汽车船舶、轻工等国防尖端技术部门。钒，碲目前没有可单独开发的富矿，总是低品位与其它矿物共生。特别是在攀西地区，钒，碲在尾矿或者废渣中含量不低。如果能够研发一种新型的，环境友好的提取方法，不但具有重要的经济意义，还具有十分重要的战略意义。
离子液体，顾名思义，就是完全由阴阳离子所组成的，在室温下呈液态的盐类化合物。与传统的固体盐不同，以液体状态存在的熔融盐分子具有可设计性，不同的阴阳离子能够组合出种类繁多的离子液体。通过选择不同的阴阳离子，或者直接引入特定的官能团进行修饰,对离子液体的性质，如熔点、粘度、疏水性进行调整，来满足不同的需要。离子液体因为没有明显测得的饱和蒸汽压，因而使用离子液体比使用传统的化学溶剂更加符合环境友好的绿色发展理念。离子液体具有可设计性，通过调整不同的阴阳离子对，能够设计出种类不同，满足不同需要的专门离子液体来。
我们通过研究发现，将经过特殊设计的功能化的离子液体与纳米碳酸钙或者氧化钙结合起来，应用于废渣综合利用，能够大幅度降低提取反应的温度，同时还能够以很高的收率回收钒、碲两种重要的稀散战略元素。
发明内容
本发明公开了一种从废渣中同时提取钒、碲的方法，根据我国攀西战略资源开发试验区目前特有的废渣，从中提取钒、碲等稀散重要的战略物资。
本发明具体采用的具体技术方案是：
一种从废渣中同时提取钒、碲的方法，包括以下步骤：
(1)选定废渣：经由ICP-MS检测，选定含有钒、碲两种金属的废渣。
优选的废渣为按重量百分比含有金属钒的量为0.1％-2％、含有金属碲的量为0.01％-0.6％；且以含金属钒的量为0.5％-1.5％，含金属碲的量为0.05％-0.5％的废渣为最佳。
(2)处理废渣：对步骤(1)中选定的废渣进行球磨和过筛处理，得到处理后的废渣。
处理后的废渣的粉体优选为20目-250目，且以80-200目为最佳。
(3)加入提取助剂：向处理后的废渣中加入纳米碳酸钙或纳米氧化钙，或由两者以任意比例混合的混合物，混合均匀。
纳米碳酸钙或纳米氧化钙的粒径分布优选为20-250纳米，且以50-100纳米为最佳。纳米碳酸钙或纳米氧化钙的用量为所提取废渣质量的1％-10％，且以2％-8％为最佳。
(4)加入离子液体：向步骤(3)的废渣中再加入离子液体；所述的离子液体的化学式为：
(5)反应：将步骤(4)加入了离子液体的废渣混合均匀，加入到多段式数字控温马弗炉中进行反应，反应温度为500℃-850℃，反应时间为1-10小时。
其中，反应温度550℃-700℃为最佳；反应时间1.5-5小时为最佳。
(6)浸出：将上述步骤(5)烧结后的粉体用所述离子液体浸出，滤除不溶物，离子液体相即富集钒的钙盐以及碲的钙盐。通过简单的调节pH值即可将钒、碲的钙盐从离子液体相中释放出发，后续通过常规方法(例如文献方法《钢铁钒钛》，2012,33,30-34.)制得金属钒、碲。离子液体得到回用。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)本发明加入所述离子液体引入了共熔的反应，形成液相，使烧结温度变低，进行液相活性烧结，实现低温烧结，降低了烧结的温度。在后续的浸出萃取过程中，引入专门设计的离子液体，以期达到如下的目的：a.通过调整阳离子中间空穴的半径大小，达到对含钒、碲烧结产物一个最佳的吸附(螯合作用)能力，即只用少量离子液体就能尽可能多的富集；b.通过调节pH值节能达到吸附、解析的作用，从而使得离子液体能够重复使用。
2)本发明能够明显的降低提取反应的温度，从而节约大量能源与减少二氧化碳与颗粒物的排放；同时没有废水产生，节约宝贵的淡水资源，环境友好。
3)在高效率提取钒的同时，还能对废渣中的碲进行有效的提取与综合利用，是一种一举两得的方法，同时离子液体能够重复套用，降低了成本。
具体实施方式
下面结合具体的实施例进行进一步的说明。
实施例1(最佳)
称取1000克的所述的废渣，提取前经过ICP-MS分离，确定其中含有钒1.0克，碲0.6克。球磨，过筛，粒径分布100目。随后加入80纳米粒径的碳酸钙与氧化钙各3克，继续加入离子液体20克，加入多段式数字控温马弗炉中，设定温度为600℃，反应时间2.5小时。浸出后，考察对钒，碲的回收率，结果：对钒89％，对碲92％。
其中，所述离子液体的化学式为：

Claims (9)

1.一种从废渣中同时提取钒、碲的方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
(1)选定废渣：经由ICP-MS检测，选定含有钒、碲两种金属的废渣；
(2)处理废渣：对选定的废渣进行球磨和过筛处理，得到处理后的废渣；
(3)加入提取助剂：向处理后的废渣中加入纳米碳酸钙、纳米氧化钙或由两者以任意比例混合的混合物，混合均匀；
(4)加入离子液体：向步骤(3)的废渣中再加入离子液体；所述的离子液体的化学式为：
(5)反应：将步骤(4)加入了离子液体的废渣混合均匀，加入到多段式数字控温马弗炉中进行反应，反应温度为500℃-850℃，反应时间为1-10小时；
(6)浸出：将上述步骤(5)烧结后的粉体用所述离子液体浸出，滤除不溶物，离子液体相即富集钒的钙盐以及碲的钙盐。
2.根据权利要求1所述的从废渣中同时提取钒、碲的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的废渣中按重量百分比含有金属钒为0.1％-2％、含有金属碲的量为0.01％-0.6％。
3.根据权利要求1所述的从废渣中同时提取钒、碲的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的处理后的废渣的粉体为20目-250目。
4.根据权利要求1所述的从废渣中同时提取钒、碲的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的纳米碳酸钙或纳米氧化钙的粒径分布为20-250纳米。
5.根据权利要求1所述的从废渣中同时提取钒、碲的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的离子液体1和离子液体2按质量比1:1-6:1为最佳。
6.根据权利要求1所述的从废渣中同时提取钒、碲的方法，其特征在于，步骤(5)中所述的反应温度为550℃-700℃。
7.根据权利要求1所述的从废渣中同时提取钒、碲的方法，其特征在于，步骤(5)中所述的反应时间为1.5-5小时。
8.根据权利要求1或权利要求4所述的从废渣中同时提取钒、碲的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的纳米碳酸钙或纳米氧化钙的用量为所提取废渣重量的1％-10％。
9.根据权利要求1或权利要求5所述的从废渣中同时提取钒、碲的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的离子液体的用量为废渣重量的10％-25％。
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