CN108298581B - 一种从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的系统及其处理方法 - Google Patents

一种从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的系统及其处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的系统及其在处理方法，所述系统依次包括除杂系统、萃取系统、反萃沉钒系统、洗涤系统和煅烧系统。本发明所述系统和方法在现有技术的基础上，针对硅、铝和铬等易于在五氧化二钒产品中沉积的元素进行了细致的研究，通过化学调控和设备强化，对萃原液、除杂液和萃余液中钒铬硅铝等杂质的不同聚合态进行了定量检测，并结合萃合物的结构，基于定量实验测试研究结果，科学预测了钒铬硅铝的萃取机理，并通过化学调控除杂、强化离心萃取设备和反萃定量控制等措施形成一套系统，实现低铬低硅低铝高纯五氧化二钒产品制备。

Description

一种从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的系统及 其处理方法
技术领域
本发明属于湿法冶金或废水处理领域，涉及一种从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的系统及其处理方法，尤其涉及一种从含钒铬硅溶液中制备低铬低铝五氧化二钒的系统的系统及其处理方法。
背景技术
钒是一种有色金属，是十分重要的战略资源。五氧化二钒(V2O5)是钒重要的氧化物也是应用最为广泛的氧化物，应用范围已经从冶金，化工等行业扩展至航空航天、电子工业，电化学等，随着国内外对高纯V2O5的市场需求量不断增加，对V2O5的纯度要求也越来越高，尤其是钒液流电池和钒铝合金的发展，更是对高纯钒中钒的纯度及杂质硅的含量提出了更高的要求。然而，由于钒(V)和铬(VI)的化学性质十分相近，钒铬常共生存在于矿物中，分离难度大，从而难以得到高纯度的钒产品。
对于高纯V2O5的制备，一般以廉价易得的工业V2O5或其他钒酸盐为原料，经过一系列的提纯步骤和净化处理而获得。如朴昌林等以铬含量低的粗V2O5为原料，用熔融盐电解精炼法生产出铬、铁含量＜0.005％，钒品位＞99.9％的高纯钒。CN 102764894A以钒块为原料，经过氢化、研磨、脱氢制得高纯度钒粉。这些高纯钒的制备方法均以加工处理后的工业级产品为原料，来源有限且成本较高，对原料的高要求限制了这些方法的推广。而含钒铬的溶液来源广泛，对环境造成很大的影响，如何更有效的利用含钒铬的溶液也成为目前研究的课题之一。
到目前为止，人们已经开发研究出多种处理含钒铬溶液的技术。其中比较传统的方法是化学沉淀法，即在中性或弱碱性条件下，通过向溶液中添加各种除杂剂，比如氯化钙、氯化镁、氯化铝、硫酸铝、草酸和磺基水杨酸等，去除溶液中的杂质，然后加入硫酸铵和氯化铵等铵盐把钒沉淀下来，生成偏钒酸铵，偏钒酸铵再通过洗涤和重结晶制得高纯钒。此方法操作简单，但是步骤比较繁琐，产品纯度不高且钒损较大。还有一种离子交换法是比较新的方法，虽然其生产流程较为简单、试剂消耗量少和钒回收率高等优点，但是溶液中的杂质在离子交换过程中容易粘附在树脂表面，导致树脂交换容量下降，甚至会使树脂“中毒”，且操作条件苛刻，在工业中尚未得到普及。
萃取法是一种使用比较广泛的方法。萃取法有诸多优点，如分离效果好，高回收率，可回收利用的萃取剂，低廉的生产成本，极高的产品纯度等，但是由于杂质的影响较大，导致萃取体系形成第三相。已有报道萃取钒的萃取剂很多，包括：Cyanex 272、PC88A、TR-83、Adongen464、Aliquat 336、N263和季铵盐等。相关的技术有如CN 101121962A采用萃取、反萃和沉钒等操作将钒铬溶液中的钒铬完全回收，但是其产品钒酸盐的纯度只能达到99.5％。CN 103540745A采用胺类萃取钒溶液中的杂多酸来纯化钒溶液，加入铵盐沉钒并煅烧后得到纯度大于99.9％的五氧化二钒，但是其原料液中要求形成磷钼钨、硅钼钨等杂多酸以进行除杂，而对其它难以形成杂多酸的钒铬溶液不再适用。
CN 102849795A以粗偏钒酸铵为原料，经过碱溶、除杂、多次过滤、沉钒、煅烧等流程制得高纯V2O5，不仅原料有所限制，而且操作重复繁杂，不利于推广应用。CN 102923776A同样以粗偏钒酸铵为原料，经碱溶，加压通氨、超声雾化和煅烧等操作得到99.95％的V2O5，但是其对设备的要求比较高，前期投入较大。
CN 100497675A公开了一种从钒(V)铬(VI)混合液中完全回收钒和铬的新工艺，主要步骤包括：首先用伯仲复合胺萃取剂按逆流接触的方式与含有钒钒(V)铬(VI)水溶液接触萃取，将水中绝大部分钒和少量铬萃取到有机相中，而大部分铬留在水相中；然后用酸调节萃余液(水相)的pH，并加一定量的还原剂进行还原反应，再用氢氧化钠回调水溶液的pH值后过滤，得到的固体即为水合氧化铬，同时以碱液为反萃取剂，通过逆流接触方式将钒从富钒有机相中反萃到水中；再用铵盐沉淀法将钒从溶液中以偏钒酸铵的形式分离；最后采用高效精馏技术处理沉钒上清液，塔顶得浓氨水，塔釜得到脱氨水，直接返回到萃取过程。该方法可制备纯度高于99.5％的五氧化二钒，其中杂质含量主要为硅、钠、硫、铬等。
CN 103937998A公开了一种制备低硅五氧化二钒的方法，主要步骤包括：首先用脱硅剂在一定温度下脱硅之后将脱硅后的萃原液送入萃取系统与萃取剂进行萃取，所得的富钒有机相经过反萃剂反萃得到偏钒酸铵和再生的萃取剂，偏钒酸铵经过进一步干燥煅烧后获得五氧化二钒；该过程通过深入热力学计算得到钒、铝(钙)、硅三元素在溶液中的形态平衡关系，找到最优脱硅操作区间，并通过操作参数对工艺进行调控后获得硅含量低于0.007％五氧化二钒纯度超过99.9％的五氧化二钒产品。但是该专利中并未涉及到脱硅剂引入到体系中的铝或钙等杂质在五氧化二钒产品中的残留量及铬的含量，这些元素对高纯度五氧化二钒的性质及用途产生较大影响。
因此急需找到一种合适的工艺系统来低成本制备低硅低铝低铬高纯V2O5。
发明内容
针对现有从含钒铬硅浸出液中制备高纯V2O5中存在的不适用难以形成杂多酸的钒铬溶液，对设备的要求比较高，前期投入较大，以及引入其他杂质影响V2O5纯度的问题，本发明提供了一种从含钒铬硅溶液中制备低铬低铝五氧化二钒的系统的系统及其处理方法。本发明所述系统和方法在现有技术的基础上，针对硅、铝和铬等易于在五氧化二钒产品中沉积的元素进行了细致的研究，通过化学调控和设备强化，对萃原液、除杂液和萃余液中钒铬硅铝等杂质的不同聚合态进行了定量检测，并结合萃合物的结构，基于定量实验测试研究结果，科学预测了钒铬硅铝的萃取机理，并通过化学调控除杂、强化离心萃取设备和反萃定量控制等措施形成一套系统，实现低铬低硅低铝高纯五氧化二钒产品制备。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的系统，所述系统依次包括除杂系统、萃取系统、反萃沉钒系统、洗涤系统和煅烧系统。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述除杂系统包括依次连接的第一过滤器、除杂反应釜、除杂液静置槽和第二过滤器，第二过滤器的液体出口与萃取系统的物料入口相连，即第二过滤器的液体出口与离心萃取器的物料入口相连。
优选地，所述萃取系统包括离心萃取器、萃余液储槽和富钒有机相储槽，所述离心萃取器的萃余液出口与萃余液储槽的入口相连，所述离心萃取器的有机相出口与富钒有机相储槽的入口相连，富钒有机相储槽的出料口与反萃沉钒系统的物料入口相连，即富钒有机相储槽的出料口反萃沉钒系统中富钒有机相洗涤槽的有机相入口相连。
优选地，所述反萃沉钒系统包括富钒有机相洗涤槽、反萃沉钒釜和反萃水相-固相储槽，所述富钒有机相洗涤槽的有机相出口与反萃沉钒釜的有机相入口相连，反萃沉钒釜的液固混合相出口与反萃水相-固相储槽的入口相连，反萃水相-固相储槽的固体出口与洗涤系统的进料口相连，即萃水相-固相储槽的固体出口与偏钒酸铵洗涤槽的进料口相连，在反萃水相-固相储槽中水相和固相经过初步分离，得到固相和水相，固相进行洗涤系统进行洗涤。
优选地，所述洗涤系统包括洗涤液储槽、偏钒酸铵洗涤槽和离心机，洗涤液储槽的液体出口与偏钒酸铵洗涤槽的水相入口相连，偏钒酸铵洗涤槽的物料出口与离心机的物料入口相连，离心机的固体物料出口与煅烧系统的物料入口相连，从离心机中排出的水相送入萃取有机相洗涤槽中，进行洗涤后，得到萃取有机相返回萃取系统进行待用。
优选地，所述煅烧系统包括依次连接的干燥箱和煅烧炉。
作为本发明优选的技术方案，所述反萃沉钒系统包括萃取有机相洗涤槽，所述反萃沉钒釜的有机相出口与萃取有机相洗涤槽的有机相入口相连，离心机的液体出口与萃取有机相洗涤槽的水相入口相连，萃取有机相洗涤槽的水相出口富钒有机相洗涤槽的水相入口相连。其中，萃取有机相洗涤槽产生的有机相作为萃取剂返回萃取系统进行循环用。
本发明中，所述系统中用水均来自洗涤液储槽，使整个系统中的用水达到了分级利用的，节约了系统用水。
所述洗涤液储槽的液体出口与偏钒酸铵洗涤槽的水相入口相连，偏钒酸铵洗涤槽的物料出口与离心机的物料入口相连，离心机的液体出口与萃取有机相洗涤槽的水相入口相连，萃取有机相洗涤槽的水相出口与富钒有机相洗涤槽的水相入口相连，萃余液储槽和富钒有机相洗涤槽的水相出口均与系统外的浸出系统的水相入口相连，反萃水相-固相储槽的水相出口与氨回收系统的水相入口相连，其中，所述浸出系统和氨回收系统为现有技术中已有技术方案，不属于本发明所要保护的系统内，故此处不再赘述。
优选地，所述离心萃取器的材质为不锈钢、有机玻璃、玻璃或塑料中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制实例有：不锈钢和有机玻璃的组合，玻璃和塑料的组合，不锈钢、有机玻璃和玻璃的组合，不锈钢、有机玻璃、玻璃和塑料的组合等。
优选地，所述煅烧炉为固定床、转底炉或流化床中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：固定床和转底炉的组合，转底炉和流化床的组合，固定床、转底炉和流化床的组合等。
第二方面，本发明提供了一种从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的方法，所述方法为：将含钒铬硅的浸出液依次经除杂处理、萃取处理、反萃沉钒处理、洗涤、干燥和煅烧后，得到五氧化二钒。
本发明所述方法的原理为：
首先利用脱硅剂(铝盐和/或钙盐)去除浸出液中的硅，然后根据铝盐和/或钙盐与钒硅元素的形态聚合与沉淀结果，得到了静置时间对硅和铝/钙脱出的重要性，所述静置过程可把铝、钙和硅元素脱至5mg/L以下，然后用萃取体系选择性的将大部分钒萃取到有机相中，再用碱液和铵盐的混合液将富钒有机相中的钒反萃并沉淀出偏钒酸铵，得到的偏钒酸铵经洗涤干燥后，在一定温度下煅烧得到低硅低铬低铝纯度V2O5。
作为本发明优选的技术方案，所述除杂处理为：向过滤后的含钒铬硅的浸出液中加入脱硅剂进行脱硅处理，脱硅处理后调节溶液pH，静置，再次过滤后得到除杂后的萃取原液。
优选地，所述脱硅剂为铝盐和/或钙盐。
优选地，所述铝盐为Al2(SO4)3、Al(OH)3、AlCl3或NaAlO2中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：Al2(SO4)3和Al(OH)3的组合，Al(OH)3和AlCl3的组合，AlCl3和NaAlO2的组合，Al2(SO4)3、Al(OH)3和AlCl3的组合，Al2(SO4)3、Al(OH)3、AlCl3和NaAlO2的组合，优选为Al2(SO4)3、Al(OH)3或AlCl3中任意一种或至少两种的组合，当采用Al2(SO4)3、Al(OH)3或AlCl3中任意一种或至少两种的组合时，可将硅脱除至2mg/L以下。
优选地，所述钙盐为氯化钙、氢氧化钙或氧化钙中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：氯化钙和氢氧化钙的组合，氢氧化钙和氧化钙的组合，氯化钙、氢氧化钙和氧化钙的组合等。
优选地，所述脱硅剂的用量为：铝盐和/或钙盐与硅的摩尔比为(0.4～2.0):1，例如为0.4:1、0.6:1、0.8:1、1:1、1.1:1、1.3:1、1.5:1、1.7:1、1.9:1或2.0:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述脱硅处理的反应温度为30℃～90℃，例如30℃、32℃、40℃、45℃、50℃、52℃、60℃、71℃、80℃、88℃或90℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述脱硅处理的反应时间为30min～120min，例如30mn、50min、70min、90min、100min、110min或120min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述脱硅处理后调节溶液pH至7～9，例如7、7.5、8、8.5或9等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述静置时间为0～72h且不包括0，例如1h、5h、10h、20h、30h、40h、50h、60h、70h或72h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述得到除杂后的萃取原液中硅含量＜5mg/L，铝含量＜5mg/L。
本发明根据铝、硅和铝之间形态结合方式和途径，通过化学调节方式，在常温下将脱硅后的除杂液静置一定时间，即可保证硅的深度脱除至5mg/L以下，同时将引入的铝也深度脱除至5mg/L以下，为后续萃取工艺顺利运行及低成本制备低硅高纯钒提供技术支持。
作为本发明优选的技术方案，所述萃取处理为：
(1)调节经过除杂处理后的萃取原液的pH，然后经过离心萃取得到富钒有机相和萃余液，其中，萃取原液中的铬元素留在萃余液中；
(2)将步骤(1)得到的萃余液调节pH后，加入还原剂进行还原并调节pH，过滤，得到固体水合氧化铬。
其中，步骤(2)中所述制备水合氧化铬的过程为现有技术中已有技术方案，故不再赘述。
优选地，步骤(1)所述调节经过除杂处理后的萃取原液的pH至酸性，优选为3～7，例如3、3.5、4、4.5、5、5.8、6或7等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述离心萃取为多级离心萃取，其级数≥1，例如1、2、3、4、5、6、7或8等以及更多，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述多级离心萃取中每次萃取前均调节pH。
优选地，步骤(1)所述离心萃取中所用萃取有机相中包括萃取剂。
优选地，步骤(1)所述离心萃取中所用萃取有机相中萃取剂的含量为3wt％～30wt％，例如3wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％或30wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述离心萃取中所用萃取有机相中还包括相调节剂和/或稀释剂。
优选地，步骤(1)所述离心萃取中所用萃取有机相中相调节剂的浓度额外2wt％～10wt％，例如2wt％、4wt％、6wt％、8wt％、9wt％或10wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述离心萃取中所用萃取有机相中稀释剂的浓度为60wt％～95wt％，例如60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％、90wt％或95wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述萃取剂为中性萃取剂和/或碱性萃取剂。
优选地，所述萃取剂为含磷氧类萃取剂、酯类萃取剂、胺类萃取剂或肟类萃取剂中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：含磷氧类萃取剂和酯类萃取剂的组合，胺类萃取剂和肟类萃取剂的组合，含磷氧类萃取剂、酯类萃取剂和胺类萃取剂的组合，含磷氧类萃取剂、酯类萃取剂、胺类萃取剂和肟类萃取剂的组合等。
优选地，所述萃取剂为TBP、LK-N21、JMT、N1923、N116、7101、LIX63或LIX984中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：TBP和LK-N21的组合，JMT和N1923的组合，N116和7101的组合，7101和LIX63的组合，N116、7101、LIX63和LIX984的组合，TBP、LK-N21、JMT和N1923的组合，N1923、N116、7101和LIX63的组合等。
优选地，所述相调节剂为酯类相调节剂和/或醇类相调节剂。
优选地，所述相调节剂为乙酸己酯、乙酸戊酯、对甲基本甲酸乙酯、乙酸叔丁酯、丁二酸二异丙酯、磷酸三丁酯、异辛醇、正戊醇、正辛醇或庚醇中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：乙酸己酯和乙酸戊酯的组合，对甲基本甲酸乙酯、乙酸叔丁酯和丁二酸二异丙酯的组合，丁二酸二异丙酯和磷酸三丁酯的组合，磷酸三丁酯、异辛醇和正戊醇的组合，异辛醇、正戊醇、正辛醇和庚醇的组合，乙酸己酯、乙酸戊酯、对甲基本甲酸乙酯、乙酸叔丁酯和丁二酸二异丙酯的组合，乙酸己酯、乙酸戊酯、对甲基本甲酸乙酯、乙酸叔丁酯、丁二酸二异丙酯、磷酸三丁酯、异辛醇和正戊醇的组合等。
优选地，所述稀释剂为非极性溶剂，优选为煤油、甲苯或正己烷中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：煤油和甲苯的组合，甲苯和正己烷的组合，煤油、甲苯和正己烷的组合等。
优选地，所述稀释剂为磺化煤油、环戊烷、正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯、氯仿或四氯化碳中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：磺化煤油和环戊烷的组合，正戊烷和环己烷的组合，正己烷、苯、甲苯和二甲苯的组合，二甲苯、氯仿和四氯化碳的组合，磺化煤油、环戊烷、正戊烷、环己烷和正己烷的组合，正己烷、苯、甲苯、二甲苯、氯仿和四氯化碳的组合等。
优选地，步骤(1)所述离心萃取中有机相和水相的体积比为(10～1):(1～10)，例如10:1、9:2、7:3、6:4、4:1、3:2、2:2或1:10等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为(4～1):(1～4)。
优选地，步骤(1)所述离心萃取的温度为0～40℃，例如1℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃或40℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为10℃～40℃；
优选地，步骤(1)所述离心萃取的平衡pH为3～9，例如3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5或9等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为6.5～9。
优选地，步骤(1)所述离心萃取的时间为3min～60min，例如3min、5min、10min、15min、20min、25min、30min、40min、50min或60min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述反萃沉钒处理包括以下步骤：
(a)将经过萃取处理得到的富钒有机相用反萃剂进行反萃沉钒处理，得到萃取有机相和固液混合物，其中，反萃和沉钒过程同时进行；
(b)步骤(a)得到固液混合物经离心分离后，得到偏钒酸铵；
优选地，步骤(a)中反萃剂包括碱性溶液铵盐。
优选地，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液或氨水中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液的组合，氢氧化钙溶液和氨水的组合，氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液和氨水的组合，氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氢氧化钙溶液的组合等。
优选地，所述碱性溶液中氢氧根与富钒有机相中钒的摩尔比为(0～5):1且不包括0，例如0.1:1、0.5:1、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1或5:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为(1～2):1。
优选地，步骤(a)中反萃剂还包括铵盐。
优选地，所述铵盐为碳酸铵、硫酸铵或氯化铵中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：碳酸铵和硫酸铵的组合，硫酸铵和氯化铵的组合，碳酸铵、硫酸铵和氯化铵的组合等。
优选地，所述铵盐的加入量为使铵根离子与富钒有机相中钒的摩尔比为(0～1):1，例如0.1:1、0.3:1、0.5:1、0.7:1、0.9:1或1:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为(0～0.8):1。
优选地，当反萃剂中碱性溶液为氨水时，铵盐的加入量为使氨水和铵根离子的摩尔比为(0.2～5):1，例如0.2:1、0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1或5:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为(0.5～3):1。
优选地，步骤(a)中富钒有机相和反萃剂的体积比为(1～10):1，例如1:1、2:1、3:1、5:1、7:1、8:1或10:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(a)中所述反萃沉钒处理的温度为20℃～70℃，例如20℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、62℃或70℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(a)中所述反萃沉钒处理的时间为0.5h～5h，例如0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h或5h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明在富含钒的有机相中用碱溶液和铵盐的混合液进行反萃，使得反萃和沉钒同时进行，相比于CN 100497675A公开的将反萃和沉淀分开进行的方案，不仅大大简化了处理过程，制备的偏钒酸铵及后续五氧化二钒中含硅量更低(硅含量＜0.005wt％，较优条件下制得的五氧化二钒中硅未检出)，制得的五氧化二钒颗粒更细、比表面积大而颗粒均匀，且因为适量铵盐的加入使得最常遇到的反萃过程界面乳化的现象不会出现，油水界面清晰，易于分离，并结合除硅、选择性萃取钒工艺可获得很好的技术效果，如产物V2O5的纯度达到了99.9％以上。
作为本发明优选的技术方案，所述洗涤为多次洗涤，洗涤次数≥1次，例如1次、2次、3次、4次、5次或6次等以上更多次，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述洗涤为离心洗涤。
优选地，所述洗涤所用洗涤液为无机洗涤液和/或有机洗涤液。
优选地，所述无机洗涤液为(NH4)2SO4、NH4Cl、(NH4)2CO3或NH4NO3中任意一种或至少两种的水溶液，所述组合典型但非限制性实例有：(NH4)2SO4和NH4Cl的组合，(NH4)2CO3和NH4NO3的组合，(NH4)2SO4、NH4Cl和(NH4)2CO3的组合，(NH4)2SO4、NH4Cl、(NH4)2CO3和NH4NO3的组合等。
优选地，所述有机洗涤液为甲醇、甲苯、乙醇、乙苯、丙酮或乙醚中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：甲醇和甲苯的组合，乙醇和乙苯的组合，丙酮和乙醚的组合，甲醇、甲苯和乙醇的组合，乙醇、乙苯、丙酮和乙醚的组合，甲醇、甲苯、乙醇、乙苯、丙酮和乙醚的组合等。
优选地，所述洗涤液的浓度为0～0.4mol/L，例如0.1mol/L、0.25mol/L、0.3mol/L、0.36mol/L或0.4mol/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，当洗涤液浓度为0时，即可以用纯水进行洗涤。
作为本发明优选的技术方案，所述干燥的温度为60℃～150℃，例如60℃、75℃、86℃、95℃、105℃、120℃、145℃或150℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述干燥为风干和/或烘干；
优选地，所述干燥的时间为0～120min，例如10min、20min、40min、60min、80min、100min或120min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述煅烧的温度为200℃～600℃，例如200℃、240℃、280℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、520℃、550℃或600℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述煅烧的时间为1h～4h，例如1h、1.3h、2h、2.2h、3.0h、3.5h、3.8h或4h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述煅烧过程中通入气体。
优选地，所述气体为空气、氧气或氮气中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：空气和氧气的组合，氧气和氮气的组合，空气、氧气和氮气的组合等。
优选地，所述得到五氧化二钒的纯度≥99.9wt％，其中硅含量＜0.005wt％，铝含量＜0.001wt％，铬含量＜0.001wt％。
作为本发明优选的技术方案，所述含钒铬硅的浸出液为含钒铬的矿渣浸出液、含钒废弃物浸出液或工厂含钒废水中任意一种或至少两种的组合；其非工业级的钒酸盐产品，即使含硅也可以获得低硅高纯的V2O5。
优选地，所述含钒铬硅的浸出液中钒元素的含量为＞2g/L，铬元素的含量＜10g/L，硅元素的含量为＜10g/L，但所述含钒铬硅的浸出液并不仅包括钒元素、铬元素和硅元素，其还包括其他元素，如钠、铝、硫、钨、钼、镓、锰、镁、磷、铜、金、银、钾、钙和硼等元素。
更为具体的，从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的方法包括以下步骤：
(A)除杂处理：
含钒铬硅的浸出液进入第一过滤器进行过滤后，进入除杂反应釜中，向除杂反应釜中加入脱硅剂，对含钒铬硅的浸出液进行脱硅处理，脱硅处理后的液体进入除杂液静置槽中进行静置，静置后的物料经第二过滤器过滤后，得到除杂后的萃取原液；
(B)萃取处理：
除杂后的萃取原液进入离心萃取器中与萃取有机相接触进行萃取，得到含铬的萃余液和富钒有机相，含铬的萃余液进入萃余液储槽，萃余液储槽的液体进入系统外的浸出系统，富钒有机相进入富钒有机相储槽待用；
(C)反萃沉钒处理：
富钒有机相储槽中的富钒有机相进入富钒有机相洗涤槽中与富钒有机相洗涤槽中的水相接触，进行洗涤并分离，经洗涤后的富钒有机相送入反萃沉钒釜中与反萃剂接触混合后进行反萃沉钒处理，得到萃取有机相和固液混合物；
所述萃取有机相送入萃取有机相洗涤槽中经洗涤后回收循环利用；
所述固液混合物送入反萃水相-固相储槽中，经分离得到固相和水相。
(D)洗涤、干燥和煅烧
反萃水相-固相储槽中得到的固相送入偏钒酸铵洗涤槽中进行洗涤，洗涤液来自洗涤液储槽，经洗涤后的物料送入离心机中进行离心分离，得到的固体物料送入干燥箱中进行干燥后，再进入煅烧炉中进行煅烧，最终制得五氧化二钒；
离心分离得到的液体送入萃取有机相洗涤槽中。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明以铝盐和/或钙盐作为脱硅剂，能够除去溶液中绝大多数硅杂质，使溶液中硅含量低于10mg/L，且经过调pH处理并静置一定时间后，能够保证溶液中铝、硅杂质降低至5mg/L以下，相比于CN 103937998A的萃原液，所含硅和铝含量降低50％，给萃取过程及其提纯分离提供强大的技术支持；
(2)本发明将离心萃取器引入钒铬分离及高纯钒萃取制备系统，可以有效避免萃钒常用萃取剂的热敏和降解，同时大大能够提高反应速度，降低萃取剂在水中的损失，对于保持钒以优势形态萃取具有举足轻重的作用；
(3)本发明通过调控反萃过程碱性溶液与铵盐的比例，使反萃过程中铬等杂质不进入偏钒酸铵晶格，提供了钒铬深度分离的又一屏障；
(4)本发明所述过程中对水质进行分级利用，利用偏钒酸铵洗涤水去洗涤经反萃后的有机萃取相，之后可以用来洗涤富钒有机相，逐级使用，并将用后的废水排至浸出系统进行循环；
(5)本发明通过强化除硅和铝过程、选择性萃取和反萃，深度分离钒和铬，可以得到低硅低铝低铬高纯度的V2O5(硅含量＜0.005wt％，铝含量＜0.001wt％，铬含量＜0.001wt％，V2O5含量≥99.9％)，极大的提高了产品的品质和价值，所得高纯度的V2O5可广泛应用于催化剂、电池、航空航天、电子元件等领域。
附图说明
图1是本发明所述一种从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的系统的结构示意图；
其中，1-第一过滤器，2-除杂反应釜，3-除杂液静置槽，4-第二过滤器，5-离心萃取器，6-萃余液储槽，7-富钒有机相储槽，8-富钒有机相洗涤槽，9-反萃沉钒釜，10-反萃水相-固相储槽，11-洗涤液储槽，12-偏钒酸铵洗涤槽，13-离心机，14-干燥箱，15-煅烧炉，16-萃取有机相洗涤槽。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
如图1所示，本发明具体实施例部分提供了一种从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的系统，所述系统依次包括除杂系统、萃取系统、反萃沉钒系统、洗涤系统和煅烧系统。
其中，所述除杂系统包括依次连接的第一过滤器1、除杂反应釜2、除杂液静置槽3和第二过滤器4，第二过滤器4的液体出口与萃取系统的物料入口相连。
所述萃取系统包括离心萃取器5、萃余液储槽6和富钒有机相储槽7，所述离心萃取器5的萃余液出口与萃余液储槽6的入口相连，所述离心萃取器5的有机相出口与富钒有机相储槽7的入口相连，富钒有机相储槽7的出料口与反萃沉钒系统的物料入口相连。
所述反萃沉钒系统包括富钒有机相洗涤槽8、反萃沉钒釜9和反萃水相-固相储槽10，所述富钒有机相洗涤槽8的有机相出口与反萃沉钒釜9的有机相入口相连，反萃沉钒釜9的液固混合相出口与反萃水相-固相储槽10的入口相连，反萃水相-固相储槽10的固体出口与洗涤系统的进料口相连。
所述洗涤系统包括洗涤液储槽11、偏钒酸铵洗涤槽12和离心机13，洗涤液储槽11的液体出口与偏钒酸铵洗涤槽12的水相入口相连，偏钒酸铵洗涤槽12的物料出口与离心机13的物料入口相连，离心机13的固体物料出口与煅烧系统的物料入口相连。
所述煅烧系统包括依次连接的干燥箱14和煅烧炉15。
本发明具体实施例部分还提供了上述从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的方法，所述方法为：将含钒铬硅的浸出液依次经除杂处理、萃取处理、反萃沉钒处理、洗涤、干燥和煅烧后，得到五氧化二钒。
其中，所述除杂处理为：向过滤后的含钒铬硅的浸出液中加入脱硅剂进行脱硅处理，脱硅处理后调节溶液pH，静置，再次过滤后得到除杂后的萃取原液。
所述萃取处理为：
(1)调节经过除杂处理后的萃取原液的pH，然后经过离心萃取得到富钒有机相和萃余液；
(2)将步骤(1)得到的萃余液调节pH后，加入还原剂进行还原并调节pH，过滤，得到固体水合氧化铬。
所述反萃沉钒处理包括以下步骤：
(a)将经过萃取处理得到的富钒有机相用反萃剂进行反萃沉钒处理，得到萃取有机相和固液混合物；
(b)步骤(a)得到固液混合物经离心分离后，得到偏钒酸铵。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的系统及其处理方法：
所述系统依次包括除杂系统、萃取系统、反萃沉钒系统、洗涤系统和煅烧系统。
其中，所述除杂系统包括依次连接的第一过滤器1、除杂反应釜2、除杂液静置槽3和第二过滤器4，第二过滤器4的液体出口与萃取系统的物料入口相连。
所述萃取系统包括离心萃取器5、萃余液储槽6和富钒有机相储槽7，所述离心萃取器5的萃余液出口与萃余液储槽6的入口相连，所述离心萃取器5的有机相出口与富钒有机相储槽7的入口相连，富钒有机相储槽7的出料口与反萃沉钒系统的物料入口相连。
所述反萃沉钒系统包括富钒有机相洗涤槽8、反萃沉钒釜9和反萃水相-固相储槽10，所述富钒有机相洗涤槽8的有机相出口与反萃沉钒釜9的有机相入口相连，反萃沉钒釜9的液固混合相出口与反萃水相-固相储槽10的入口相连，反萃水相-固相储槽10的固体出口与洗涤系统的进料口相连。
所述洗涤系统包括洗涤液储槽11、偏钒酸铵洗涤槽12和离心机13，洗涤液储槽11的液体出口与偏钒酸铵洗涤槽12的水相入口相连，偏钒酸铵洗涤槽12的物料出口与离心机13的物料入口相连，离心机13的固体物料出口与煅烧系统的物料入口相连。
所述煅烧系统包括依次连接的干燥箱14和煅烧炉15。
所述反萃沉钒系统包括萃取有机相洗涤槽16，所述反萃沉钒釜9的有机相出口与萃取有机相洗涤槽16的有机相入口相连，离心机13的液体出口与萃取有机相洗涤槽16的水相入口相连，萃取有机相洗涤槽16的水相出口富钒有机相洗涤槽8的水相入口相连。
上述系统的处理方法为：
(1)含钒铬硅的浸出液经第一过滤器1过滤后，将250mL含五价钒、六价铬和硅的浸出液送入除杂反应釜2中，恒温加热至90℃后，加入5.86g的AlCl3，1.547g的CaO进行脱硅处理，搅拌反应30min，冷却至室温用硫酸调节pH值至8.8，再搅拌5min后，送入除杂液静置槽3中静置60min，经第二过滤器4离心分离过滤后，得到除杂后的萃取原液；
(2)将除杂后的萃取原液用硫酸调节至4.2，送入离心萃取器5中与伯胺萃取剂(含10wt％的JMT，5wt％的乙酸己酯和85wt的％煤油)按1:1的比例混合，在25℃下离心萃取20min，得到含铬的萃余液和富钒有机相；含铬的萃余液加硫酸调节pH值到3，然后向含铬的萃余液中添加理论量1倍的无水亚硫酸钠，反应30min后用NaOH调节pH到7，过滤可得水合氧化铬；富钒有机相进入富钒有机相储槽7待用；
(3)富钒有机相储槽7中的富钒有机相进入富钒有机相洗涤槽8中与富钒有机相洗涤槽8中的水相接触，进行洗涤并分离，经洗涤后的富钒有机相送入反萃沉钒釜9中用100mL反萃液(其中含有氨水2wt％，NH4Cl为0.1mol/L，NH4NO3为0.1mol/L)在50℃下搅拌30min进行反萃沉钒，静置到油水完全分离，得到萃取有机相和固液混合物；
所述萃取有机相送入萃取有机相洗涤槽16中经洗涤后回收循环利用；
所述固液混合物送入反萃水相-固相储槽10中，经分离得到固相和水相；
(4)反萃水相-固相储槽10中得到的固相送入偏钒酸铵洗涤槽12中进行洗涤，洗涤液来自洗涤液储槽11，经洗涤后的物料送入离心机13中进行离心分离，得到偏钒酸铵固体，所得的偏钒酸铵固体在干燥箱14中于50℃烘干后，在煅烧炉15中于300℃煅烧1.5h后得到砖红色产品五氧化二钒(V2O5)。
五氧化二钒(V2O5)的纯度经检测分析≥99.9％，硅含量为0.004wt％，铝含量为0.001wt％，铬含量为0.001wt％。
实施例2：
本实施例提供了一种从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的系统及其处理方法：
所述系统与实施例1中的系统相同。
上述系统的处理方法为：
(1)含钒铬硅的浸出液经第一过滤器1过滤后，将500mL含五价钒、六价铬和硅的浸出液送入除杂反应釜2中，恒温加热至60℃后，加入5.86g的Al2(SO4)3和0.751g的CaCl2进行脱硅处理，搅拌反应40min，冷却至室温用硫酸调节pH值至7.7，再搅拌10min后，送入除杂液静置槽3中静置2h，经第二过滤器4离心分离过滤后，得到除杂后的萃取原液；
(2)将除杂后的萃取原液用硫酸调节至3.6，送入离心萃取器5中与萃取剂(含15wt％TBP，5wt％的对甲基本甲酸乙酯和80wt％煤油)按2:1的比例混合，在25℃下离心萃取20min，得到含铬的萃余液和富钒有机相；含铬的萃余液加硫酸调节pH值到3.4，然后向含铬的萃余液中添加理论量1.03倍的无水亚硫酸钠，反应40min后用NaOH调节pH到7.2，过滤可得水合氧化铬；富钒有机相进入富钒有机相储槽7待用；
(3)富钒有机相储槽7中的富钒有机相进入富钒有机相洗涤槽8中与富钒有机相洗涤槽8中的水相接触，进行洗涤并分离，经洗涤后的富钒有机相送入反萃沉钒釜9中用200mL反萃液(其中含有NaOH 2wt％，(NH4)2SO4为0.3mol/L)在40℃下搅拌60min进行反萃沉钒，静置到油水完全分离，得到萃取有机相和固液混合物；
所述萃取有机相送入萃取有机相洗涤槽16中经洗涤后回收循环利用；
所述固液混合物送入反萃水相-固相储槽10中，经分离得到固相和水相；
(4)反萃水相-固相储槽10中得到的固相送入偏钒酸铵洗涤槽12中进行洗涤，洗涤液来自洗涤液储槽11，经洗涤后的物料送入离心机13中进行离心分离，得到偏钒酸铵固体，所得的偏钒酸铵固体在干燥箱14中于70℃烘干后，在煅烧炉15中于400℃煅烧2h后得到砖红色产品五氧化二钒(V2O5)。
五氧化二钒(V2O5)的纯度经检测分析≥99.9％，硅含量为0.004wt％，铝含量为0.001wt％，铬含量为0.001wt％。
实施例3：
本实施例提供了一种从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的系统及其处理方法：
所述系统与实施例1中的系统相同。
上述系统的处理方法为：
(1)含钒铬硅的浸出液经第一过滤器1过滤后，将1000mL含五价钒、六价铬和硅的浸出液送入除杂反应釜2中，恒温加热至70℃后，加入1.056g Al(OH)3和0.7g CaCl2进行脱硅处理，搅拌反应50min，冷却至室温用硫酸调节pH值至8.0，再搅拌10min后，送入除杂液静置槽3中静置3h，经第二过滤器4离心分离过滤后，得到除杂后的萃取原液；
(2)将除杂后的萃取原液用硫酸调节至3.4，送入离心萃取器5中与伯胺萃取剂(含15wt％N1923，6wt％对甲基本甲酸乙酯和79wt％煤油)按3:1的比例混合，在20℃下离心萃取30min，得到含铬的萃余液和富钒有机相；含铬的萃余液加硫酸调节pH值到2.5，然后向含铬的萃余液中添加理论量1.2倍的无水亚硫酸钠，反应30min后用NaOH调节pH到8，过滤可得水合氧化铬；富钒有机相进入富钒有机相储槽7待用；
(3)富钒有机相储槽7中的富钒有机相进入富钒有机相洗涤槽8中与富钒有机相洗涤槽8中的水相接触，进行洗涤并分离，经洗涤后的富钒有机相送入反萃沉钒釜9中用500mL反萃液(其中含有KOH 3wt％，NH4Cl为0.1mol/L，(NH4)2SO4为0.3mol/L)在55℃下搅拌60min进行反萃沉钒，静置到油水完全分离，得到萃取有机相和固液混合物；
所述萃取有机相送入萃取有机相洗涤槽16中经洗涤后回收循环利用；
所述固液混合物送入反萃水相-固相储槽10中，经分离得到固相和水相；
(4)反萃水相-固相储槽10中得到的固相送入偏钒酸铵洗涤槽12中进行洗涤，洗涤液来自洗涤液储槽11，经洗涤后的物料送入离心机13中进行离心分离，得到偏钒酸铵固体，所得的偏钒酸铵固体在干燥箱14中于60℃烘干后，在煅烧炉15中于500℃煅烧2h后得到砖红色产品五氧化二钒(V2O5)。
五氧化二钒(V2O5)的纯度经检测分析≥99.9％，硅含量为0.003wt％，铝含量为0.008wt％，铬含量为0.006wt％。
实施例4：
本实施例提供了一种从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的系统及其处理方法：
所述系统与实施例1中的系统相同。
上述系统的处理方法为：
(1)含钒铬硅的浸出液经第一过滤器1过滤后，将2000mL含五价钒、六价铬和硅的浸出液送入除杂反应釜2中，恒温加热至80℃后，加入2.5g NaOH和14.66g Al2(SO4)3，进行脱硅处理，搅拌反应60min，冷却至室温用硫酸调节pH值至8.5，再搅拌15min后，送入除杂液静置槽3中静置4h，经第二过滤器4离心分离过滤后，得到除杂后的萃取原液；
(2)将除杂后的萃取原液用硫酸调节至3.0，送入离心萃取器5中与伯胺萃取剂(含20wt％N1923，7wt％丁二酸二异丙酯和73wt％煤油)按4:1的比例混合，在30℃下离心萃取40min，得到含铬的萃余液和富钒有机相；含铬的萃余液加硫酸调节pH值到3.5，然后向含铬的萃余液中添加理论量1.4倍的无水亚硫酸钠，反应40min后用NaOH调节pH到7.5，过滤可得水合氧化铬；富钒有机相进入富钒有机相储槽7待用；
(3)富钒有机相储槽7中的富钒有机相进入富钒有机相洗涤槽8中与富钒有机相洗涤槽8中的水相接触，进行洗涤并分离，经洗涤后的富钒有机相送入反萃沉钒釜9中用800mL反萃液(其中含有NaOH 4wt％，NH4Cl为0.1mol/L，(NH4)2CO3为0.3mol/L)在60℃下搅拌2h进行反萃沉钒，静置到油水完全分离，得到萃取有机相和固液混合物；
所述萃取有机相送入萃取有机相洗涤槽16中经洗涤后回收循环利用；
所述固液混合物送入反萃水相-固相储槽10中，经分离得到固相和水相；
(4)反萃水相-固相储槽10中得到的固相送入偏钒酸铵洗涤槽12中进行洗涤，洗涤液来自洗涤液储槽11，经洗涤后的物料送入离心机13中进行离心分离，得到偏钒酸铵固体，所得的偏钒酸铵固体在干燥箱14中70℃烘干后，在煅烧炉15中于450℃煅烧2h后得到砖红色产品五氧化二钒(V2O5)。
五氧化二钒(V2O5)的纯度经检测分析≥99.9％，硅含量为0.001wt％，铝含量为0.0005wt％，铬含量为0.0002wt％。
对比例：
本对比例提供了一种从钒铬溶液制备高纯V2O5的方法，所用钒铬溶液与实施例4相同，处理步骤按照CN 100497675A公开的方法进行。
经检测，所得五氧化二钒纯度≥99.6％，硅含量为0.005wt％，铝含量为0.001wt％，铬含量<0.001wt％。
综合实施例1-4和对比例的结果可以看出，本发明通过强化除硅和铝过程、选择性萃取和反萃，深度分离钒和铬，可以得到低硅低铝低铬高纯度的V2O5(硅含量＜0.005wt％，铝含量＜0.001wt％，铬含量＜0.001wt％，V2O5含量≥99.9％)，极大的提高了产品的品质和价值，所得高纯度的V2O5可广泛应用于催化剂、电池、航空航天、电子元件等领域。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (54)

1.一种从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的系统，其特征在于，所述系统依次包括除杂系统、萃取系统、反萃沉钒系统、洗涤系统和煅烧系统；
所述除杂系统包括依次连接的第一过滤器(1)、除杂反应釜(2)、除杂液静置槽(3)和第二过滤器(4)，第二过滤器(4)的液体出口与萃取系统的物料入口相连；
所述萃取系统包括离心萃取器(5)、萃余液储槽(6)和富钒有机相储槽(7)，所述离心萃取器(5)的萃余液出口与萃余液储槽(6)的入口相连，所述离心萃取器(5)的有机相出口与富钒有机相储槽(7)的入口相连，富钒有机相储槽(7)的出料口与反萃沉钒系统的物料入口相连；
所述反萃沉钒系统包括富钒有机相洗涤槽(8)、反萃沉钒釜(9)和反萃水相-固相储槽(10)，所述富钒有机相洗涤槽(8)的有机相出口与反萃沉钒釜(9)的有机相入口相连，反萃沉钒釜(9)的液固混合相出口与反萃水相-固相储槽(10)的入口相连，反萃水相-固相储槽(10)的固体出口与洗涤系统的进料口相连；
所述洗涤系统包括洗涤液储槽(11)、偏钒酸铵洗涤槽(12)和离心机(13)，洗涤液储槽(11)的液体出口与偏钒酸铵洗涤槽(12)的水相入口相连，偏钒酸铵洗涤槽(12)的物料出口与离心机(13)的物料入口相连，离心机(13)的固体物料出口与煅烧系统的物料入口相连；
所述煅烧系统包括依次连接的干燥箱(14)和煅烧炉(15)；
所述反萃沉钒系统包括萃取有机相洗涤槽(16)，所述反萃沉钒釜(9)的有机相出口与萃取有机相洗涤槽(16)的有机相入口相连，离心机(13)的液体出口与萃取有机相洗涤槽(16)的水相入口相连，萃取有机相洗涤槽(16)的水相出口与富钒有机相洗涤槽(8)的水相入口相连。
2.根据权利要求1所述的从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的系统，其特征在于，所述离心萃取器(5)的材质为不锈钢、有机玻璃、玻璃或塑料中任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1所述的从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的系统，其特征在于，所述煅烧炉(15)为固定床、转底炉或流化床中任意一种或至少两种的组合。
4.一种应用权利要求1-3任一项所述系统从含钒铬硅的浸出液中提钒并制备五氧化二钒的方法，其特征在于，所述方法为：将含钒铬硅的浸出液依次经除杂处理、萃取处理、反萃沉钒处理、洗涤、干燥和煅烧后，得到五氧化二钒；
所述除杂处理为：向过滤后的含钒铬硅的浸出液中加入脱硅剂进行脱硅处理，脱硅处理后调节溶液pH至7～9，静置，再次过滤后得到除杂后的萃取原液；所述静置时间为1～72h；
所述萃取处理为：
(1)调节经过除杂处理后的萃取原液的pH，然后经过离心萃取得到富钒有机相和萃余液；所述离心萃取为多级离心萃取；
(2)将步骤(1)得到的萃余液调节pH后，加入还原剂进行还原并调节pH，过滤，得到固体水合氧化铬；
所述洗涤为离心洗涤，洗涤所用洗涤液为无机洗涤液和/或有机洗涤液；无机洗涤液为(NH4)2SO4、NH4Cl、(NH4)2CO3或NH4NO3中任意一种或至少两种的水溶液；所述有机洗涤液为甲醇、甲苯、乙醇、乙苯、丙酮或乙醚中任意一种或至少两种的组合；
所述脱硅剂为Al(OH)3、铝盐、氢氧化钙、氧化钙或钙盐中的任意一种或至少两种的组合；
所述反萃沉钒处理包括以下步骤：
(a)将经过萃取处理得到的富钒有机相用反萃剂进行反萃沉钒处理，得到萃取有机相和固液混合物；
(b)步骤(a)得到固液混合物经离心分离后，得到偏钒酸铵；
步骤(a)中反萃剂包括碱性溶液铵盐；所述碱性溶液中氢氧根与富钒有机相中钒的摩尔比为(1～2):1；所述铵盐的加入量为使铵根离子与富钒有机相中钒的摩尔比为(0.8～1):1。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述铝盐为Al2(SO4)3、AlCl3或NaAlO2中任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述铝盐为Al2(SO4)3和/或AlCl3。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述钙盐为氯化钙。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述脱硅剂的用量为：脱硅剂与硅的摩尔比为(0.4～2.0):1。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述脱硅处理的反应温度为30℃～90℃。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述脱硅处理的反应时间为30min～120min。
11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述得到除杂后的萃取原液中硅含量＜5mg/L，铝含量＜5mg/L。
12.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述调节经过除杂处理后的萃取原液的pH至酸性。
13.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述调节经过除杂处理后的萃取原液的pH至3～6。
14.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多级离心萃取中每次萃取前均调节pH。
15.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述离心萃取中所用萃取有机相中包括萃取剂。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述离心萃取中所用萃取有机相中萃取剂的含量为3wt％～30wt％。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述离心萃取中所用萃取有机相中还包括相调节剂和/或稀释剂。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述离心萃取中所用萃取有机相中相调节剂的浓度为2wt％～10wt％。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述离心萃取中所用萃取有机相中稀释剂的浓度为60wt％～95wt％。
20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述萃取剂为中性萃取剂和/或碱性萃取剂。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述萃取剂为含磷氧类萃取剂、酯类萃取剂、胺类萃取剂或肟类萃取剂中任意一种或至少两种的组合。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述萃取剂为TBP、LK-N21、JMT、N1923、N116、7101、LIX63或LIX984中任意一种或至少两种的组合。
23.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述相调节剂为酯类相调节剂和/或醇类相调节剂。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述相调节剂为乙酸己酯、乙酸戊酯、对甲基苯甲酸乙酯、乙酸叔丁酯、丁二酸二异丙酯、磷酸三丁酯、异辛醇、正戊醇、正辛醇或庚醇中任意一种或至少两种的组合。
25.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述稀释剂为非极性溶剂。
26.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述稀释剂为煤油、甲苯或正己烷中任意一种或至少两种的组合。
27.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述稀释剂为磺化煤油、环戊烷、正戊烷、环己烷、正己烷、苯、甲苯、二甲苯、氯仿或四氯化碳中任意一种或至少两种的组合。
28.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述离心萃取中有机相和水相的体积比为(10～1):(1～10)。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述离心萃取中有机相和水相的体积比为(4～1):(1～4)。
30.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述离心萃取的温度为0～40℃。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述离心萃取的温度为10℃～40℃。
32.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述离心萃取的平衡pH为3～9。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述离心萃取的平衡pH为6.5～9。
34.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述离心萃取的时间为3min～60min。
35.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液或氨水中任意一种或至少两种的组合。
36.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述铵盐为碳酸铵、硫酸铵或氯化铵中任意一种或至少两种的组合。
37.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当反萃剂中碱性溶液为氨水时，铵盐的加入量为使氨水和铵根离子的摩尔比为(0.2～5):1。
38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，当反萃剂中碱性溶液为氨水时，铵盐的加入量为使氨水和铵根离子的摩尔比为(0.5～3):1。
39.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(a)中富钒有机相和反萃剂的体积比为(1～10):1。
40.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(a)中所述反萃沉钒处理的温度为20℃～70℃。
41.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(a)中所述反萃沉钒处理的时间为0.5h～5h。
42.根据权利要求38所述的方法，其特征在于，所述洗涤为多次洗涤。
43.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述洗涤液的浓度为0.1～0.4mol/L。
44.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述洗涤的每次洗涤过程中洗涤液的用量为反萃剂用量的0.5倍～1倍。
45.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述干燥的温度为60℃～150℃。
46.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述干燥为风干和/或烘干。
47.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述干燥的时间为10～120min。
48.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述煅烧的温度为200℃～600℃。
49.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述煅烧的时间为1h～4h。
50.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述煅烧过程中通入气体。
51.根据权利要求50所述的方法，其特征在于，所述气体为空气、氧气或氮气中任意一种或至少两种的组合。
52.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述得到五氧化二钒的纯度≥99.9wt％，其中硅含量＜0.005wt％，铝含量＜0.001wt％，铬含量＜0.001wt％。
53.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述含钒铬硅的浸出液为含钒铬的矿渣浸出液、含钒废弃物浸出液或工厂含钒废水中任意一种或至少两种的组合。
54.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述含钒铬硅的浸出液中钒元素的含量为＞2g/L，铬元素的含量＜10g/L，硅元素的含量为＜10g/L。
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