CN108998676A - 一种从含钒铬泥中回收钒、铁和铬元素的新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种从含钒铬泥中回收钒、铁和铬元素的新方法。该方法以硫酸为浸出仅,采用强化浸出方法,将含钒铬泥中有价金属元素完全迁移到浸出液中,然后经高温高压进行除铁脱钒处理,获得较为纯净的硫酸铬溶液,经干燥处理后得到碱式硫酸铬产品,而除铁脱钒产物经碱浸出后,得到氢氧化铁和钒酸钠溶液,钒酸钠溶液经结晶后可以得到钒酸钠产品,而氢氧化铁经高温干燥后可以制备成氧化铁红产品。本发明的资源利用率高,无三废排放问题,属于一种清洁化和资源化的新型生产工艺。
Description
技术领域
本发明属于以清洁化回收钒、铁和铬金属元素的新方法,针对提钒生产过程中产生含钒铬泥进行钒、铁和铬资源回收利用的技术领域。特别涉及到硫酸溶液从含钒铬泥中深度浸出铁、钒和铬元素技术,从含有钒、铁和铬元素的硫酸溶液中除铁和脱钒技术,以及除铁脱钒产物碱浸出分离钒和铁元素的技术。
背景技术
钒钛磁铁矿作为我国特色的共伴生矿之一,储量巨大,合理利用钒钛磁铁矿对于我国意义重大,铁、钒和铬元素作为一种重要的战略资源,广泛应用于国防、冶金、化工和超导体等领域,尤其是钒和铬元素,其应用价值和应用潜力更为巨大。而钒钛磁铁矿中重要组元钒、铁和铬元素由于物理化学性质相近,在湿法提取过程中存在一定问题,造成了钒和铬资源的浪费,同时还产生了潜在的环境污染问题,亟待绿色清洁化生产技术。而本专利技术的提出对于我国硫酸溶液中铁、钒和铬元素的分离与提取技术具有重要意义。
对于含有铁、钒和铬元素的资源,主要的提取技术有碱焙烧法、酸浸法和亚熔盐法。其中碱焙烧的工艺不仅能耗较高,而且钒和铬元素分离较为困难,而酸浸工艺铁、钒和铬元素分离较为困难,虽然亚熔盐法具有一定的优点,但对于钒铬元素的提取与分离带来新的问题,技术较为复杂。上述的这些问题严重阻碍了钒化工行业的可持续发展。
本发明从含钒铬泥中回收钒、铁和铬元素的新方法,在有效分离含钒铬泥中铁、钒和铬元素的同时,还可以制备出碱式硫酸铬、钒酸钠和氧化铁红产品,这些产品完全符合国家相关产品标准。本专利技术无三废排放问题,具有清洁化程度高,资源利用率高和附加值高优点。
发明内容
本发明以硫酸为含钒铬泥的浸出剂,以氢氧化钠、碳酸氢钠或碳酸钠为除铁脱钒产物的浸出剂,采用湿法浸出和高温选择性除铁脱钒技术,为含钒铬泥提供了一种清洁化和资源化综合利用的新方法。
本发明的技术方案:
一种从含钒铬泥中回收钒、铁和铬元素的新方法,步骤如下:
(1)含钒铬泥是干燥后的或是含水铬泥,以硫酸为浸出剂,硫酸质量百分比浓度为5%~98%,硫酸加入量为含钒铬泥理论质量的0.8~2倍,硫酸与含钒铬泥的液固比为5:1~15:1,搅拌速度为20转/分钟~120转/分钟,浸出温度为20~100℃,浸出时间为10~120min,浸出后进行固液分离;
(2)将浸出后的溶液在压力反应釜中进行除铁脱钒处理,反应温度为110℃~200℃,反应时间为10min~180min,搅拌转速为20转/分钟~120转/分钟;
(3)将除铁脱钒处理后的硫酸铬溶液采用氢氧化钠、碳酸氢钠或碳酸钠进行调整盐基度处理,盐基度调整至30%~40%,调整后的碱式硫酸铬溶液直接进行干燥处理,得到碱式硫酸铬;
(4)除铁脱钒渣直接进行碱浸出,碱浸出剂为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠,碱溶液的pH值为9~13,液固比为5:1~15:1,反应温度为20℃~100℃,反应时间为20~120min,搅拌转速为20转/分钟~120转/分钟;
(5)除铁脱钒浸出液进行固液分离,钒酸钠溶液直接进行结晶处理,结晶产物为钒酸钠产品,溶液作为碱浸出剂或调整盐基度所用的碱液进行循环利用;氢氧化铁固体干燥后得到氧化铁。
步骤(1)中硫酸加入方式为滴加方式或一次性加入的方式。
本发明的有益效果:本发明的资源利用率高,无三废排放问题,属于一种清洁化和资源化的新型生产工艺。
附图说明
图1为一种从含钒铬泥中回收钒、铁和铬元素的新方法工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案,进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例1
以未干燥含钒铬泥为原料,硫酸为浸出剂,硫酸浓度为5%,硫酸加入量为含钒铬泥理论质量百分数的2倍,硫酸加入方式为一次性加入的方式,硫酸溶液与含钒铬泥的液固比为15:1,搅拌速度为120转/分钟,浸出温度为100℃,浸出时间为120min,浸出后进行固液分离;将浸出后的溶液在压力反应釜中进行除铁脱钒处理,反应温度为110℃,反应时间为180min,搅拌转速为20转/分钟;然后进行固液分离,分离后的溶液为硫酸铬溶液,用碳酸钠调整盐基度为30%,经干燥后得到碱式硫酸铬产品,而除铁脱钒的产物直接进行碱浸出处理,碱浸出剂为氢氧化钠,碱溶液的pH值为13,液固比为5:1,反应温度为20℃,反应时间为120min,搅拌转速为120转/分钟;可以获得钒酸钠溶液和氢氧化铁,钒酸钠溶液经结晶后得到钒酸钠产品,而氢氧化铁经高温干燥后可以得到氧化铁红产品。
实施例2
以未干燥含钒铬泥为原料,硫酸为浸出剂,硫酸浓度为98%,硫酸加入量为含钒铬泥理论质量百分数的0.8倍,硫酸加入方式为滴加的方式,硫酸溶液与含钒铬泥的液固比为5:1,搅拌速度为20转/分钟,浸出温度为20℃,浸出时间为20min,浸出后进行固液分离;将浸出后的溶液在压力反应釜中进行除铁脱钒处理,反应温度为200℃,反应时间为10min,搅拌转速为120转/分钟;然后进行固液分离,分离后的溶液为硫酸铬溶液,用碳酸氢钠调整盐基度为40%,经干燥后得到碱式硫酸铬产品,而除铁脱钒的产物直接进行碱浸出处理,碱浸出剂为碳酸钠,碱溶液的pH值为9,液固比为15:1,反应温度为100℃,反应时间为20min,搅拌转速为20转/分钟;可以获得钒酸钠溶液和氢氧化铁,钒酸钠溶液经结晶后得到钒酸钠产品,而氢氧化铁经高温干燥后可以得到氧化铁红产品。
实施例3
以未干燥含钒铬泥为原料,硫酸为浸出剂,硫酸浓度为75%,硫酸加入量为含钒铬泥理论质量百分数的1.1倍,硫酸加入方式为滴加的方式,硫酸溶液与含钒铬泥的液固比为10:1,搅拌速度为60转/分钟,浸出温度为80℃,浸出时间为60min,浸出后进行固液分离;将浸出后的溶液在压力反应釜中进行除铁脱钒处理,反应温度为160℃,反应时间为60min,搅拌转速为80转/分钟;然后进行固液分离,分离后的溶液为硫酸铬溶液,用碳酸氢钠调整盐基度为38%,经干燥后得到碱式硫酸铬产品,而除铁脱钒的产物直接进行碱浸出处理,碱浸出剂为碳酸氢钠,碱溶液的pH值为9,液固比为10:1,反应温度为100℃,反应时间为60min,搅拌转速为80转/分钟;可以获得钒酸钠溶液和氢氧化铁,钒酸钠溶液经结晶后得到钒酸钠产品,而氢氧化铁经高温干燥后可以得到氧化铁红产品。
实施例4
以干燥含钒铬泥为原料,硫酸为浸出剂,硫酸浓度为98%,硫酸加入量为含钒铬泥理论质量百分数的1.5倍,硫酸加入方式为滴加的方式,硫酸溶液与含钒铬泥的液固比为15:1,搅拌速度为12转/分钟,浸出温度为100℃,浸出时间为120min,浸出后进行固液分离;将浸出后的溶液在压力反应釜中进行除铁脱钒处理,反应温度为180℃,反应时间为90min,搅拌转速为40转/分钟;然后进行固液分离,分离后的溶液为硫酸铬溶液,用碳酸氢钠调整盐基度为32%,经干燥后得到碱式硫酸铬产品,而除铁脱钒的产物直接进行碱浸出处理,碱浸出剂为碳酸钠,碱溶液的pH值为10,液固比为8:1,反应温度为100℃,反应时间为80min,搅拌转速为90转/分钟;可以获得钒酸钠溶液和氢氧化铁,钒酸钠溶液经结晶后得到钒酸钠产品,而氢氧化铁经高温干燥后可以得到氧化铁红产品。
Claims (2)
1.一种从含钒铬泥中回收钒、铁和铬元素的新方法,其特征在于,步骤如下:
(1)含钒铬泥是干燥后的或是含水铬泥,以硫酸为浸出剂,硫酸质量百分比浓度为5%~98%,硫酸加入量为含钒铬泥理论质量的0.8~2倍,硫酸与含钒铬泥的液固比为5:1~15:1,搅拌速度为20转/分钟~120转/分钟,浸出温度为20~100℃,浸出时间为10~120min,浸出后进行固液分离;
(2)将浸出后的溶液在压力反应釜中进行除铁脱钒处理,反应温度为110℃~200℃,反应时间为10min~180min,搅拌转速为20转/分钟~120转/分钟;
(3)将除铁脱钒处理后的硫酸铬溶液采用氢氧化钠、碳酸氢钠或碳酸钠进行调整盐基度处理,盐基度调整至30%~40%,调整后的碱式硫酸铬溶液直接进行干燥处理,得到碱式硫酸铬;
(4)除铁脱钒渣直接进行碱浸出,碱浸出剂为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠,碱溶液的pH值为9~13,液固比为5:1~15:1,反应温度为20℃~100℃,反应时间为20~120min,搅拌转速为20转/分钟~120转/分钟;
(5)除铁脱钒浸出液进行固液分离,钒酸钠溶液直接进行结晶处理,结晶产物为钒酸钠产品,溶液作为碱浸出剂或调整盐基度所用的碱液进行循环利用;氢氧化铁固体干燥后得到氧化铁。
2.根据权利要求1所述的从含钒铬泥中回收钒、铁和铬元素的新方法,其特征在于,步骤(1)中硫酸加入方式为滴加方式或一次性加入的方式。
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