CN113025833A - 高浓度钒液沉钒的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高浓度钒液沉钒的方法，属于钒冶金化工技术领域。本发明为了弥补现有高浓度钒液沉钒技术的不足，提供了一种高浓度钒液沉钒的方法，包括：将高浓度钒液调节至弱酸性，然后加热，并加入三聚氰胺，搅拌并调节至强酸性，保温反应后，经静置、固液分离，得钒沉淀物，钒沉淀物经过高温氧化煅烧制备得到五氧化二钒产品。本发明采用三聚氰胺作为沉钒剂与钒作用生成钒沉淀物，使绝大部分的钒进入沉淀中，实现了高浓度钒液的有效沉钒，并有效避免了Cr、S、Na杂质对钒产品质量的影响，得到了质量合格的钒产品，且沉钒剂三聚氰胺用量少，成本低，不会产生氨氮废水，对环境友好，为高浓度钒液的钒沉淀提供了一条新的工艺路线。
Description
技术领域
本发明属于钒冶金化工技术领域，具体涉及一种高浓度钒液沉钒的方法。
背景技术
钒是一种战略资源，普遍使用在冶金、化工、航空航天等方面。在钢的合金化中，钒是应用量较大的元素，同时也是低合金化和合金钢最有效的元素之一。近年来随着含钒钢筋在建筑用钢筋上的崛起，带动钒的需求量大增，同时，随着钒在化工、电子、宇航和陶瓷等工业领域用量的不断增大，钒市场前景较为乐观。目前主要的钒渣提钒工艺有：钒渣钠化焙烧-水浸-酸性铵盐沉钒，钒渣钙化焙烧-酸浸-铵盐沉钒，以及钒渣亚熔盐法提钒。其中，工业上最为广泛采用的是钒渣钠化焙烧-水浸-酸性铵盐沉钒工艺。此工艺主要包括钒渣预处理、钠化焙烧、、沉钒、粉钒熔片等工序。
目前，工业上从钠化钒液中回收钒采用的是酸性铵盐沉钒工艺，因其沉钒速度快、产品纯度高、沉钒率高、铵盐消耗较低等优势，被国内外广泛采用。但酸性铵盐沉钒的不足表现为以下两点：①沉钒浓度受到溶液中硫酸钠盐浓度的限制，溶液中的钒与钠以一定比例存在，在调节pH过程中，容易产生水解物或杂多酸等沉淀，沉淀物较多，溶解速度远小于沉淀速度，形成的水解物消耗掉了溶液中的钒酸根与铵根，沉钒率低。由于钒浓度过高，沉钒前期成核过多，晶体颗粒大小不均匀，吸附性强，杂质被夹带、吸附进产品中，难以洗涤，致使产品纯度低。因此，目前工业上采用的酸性铵盐沉钒的钠化钒液钒浓度瓶颈为30g/L左右(以TV计)，不能满足钒浓度高于30g/L的钒溶液有效沉钒。②采用酸性铵盐沉钒后得到的钒酸铵在煅烧过程中分解的氨气需进一步回收，且沉钒废水中的氨氮含量高，后续经过蒸发浓缩工艺得到硫酸钠与硫酸铵的混合盐，难以分离提纯，利用价值低。
经过对钒渣钠化球团化焙烧提钒工艺进行分析发现，制约其工艺得到推广进行产业化应用的主要是高浓度钒液沉钒工序。针对高浓度钒液沉钒，国内外学者对此进行了相关研究，但目前报道的均是采用酸性铵盐沉钒或水解沉钒。
“高浓度钒液沉钒工艺研究”(夏清荣.高浓度钒液沉钒工艺研究[J].钢铁钒钛,1996(03):46-50.)报道，采用酸性铵盐沉钒方法，从含钒30g/L左右的高浓度钒液中沉淀多钒酸铵，钒产品质量达到了国家标准，但整个流程并未完整阐述，且研究的影响因素少，并未在实际生产中得到应用。
“高浓度沉钒工艺研究”(卢明亮,马瑞峰,徐雪峰,梁婧宇,张国杰,徐佳.高浓度沉钒工艺研究[J].河北冶金,2015(02):13-15.)报道，以25～30g/L钒原液为研究对象，进行高浓度钒液沉钒研究。同样也是以酸性铵盐沉钒工艺，通过控制钒液pH值、加铵系数、加酸温度等制备钒酸铵，虽然可减少工序的水耗量，但仍会产生大量氨氮废水。
“高浓度钠化钒液制备多钒酸铵的研究”报道(郭继科.高浓度钠化钒液制备多钒酸铵的研究[J].钢铁钒钛,2017,38(03):13-20.)，以高浓度钠化钒液为研究对象，采用“滴加法”对高浓度钒液进行沉钒研究，其实质上也是酸性铵盐沉钒，整个工艺流程十分复杂，尤其是高浓度钒液需要用蠕动泵精确控制进液速度和滴加时间，更使得该工艺无法实现产业化应用。
“高浓度钒液的酸性铵盐沉钒”(刘东,薛向欣,杨合.高浓度钒液的酸性铵盐沉钒[J].钢铁钒钛,2019,40(03):13-20)报道，以60g/L的高浓度钒液进行沉钒研究，采用酸性铵盐沉钒的方法：一次加酸pH1-沉钒温度T-二次加酸pH2对高浓度钒液中钒的回收率及产品品位的影响进行了研究，当钒液浓度为60g/L，加铵系数K为2，一次加酸pH1为5.0，沉钒温度T为90℃，二次加酸pH2为2.0，钒的回收率最高可达99.83％。该法虽获得了合格产品，但仍不可避免会产生大量氨氮废水，增加废水处理工序的难度。
CN106011469公开了高浓度钒溶液连续沉钒的方法，采用水解沉钒工艺，以多级沉钒的方法对高浓度钒液进行沉钒处理，得到质量较好的产品，但在控制整个流程方面具有相当难度，且废水处理也存在难题。
钒渣中含有各种杂质元素，这些杂质元素经过熟料后进入到钒液之中，虽然沉钒前会对钒液中的某些杂质元素进行净化处理，但Cr、S、Na等杂质元素将不可避免的进入到钒液中。高浓度钒液中的杂质含量相比中低浓度钒液更高，这些元素存在将会对产品质量及后期沉钒废水的处理造成影响，现有的提钒工艺没有有效避免高浓度钒液中的Cr、S、Na元素进入到钒沉淀物中。
综上所述，需要选择更好的沉钒工艺路线，既能保证沉钒效果、钒产品质量又能满足环保要求，才能使钒渣钠化球团化焙烧工艺有实现产业化的可能，而采用三聚氰胺作为沉钒剂对高浓度钒液进行沉钒未见报道。
发明内容
本发明为了弥补上述现有高浓度钒液沉钒技术的不足，提供了一种高浓度钒液沉钒的方法，其包括以下步骤：将高浓度钒液pH调节至5.5～6.5，然后加热，并添加三聚氰胺作为沉钒剂，搅拌均匀，然后调节混合溶液pH至1.8～2.3，保温反应后，经静置、固液分离，得钒沉淀物；所述高浓度钒液TV浓度为55g/L～100g/L，TCr与TV的摩尔比≤10，钠离子与TV的摩尔比≤8，硫离子与TV的摩尔比≤16。
其中，上述高浓度钒液沉钒的方法中，调节高浓度钒液pH前，先将高浓度钒液加热至45～65℃。
优选的，上述高浓度钒液沉钒的方法中，调节高浓度钒液pH前，先将高浓度钒液加热至55～60℃。
优选的，上述高浓度钒液沉钒的方法中，将高浓度钒液调节至pH至5.5～6.0。
优选的，上述高浓度钒液沉钒的方法中，调节混合溶液pH至1.8～2.0。
其中，上述高浓度钒液沉钒的方法中，调节混合溶液pH后，加热至88～100℃。
优选的，上述高浓度钒液沉钒的方法中，调节混合溶液pH后，加热至至88～95℃。
其中，上述高浓度钒液沉钒的方法中，所述三聚氰胺与溶液中TV的质量比为m(C3H6N6)：m(TV)＝0.50～0.72。
其中，上述高浓度钒液沉钒的方法中，所述保温反应的时间为35～60min。
优选的，上述高浓度钒液沉钒的方法中，所述保温反应的时间为40～45min。
其中，上述高浓度钒液沉钒的方法中，所述静置的时间为15～60min。
优选的，上述高浓度钒液沉钒的方法中，所述静置的时间为30～45min。
其中，上述高浓度钒液沉钒的方法中，沉钒过程中，控制搅拌速度为300～500r/min。
优选的，上述高浓度钒液沉钒的方法中，沉钒过程中，控制搅拌速度为350～400r/min。
本发明的有益效果：
本发明方法采用三聚氰胺作为沉钒剂对高浓度钒液进行沉钒，通过对沉钒温度、pH、TV含量的适用范围等工艺参数的大量试验筛选，得到了适宜的高浓度钒液三聚氰胺沉钒剂沉钒条件，使大部分的钒进入沉淀之中，经过氧化煅烧工序，五氧化二钒产品中的Cr、Na、S含量很低，实现了高浓度钒液中钒的有效沉淀，并避免了上述三种杂质元素对钒产品质量的影响，V2O5产品满足标准《YB/T 5304—2011》中98级V2O5质量要求。本发明方法沉钒剂三聚氰胺用量少，成本低，有效避免Cr、Na、S杂质影响并且不会产生氨氮废水，对环境友好，为高浓度钒液沉钒提供了一条新途径。
具体实施方式
具体的，高浓度钒液沉钒的方法，其包括以下步骤：将高浓度钒液pH调节至5.5～6.5，然后加热，并添加三聚氰胺作为沉钒剂，搅拌均匀，然后调节混合溶液pH至1.8～2.3，保温反应后，经静置、固液分离，得钒沉淀物；所述高浓度钒液TV浓度为55g/L～100g/L，TCr与TV的摩尔比≤10，钠离子与TV的摩尔比≤8，硫离子与TV的摩尔比≤16。
采用现有的酸性铵盐沉钒方法对高浓度钒液进行处理，会存在以下两点不足：①沉钒浓度受到溶液中硫酸钠盐浓度的限制，溶液中的钒与钠以一定比例存在，在调节pH过程中，容易产生水解物或杂多酸等沉淀，沉淀物较多，溶解速度远小于沉淀速度，形成的水解物消耗掉了溶液中的钒酸根与铵根，沉钒率低。由于钒浓度过高，沉钒前期成核过多，晶体颗粒大小不均匀，吸附性强，杂质被夹带、吸附进产品中，难以洗涤，致使产品纯度低。②采用酸性铵盐沉钒后得到的钒酸铵在煅烧过程中分解的氨气需进一步回收，且沉钒废水中的氨氮含量高，后续经过蒸发浓缩工艺得到硫酸钠与硫酸铵的混合盐，难以分离提纯，利用价值低，废水处理困难。并且目前针对高浓度钒液沉钒，没有有效手段避免Cr、S、Na三种主要杂质元素对钒产品质量的影响，因此发明人设想采用新的沉钒方法实现对高浓度钒液的有效沉钒，避免杂质影响，得到产品质量合格的产品，并减少对环境的损害。
本发明方法适用于TV浓度为55g/L～100g/L的高浓度钒液；并且Cr、S、Na三种元素的浓度范围较宽，n(Cr)/n(TV)≤10，n(Na)/n(TV)≤8，n(S)/n(TV)≤16，因此，本发明也特别适合这三种杂质元素高的钒液沉钒。
本发明方法中，将钒铬溶液调节至5.5～6.5前，先将钒铬溶液调加热至45～65℃；采用先加热再调节pH，体系pH更稳定，沉钒效果更好；优选的，加热至55～60℃。
经试验，三聚氰胺在弱酸性条件下沉钒效果最好，因此本发明方法优选采用硫酸调节高浓度钒铬溶液pH至5.5～6.0。
三聚氰胺是一种三嗪类含氮杂环有机化合物，具有耐热、阻燃、耐弧、绝缘性好、易于着色等性质。三聚氰胺沉钒的原理不同于常规酸性铵盐沉钒，常规酸性铵盐沉钒主要沉钒过程中发生的是化学置换反应，得到钒酸铵沉淀，而三聚氰胺沉钒可能是通过降低钒在溶液中的溶解度，使钒以钒酸沉淀的形式析出。本发明方法调节至弱酸性后，加热至88～100℃后再加入三聚氰胺；优选的，调节至弱酸性后，加热至88～95℃。
试验发现，以三聚氰胺作为沉钒剂，其能够与高浓度溶液中的钒离子发生反应，在酸性条件下生成含钒物，并且由于本发明中钒液浓度很高，弱酸条件会导致钒液中的钒迅速水解形成泡钒，影响沉钒效果和产品质量，严重时还会产生黑色钒沉淀，为保证沉钒效果和产品质量，必须将pH进一步调低至1.8～2.3，优选调至1.8～2.0；同时由于钒浓度很高，需要将三聚氰胺用量控制在与TV理论反应量精准的范围内，以避免Cr等杂质沉淀或包裹，以及三聚氰胺残留，因此本发明控制加入三聚氰胺作为沉钒剂用量与溶液中TV质量比为m(C3H6N6)/m(TV)＝0.50～0.72，该用量也明显低于目前酸性铵盐沉钒所需的硫酸铵用量(铵钒质量比大于1.3)，减少了沉钒所用试剂的量。
为加快沉钒效率，保证沉钒率，沉钒时控制搅拌速度300～500r/min；优选为350～400r/min，保温时间为35～60min，优选保温时间40～45min。沉钒反应后，为使钒元素尽可能沉淀，保证反应较为完全进行，需要静置15～60min，优选静置时间30～45min。
发明采用三聚氰胺作为沉钒剂与钒作用生成钒沉淀物，使绝大部分的钒进入沉淀中，实现了高浓度钒液的有效沉钒，有效避免了Cr、S、Na杂质对钒产品质量的影响。且沉钒剂三聚氰胺用量少，成本低，不会产生氨氮废水，对环境友好，为高浓度钒液的钒沉淀提供了一条新的工艺路线。本发明中，TV是指体系中的可溶性钒元素。
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
取高浓度钒液200mL(其中TV＝55.62g/L，其中n(Na+)/n(V)＝4.0，n(S)/n(V)＝8.0，n(Cr)/n(V)＝4.0)，在水浴锅中加热到55℃，加入硫酸，并调节溶液pH至5.5，随即继续加热至88℃，加入m(C3H6N6)/m(TV)＝0.50的三聚氰胺，搅拌，并使用硫酸调节pH至1.8，保温40min，所有反应过程中搅拌速度保持在400r/min。
反应结束后过滤得上层液，使用蒸馏水冲洗含钒沉淀物，得含钒滤饼。含钒滤饼经过干燥、含钒滤饼经过干燥、550℃煅烧120min制得钒产品，经XRD衍射分析，确认煅烧后的产物为V2O5，经化学分析该产物中V2O5含量为98.52％，沉钒率为99.65％，钒产品中Na2O含量0.862％，S含量0.016％，Cr含量为0.10％。
实施例2
取高浓度钒液200mL(其中TV＝55.62g/L，其中n(Na+)/n(V)＝5.0，n(S)/n(V)＝10.0，n(Cr)/n(V)＝5.0)，在水浴锅中加热到60℃，加入硫酸，并调节溶液pH至6.0，随即继续加热至95℃，加入m(C3H6N6)/m(TV)＝0.70的三聚氰胺，搅拌，并使用硫酸调节pH至2.0，保温45min，所有反应过程中搅拌速度保持在400r/min。
反应结束后过滤得上层液，使用蒸馏水冲洗含钒沉淀物，得含钒滤饼。含钒滤饼经过干燥、550℃煅烧120min制得钒产品，经XRD衍射分析，确认煅烧后的产物为V2O5，经化学分析该产物中V2O5含量为99.12％，沉钒率为99.79％，钒产品中Na2O含量0.982％，S含量0.026％，Cr含量为0.14％。
实施例3
取高浓度钒液200mL(其中TV＝66.74g/L，其中n(Na+)/n(V)＝6.0，n(S)/n(V)＝12.0，n(Cr)/n(V)＝6.0)，在水浴锅中加热到55℃，加入硫酸，并调节溶液pH至5.5，随即继续加热至88℃，加入m(C3H6N6)/m(TV)＝0.50的三聚氰胺，搅拌，并使用硫酸调节pH至1.8，保温40min，所有反应过程中搅拌速度保持在400r/min。
反应结束后过滤得上层液，使用蒸馏水冲洗含钒沉淀物，得含钒滤饼。含钒滤饼经过干燥、550℃煅烧120min等工序制得钒产品，经XRD衍射分析，确认煅烧后的产物为V2O5，经化学分析该产物中V2O5含量为98.15％，沉钒率为98.98％，钒产品中Na2O含量0.992％，S含量0.016％，Cr含量为0.15％。
实施例4
取高浓度钒液200mL(其中TV＝66.74g/L，其中n(Na+)/n(V)＝6.0，n(S)/n(V)＝12.0，n(Cr)/n(V)＝6.0)，在水浴锅中加热到60℃，加入硫酸，并调节溶液pH至6.0，随即继续加热至95℃，加入m(C3H6N6)/m(TV)＝0.70的三聚氰胺，搅拌，并使用硫酸调节pH至2.0，保温45min，所有反应过程中搅拌速度保持在400r/min。
反应结束后过滤得上层液，使用蒸馏水冲洗含钒沉淀物，得含钒滤饼。含钒滤饼经过干燥、550℃煅烧120min制得钒产品，经XRD衍射分析，确认煅烧后的产物为V2O5，经化学分析该产物中V2O5含量为98.45％，沉钒率为99.03％，钒产品中Na2O含量0.990％，S含量0.026％，Cr含量为0.17％。
实施例5
取高浓度钒液200mL(其中TV＝94.38g/L，其中n(Na+)/n(V)＝6.0，n(S)/n(V)＝12.0，n(Cr)/n(V)＝6.0)，在水浴锅中加热到60℃，加入硫酸，并调节溶液pH至6.0，随即继续加热至95℃，加入m(C3H6N6)/m(TV)＝0.70的三聚氰胺，搅拌，并使用硫酸调节pH至2.0，保温45min，所有反应过程中搅拌速度保持在400r/min。
反应结束后过滤得上层液，使用蒸馏水冲洗含钒沉淀物，得含钒滤饼。含钒滤饼经过干燥、550℃煅烧120min制得钒产品，经XRD衍射分析，确认煅烧后的产物为V2O5，经化学分析该产物中V2O5含量为98.10％，沉钒率为97.03％，钒产品中Na2O含量0.995％，S含量0.029％，Cr含量为0.20％。
实施例6
取高浓度钒液200mL(其中TV＝94.38g/L，其中n(Na+)/n(V)＝8.0，n(S)/n(V)＝16.0，n(Cr)/n(V)＝10.0)，在水浴锅中加热到60℃，加入硫酸，并调节溶液pH至6.0，随即继续加热至95℃，加入m(C3H6N6)/m(TV)＝0.70的三聚氰胺，搅拌，并使用硫酸调节pH至2.0，保温45min，所有反应过程中搅拌速度保持在400r/min。
反应结束后过滤得上层液，使用蒸馏水冲洗含钒沉淀物，得含钒滤饼。含钒滤饼经过干燥、550℃煅烧120min制得钒产品，经XRD衍射分析，确认煅烧后的产物为V2O5，经化学分析该产物中V2O5含量为98.05％，沉钒率为95.03％，钒产品中Na2O含量0.10％，S含量0.029％，Cr含量为0.23％。
Claims (10)
1.高浓度钒液沉钒的方法，其特征在于：包括以下步骤：
将高浓度钒液pH调节至5.5～6.5，然后加热，并添加三聚氰胺作为沉钒剂，搅拌均匀，然后调节混合溶液pH至1.8～2.3，保温反应后，经静置、固液分离，得钒沉淀物；所述高浓度钒液TV浓度为55g/L～100g/L，TCr与TV的摩尔比≤10，钠离子与TV的摩尔比≤8，硫离子与TV的摩尔比≤16。
2.根据权利要求1所述的高浓度钒液沉钒的方法，其特征在于：调节高浓度钒液pH前，先将高浓度钒液加热至45～65℃；优选加热至55～60℃。
3.根据权利要求1所述的高浓度钒液沉钒的方法，其特征在于：将高浓度钒液调节至pH至5.5～6.0。
4.根据权利要求1所述的高浓度钒液沉钒的方法，其特征在于：调节混合溶液pH至1.8～2.0。
5.根据权利要求1所述的高浓度钒液沉钒的方法，其特征在于：调节混合溶液pH后，加热至88～100℃；优选加热至88～95℃。
6.根据权利要求1所述的高浓度钒液沉钒的方法，其特征在于：所述三聚氰胺与溶液中TV的质量比为m(C3H6N6)：m(TV)＝0.50～0.72。
7.根据权利要求1所述的高浓度钒液沉钒的方法，其特征在于：所述保温反应的时间为35～60min；优选为40～45min。
8.根据权利要求1所述的高浓度钒液沉钒的方法，其特征在于：所述静置的时间为15～60min；优选为30～45min。
9.根据权利要求1所述的高浓度钒液沉钒的方法，其特征在于：沉钒过程中，控制搅拌速度为300～500r/min；优选为350～400r/min。
10.根据权利要求1所述的高浓度钒液沉钒的方法，其特征在于：煅烧时间为60～180min；优选为120～180min。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN113621833A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-09 | 长江师范学院 | 一种从水溶液中回收钒的方法 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104357671A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-02-18 | 重庆大学 | 一种从钒铬渣中分离回收钒和铬的方法 |
| CN111041205A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-21 | 昆明理工大学 | 从钒铬溶液中分离钒铬的方法 |
| CN112239806A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-19 | 攀枝花市山青钒业有限公司 | 一种酸性高磷钒液提钒的方法 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104357671A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-02-18 | 重庆大学 | 一种从钒铬渣中分离回收钒和铬的方法 |
| CN111041205A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-21 | 昆明理工大学 | 从钒铬溶液中分离钒铬的方法 |
| CN112239806A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-19 | 攀枝花市山青钒业有限公司 | 一种酸性高磷钒液提钒的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 王俊: "高浓度钒液沉钒工艺研究进展", 《钢铁钒钛》 * |
| 蒋霖: "三聚氰胺沉钒试验研究", 《钢铁钒钛》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113621833A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-09 | 长江师范学院 | 一种从水溶液中回收钒的方法 |
| CN116102062A (zh) * | 2021-11-11 | 2023-05-12 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种多钒酸铵连续沉淀的方法及其数学模型的建立方法 |
| CN114212820A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-22 | 大连理工大学 | 一种制备混价氧化钒及钒基无机凝胶的方法 |
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