一種利用含釩廢渣生產(chǎn)高純度五氧化二釩的方法
【專利摘要】本發(fā)明一種利用含釩廢渣生產(chǎn)高純度五氧化二釩的方法，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)鈣渣過濾時(shí)間長且洗水量大、釩回收率低、五氧化二釩純度較低等問題，采用重鉻酸鈉生產(chǎn)過程排出的含釩鈣渣為原料，加入一定量小蘇打溶液攪拌浸取，再通入CO2氣體深度浸取然后超聲波處理后過濾除渣。所得溶液中再通入O2進(jìn)行氧化，再加入濃硫酸調(diào)節(jié)pH值進(jìn)行酸化，保溫熟化后，過濾沉淀得到水合五氧化二釩。水合五氧化二釩用燒堿溶液加熱溶解并調(diào)節(jié)PH值，過濾除雜。所得溶液中加入飽和氯化銨進(jìn)行沉釩，經(jīng)過濾、洗滌、焙燒生產(chǎn)五氧化二釩。相對(duì)于原方法鈣渣洗水量減少為原來的一半，釩回收率提升4％左右，五氧化二釩純度提升至99％以上。提高了含釩廢渣的利用率，提升了產(chǎn)品的市場競爭力。
【專利說明】一種利用含釩廢渣生產(chǎn)高純度五氧化二釩的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鉻工業(yè)領(lǐng)域，特別涉及一種利用含釩廢渣生產(chǎn)高純度五氧化二釩的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]含釩鉻工業(yè)廢渣是一種難分離的原料，世界上尚無將其高效分離的成熟工藝技術(shù)，申請(qǐng)?zhí)?01010613822.9的專利《一種回收五氧化二釩和重鉻酸鈉的方法》提供了一種能有效分離釩和鉻的方法，并實(shí)現(xiàn)了鉻鹽行業(yè)含釩鈣渣綜合利用，其特征體現(xiàn)在此項(xiàng)工藝不但能回收〈無鈣焙燒生產(chǎn)重鉻酸鈉工藝一脫釩工序 > 所產(chǎn)生的含釩鈣渣中殘留的鉻酸鈉，而且可生產(chǎn)出合格五氧化二釩。
[0003]但是此工藝存在洗濾鈣渣用水量較多、釩回收率低、最終產(chǎn)出五氧化二釩純度相對(duì)較低的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種利用含釩廢渣生產(chǎn)高純度五氧化二釩的方法，減少了鈣渣的用水量、提升了釩的回收率、提高了五氧化二釩的純度。提高了產(chǎn)品的附加價(jià)值，不僅給企業(yè)帶來了收益，而且對(duì)我國鉻鹽行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與含釩鉻工業(yè)廢渣綜合利用提供了新的思路，對(duì)實(shí)現(xiàn)鉻鹽行業(yè)的清潔生產(chǎn)具有示范作用。本方法用于生產(chǎn)實(shí)踐后相對(duì)于原方法鈣渣洗水量減少為原來的一半，釩回收率提升4%左右，五氧化二釩純度提升至99%以 上。提高了含釩廢渣的利用率，提升了產(chǎn)品的市場競爭力，以清潔生產(chǎn)的高新技術(shù)代替現(xiàn)行傳統(tǒng)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)鉻鹽清潔化生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]一種含釩廢渣生產(chǎn)高純度五氧化二釩的方法:
[0007]包括如下步驟:
[0008]a)、稱取一定量含釩廢渣置于反應(yīng)釜中，向其加入適量自來水打漿至30~35Be，然后加入小蘇打飽和溶液，調(diào)料漿pH = 9.1~9.5，升溫至83~93°C ;其反應(yīng)方程如下:
[0009]2Ca2 (OH) (VO3) 3+8NaHC03 = 4CaC03 I +6NaV03+2Na0H+4H20 ；
[0010]b)、通入CO2氣體攪拌反應(yīng)8h后超聲波處理30min，抽濾并收集濾液，所得碳酸鈣濾餅用質(zhì)量比5倍，溫度為70~80°C自來水洗滌，洗滌后鈣渣中釩含量小于0.03%，洗水返回上一步進(jìn)行漿化；
[0011]c)、所得溶液在83~93°C下通入0230min，將溶液中存在的低價(jià)態(tài)釩氧化為五價(jià)釩以提升釩的收率，后加入濃硫酸調(diào)節(jié)PH = 1.7~2進(jìn)行酸化；其反應(yīng)方程為:
[0012]10NaV03+4H2S04 = Na20.5V205.2H20 I +4Na2S04+2H20
[0013]2Na2Cr04+H2S04 = Na2Cl207+Na2S04+H20
[0014]d)、保溫并攪拌熟化2.5h后，過濾沉淀得到水合五氧化二釩；
[0015]e)、水合五氧化二釩用燒堿溶液加熱溶解并調(diào)節(jié)PH = 8~10，過濾除雜；[0016]f)、濾液在45°C下用燒堿調(diào)PH = 9.5~11加入濃度為30%雙氧水0.5%攪拌反應(yīng)I~2h，再加入MgCl2飽和溶液3%攪拌反應(yīng)I~2h，然后過濾除去磷等雜質(zhì)；
[0017]3MgCl2+2P0廣=Mg3 (PO4) 2 I +6CF
[0018]g)、所得溶液中加入氯化銨飽和溶液進(jìn)行沉釩，過濾所得偏釩酸銨沉淀在50°C烘干2~5小時(shí)，放入電阻爐500°C焙燒2小時(shí)，得純度大于99%的五氧化二釩:
[0019]8Na0H+Na20.5V205.2H20+10NH4C1 = 10NH4V03+10NaCl+6H20
[0020]2NH4V03 = V205+2NH3+H20
[0021]所述含釩廢渣為無鈣焙燒生產(chǎn)鉻酸鈉的過程中，為了降低成品中釩含量，在前工序除雜過程中在鉻酸鈉堿性液中加入理論量10倍的生石灰除釩，經(jīng)固液分離后的廢渣，其具體成分以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為:Ca(OH)270~80% ,Na2Cr2O7.2H208~10%，V2O5L 5~2%，余量為水。
[0022]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:
[0023]本發(fā)明減少 了鈣渣的用水量、提升了釩的回收率、提高了五氧化二釩的純度。提高了產(chǎn)品的附加價(jià)值，不僅給企業(yè)帶來了收益，而且對(duì)我國鉻鹽行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與含釩鉻工業(yè)廢渣綜合利用提供了新的思路，對(duì)實(shí)現(xiàn)鉻鹽行業(yè)的清潔生產(chǎn)具有示范作用。本方法用于生產(chǎn)實(shí)踐后相對(duì)于原方法鈣渣洗水量減少為原來的一半，釩回收率提升4%左右，五氧化二釩純度提升至99%以上。提高了含釩廢渣的利用率，提升了產(chǎn)品的市場競爭力，以清潔生產(chǎn)的高新技術(shù)代替現(xiàn)行傳統(tǒng)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)鉻鹽清潔化生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0026]發(fā)明流程如圖1所示:
[0027]實(shí)施例1:
[0028]a)、稱取150kg含釩廢渣置于反應(yīng)釜中，向其加160L自來水打漿至35Be，然后加入小蘇打飽和溶液，調(diào)料漿pH = 9.1，升溫至93°C ；
[0029]b)、通入CO2氣體攪拌反應(yīng)8h后超聲波處理30min，抽濾并收集濾液，所得碳酸鈣濾餅用300L溫度為80°C自來水洗滌，洗滌后鈣渣中釩含量為0.026%，洗水返回上一步進(jìn)行漿化，其釩回收率為92.43% ；
[0030]c)、所得溶液在93°C下通入0230min，將溶液中存在的低價(jià)態(tài)釩氧化為五價(jià)釩以提升釩的收率，后加入濃硫酸調(diào)節(jié)PH = 2進(jìn)行酸化；
[0031]d)、保溫并攪拌熟化2.3h后，過濾沉淀得到水合五氧化二釩；
[0032]e)、水合五氧化二釩用燒堿溶液加熱溶解并調(diào)節(jié)PH = 10值，過濾除雜。
[0033]f)、濾液在45°C下用燒堿調(diào)PH = 9.5~11加入濃度為30%雙氧水IL攪拌反應(yīng)lh，再加入MgC12飽和溶液3L攪拌反應(yīng)1.5h，然后過濾除去硅、磷雜質(zhì)；
[0034]g)、所得溶液中加入氯化銨飽和溶液進(jìn)行沉釩，過濾所得偏釩酸銨沉淀在50°C烘干5小時(shí)，放入電阻爐在500°C焙燒2小時(shí)，可生產(chǎn)出含量為99.93%的五氧化二釩。[0035]實(shí)施例2:
[0036]a)、稱取150kg含釩廢渣置于反應(yīng)釜中，向其加150L自來水打漿至33Be，然后加入小蘇打飽和溶液，調(diào)料漿pH = 9.3，升溫至94°C ；
[0037]b)、通入CO2氣體攪拌反應(yīng)8h后超聲波處理30min，抽濾并收集濾液，所得碳酸鈣濾餅用350L溫度為80°C自來水洗滌，洗滌后鈣渣中釩含量為0.019%，洗水返回上一步進(jìn)行漿化，其釩回收率為94.69% ；
[0038]c)、所得溶液在94°C下通入0230min，將溶液中存在的低價(jià)態(tài)釩氧化為五價(jià)釩以提升釩的收率，后加入濃硫酸調(diào)節(jié)PH = 1.7進(jìn)行酸化；
[0039]d)、保溫并攪 拌熟化2.4h后，過濾沉淀得到水合五氧化二釩；
[0040]e)、水合五氧化二釩用燒堿溶液加熱溶解并調(diào)節(jié)PH = 9.5值，過濾除雜。
[0041]f)、濾液在45°C下用燒堿調(diào)PH = 9.5~11加入濃度為30%雙氧水0.9L攪拌反應(yīng)1.5h，再加入MgCl2飽和溶液3.5L攪拌反應(yīng)2h，然后過濾除去硅、磷雜質(zhì)；
[0042]g)、所得溶液中加入氯化銨飽和溶液進(jìn)行沉釩，過濾所得偏釩酸銨沉淀在50°C烘干4小時(shí)，放入電阻爐在500°C焙燒2小時(shí)，可生產(chǎn)出含量為99.96%的五氧化二釩。
[0043]實(shí)施例3:
[0044]a)、稱取150kg含釩廢渣置于反應(yīng)釜中，向其加156L自來水打漿至34Be，然后加入小蘇打飽和溶液，調(diào)料漿pH = 9.2，升溫至93°C ；
[0045]b)、通入CO2氣體攪拌反應(yīng)8h后超聲波處理30min，抽濾并收集濾液，所得碳酸鈣濾餅用330L溫度為80°C自來水洗滌，洗滌后鈣渣中釩含量為0.027%，洗水返回上一步進(jìn)行漿化，其釩回收率為95.73% ；
[0046]c)、所得溶液在93°C下通入0230min，將溶液中存在的低價(jià)態(tài)釩氧化為五價(jià)釩以提升釩的收率，后加入濃硫酸調(diào)節(jié)PH = 1.9進(jìn)行酸化；
[0047]d)、保溫并攪拌熟化2.5h后，過濾沉淀得到水合五氧化二釩；
[0048]e)、水合五氧化二釩用燒堿溶液加熱溶解并調(diào)節(jié)PH = 9.8值，過濾除雜。
[0049]f)、濾液在45°C下用燒堿調(diào)PH = 9.5~11加入濃度為30%雙氧水1.1L攪拌反應(yīng)1.5h，再加入MgCl2飽和溶液2.9L攪拌反應(yīng)2.4h，然后過濾除去硅、磷雜質(zhì)；
[0050]g)、所得溶液中加入氯化銨飽和溶液進(jìn)行沉釩，過濾所得偏釩酸銨沉淀在50°C烘干4.8小時(shí)，放入電阻爐在500°C焙燒2小時(shí)，可生產(chǎn)出含量為99.94%的五氧化二釩。
[0051]實(shí)施例4:
[0052]a)、稱取150kg含釩廢渣置于反應(yīng)釜中，向其加158L自來水打漿至35Be，然后加入小蘇打飽和溶液，調(diào)料漿PH = 9.4，升溫至94°C ；
[0053]b)、通入CO2氣體攪拌反應(yīng)8h后超聲波處理30min，抽濾并收集濾液，所得碳酸鈣濾餅用340L溫度為80°C自來水洗滌，洗滌后鈣渣中釩含量為0.022%，洗水返回上一步進(jìn)行漿化，其釩回收率為96.52% ；
[0054]c)、所得溶液在94°C下通入0230min，將溶液中存在的低價(jià)態(tài)釩氧化為五價(jià)釩以提升釩的收率，后加入濃硫酸調(diào)節(jié)PH = 2.0進(jìn)行酸化；
[0055]d)、保溫并攪拌熟化2.5h后，過濾沉淀得到水合五氧化二釩；
[0056]e)、水合五氧化二釩用燒堿溶液加熱溶解并調(diào)節(jié)PH = 9.6值，過濾除雜。
[0057]f)、濾液在45°C下用燒堿調(diào)PH = 9.5~11加入濃度為30%雙氧水1.1L攪拌反應(yīng)1.5h，再加入MgCl2飽和溶液2.9L攪拌反應(yīng)2h，然后過濾除去硅、磷雜質(zhì)；
[0058]g)、所得溶液中加入氯化銨飽和溶液進(jìn)行沉釩，過濾所得偏釩酸銨沉淀在50°C烘干4.5小時(shí)，放入電阻爐在500°C焙燒2小時(shí)，可生產(chǎn)出含量為99.92%的五氧化二釩。
[0059]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種含釩廢渣生產(chǎn)高純度五氧化二釩的方法，其特征在于，包括如下步驟: a)、稱取一定量含釩廢渣置于反應(yīng)釜中，向其加入適量自來水打漿至30~35Be，然后加入小蘇打飽和溶液，調(diào)料漿pH = 9.1~9.5，升溫至83~93°C進(jìn)行反應(yīng)； b)、通入CO2氣體攪拌反應(yīng)8h后超聲波處理30min，抽濾并收集濾液，所得碳酸鈣濾餅用質(zhì)量比5倍，溫度為70~80°C自來水洗滌，洗滌后鈣渣中釩含量小于0.03%，洗水返回上一步進(jìn)行漿化； c)、所得溶液在83~93°C下通入0230min，將溶液中存在的低價(jià)態(tài)釩氧化為五價(jià)釩以提升釩的收率，后加入濃硫酸調(diào)節(jié)PH = 1.7~2進(jìn)行酸化； d)、保溫并攪拌熟化2.5h后，過濾沉淀得到水合五氧化二釩； e)、水合五氧化二釩用燒堿溶液加熱溶解并調(diào)節(jié)PH= 8~10，過濾除雜； f)、濾液在45°C下用燒堿調(diào)PH= 9.5~11加入濃度為30%雙氧水0.5%攪拌反應(yīng)I~2h，再加入MgCl2飽和溶液3%攪拌反應(yīng)I~2h，然后過濾除去磷等雜質(zhì)； g)、所得溶液中加入氯化銨飽和溶液進(jìn)行沉釩，過濾所得偏釩酸銨沉淀在50°C烘干2~5小時(shí)，放入電阻爐500°C焙燒2小時(shí)，得純度大于99%的五氧化二釩。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述含釩廢渣為無鈣焙燒生產(chǎn)鉻酸鈉的過程中，為了降低成品中釩含量，在前工序除雜過程中在鉻酸鈉堿性液中加入理論量10倍的生石灰除釩，經(jīng)固液分離后的廢渣，其具體成分以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為:Ca(0H)270~80%，Na2Cr2O7.2H208 ~10%，V2O5L 5 ~2%，余量為水。
【文檔編號(hào)】C22B7/00GK103924090SQ201410172014
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】韓登侖, 張忠元, 武開鵬, 李黎明, 謝希智, 楊亮亮 申請(qǐng)人:甘肅錦世化工有限責(zé)任公司