專利名稱：一種含釩溶液離子交換提釩方法
技術領域：
本發明涉及一種含釩溶液離子交換提釩方法。
背景技術：
離子交換法廣泛用于含釩溶液中釩的分離與富集。釩離子交換富集的傳統工藝是先將溶液中的釩轉化成V(V)，再用陰離子交換樹脂吸附溶液中的釩，負釩樹脂用氫氧化鈉 溶液或氫氧化鈉與氯化鈉的混合溶液解吸，解吸液氯化銨沉釩得偏釩酸銨，偏釩酸銨熱解 得五氧化二釩，熱解產生的氨氣用鹽酸吸收。為了提高釩的沉淀率，通常是在解吸液中加入 過量的銨鹽。由于沉釩后液中含有大量氯化鈉無法返回提釩工藝循環使用，導致提釩過程 產生大量的氨氮廢水，環境污染大，生產成本高。
發明內容
本發明的目的在于提供一種可避免提釩過程產生氨氮廢水，保護環境，降低生產 成本的含釩溶液離子交換提釩方法。本發明的技術方案包括以下主要步驟1)低價釩氧化成五價釩；2)離子交換吸附 釩；3)負釩樹脂解吸；4)解吸后的樹脂再生；5)解吸液凈化；6)凈化后液沉釩；7)沉釩后 液先回收其中殘余的釩，再轉型，氫氧化鈉再生后返回負釩樹脂解吸循環使用，或沉釩后液 直接轉型，氫氧化鈉再生后返回負釩樹脂解吸循環使用。所述的低價釩氧化是指在含釩溶液中加入H202、NaC103> NaCIO、空氣、O2中的一種 或幾種，使溶液中的低價釩氧化成五價釩，并加酸或堿調溶液PH值0. 5-9. 0。所述的離子交換是用大孔型或凝膠型的強堿或弱堿硫酸根型或硫酸氫根型的陰 離子交換樹脂吸附溶液中的釩。所述的負釩樹脂解吸是指用氫氧化鈉溶液作解吸劑，解吸樹脂上吸附的釩。所述的樹脂再生是指用解吸后的樹脂用硫酸或硫酸氫鈉溶液將樹脂轉化成硫酸 根型或硫酸氫根型。所述的解吸液凈化是指加入氯化鎂或硫酸鎂或硫酸鋁使溶液中的雜質P、As、Si 沉淀析出。所述的凈化后液沉釩是指加入硫酸使溶液中的釩以紅釩形式沉淀析出，過濾，紅
餅煅燒得產品五氧化二釩。所述的沉釩后液回收釩是指還可以用硫酸根型或硫酸氫根型的陰離子交換樹脂 吸附回收其中殘余的釩。所述的沉釩后液轉型是指先加入碳酸鈣使溶液中的硫酸氫鈉轉化成碳酸氫鈉，碳 酸鈣轉變成石膏，過濾，濾液加入氧化鈣或氫氧化鈣苛化，過濾，再生氫氧化鈉溶液返回負 釩樹脂解吸循環使用。本發明實施的具體工藝過程為按溶液中低價釩氧化成五價釩化學反應計量數的 1. 0-3. 0倍加入H202、NaC103、NaCIO、空氣、O2中的一種或幾種，0-100°C攪拌0. 5-3. 5小時，并加硫酸或氫氧化鈉調節PH值0. 5-9. 0 ；用大孔型或凝膠型的強堿或弱堿硫酸根型或硫 酸氫根型的陰離子交換樹脂吸附釩，吸附接觸時間30 90min ；負釩樹脂用0. 5-3. Omol/L NaOH溶液解吸，解吸接觸時間20 120min ；解吸后的樹脂用0. 5-3. Omol/L H2SO4溶液或 0. 5-3. Omol/L NaHSO4 溶液或 0. 5-2. 5mol/L H2SO4 和 0. 5-2. 5mol/L Na2SO4 混合溶液再生， 再生接觸時間30 120min ；解吸得到的含釩溶液按凈化除雜化學反應計量數的1. 0-3. 0 倍加入氯化鎂或硫酸鎂或硫酸鋁，并加硫酸或氫氧化鈉調節PH值7. 5-9. 5，45-95°C攪拌 0. 5-3. 5小時使溶液中的P、As和Si沉淀析出，過濾；凈化后液加硫酸調pH值至0. 5-3. 0， 50-100°C攪拌0. 5-3小時，沉淀析出紅釩，過濾、洗滌；紅餅450-550°C煅燒1_3小時得五氧 化二釩產品；沉釩后液可以先經硫酸根型或硫酸氫根型的陰離子交換樹脂吸附回收其中殘 余的釩，再按形成碳酸氫鈉化學反應計量數1-2倍加入碳酸鈣，0-65°C攪拌0. 5-2. 5小時， 過濾，然后再碳酸氫鈉苛化化學反應計量數的1. 0-3. 0倍加入氧化鈣或氫氧化鈣，0-110°C 攪拌1-3小時，過濾得到再生的氫氧化鈉溶液返回負釩樹脂解吸循環使用。
本發明與已有的技術相比具有以下優點及效果1、本發明提供的含釩溶液離子交換提釩方法，工藝簡單，操作方便，既能處理酸浸 含釩溶液，也能處理堿浸含釩溶液，工藝適應性強。2、用酸化沉釩代替銨鹽沉釩，避免了氨氮廢水的產生。3、硫酸根型或硫酸氫根型的陰離子交換樹脂吸附溶液中的釩，提釩工藝過程使用 過的氫氧化鈉，經石灰處理可再生循環使用。4、增加了解吸液凈化除雜及沉釩后液回收釩的工序，釩的回收率高，五氧化二釩
產品質量好。
具體實施例方式下面結合實施例，對本發明作進一步描述，以下實施例旨在說明本發明而不是對 本發明的進一步限定。實施例1石煤酸浸提釩液先加氫氧化鈉調pH值至1. 5，再按其低價釩氧化成五價釩化學反 應計量數的2. 0倍加雙氧水室溫攪拌2h，然后用硫酸氫根型的強堿樹脂201 X 7吸附釩，吸 附接觸時間50min ；負釩樹脂用1. 5mol/L NaOH溶液解吸，解吸接觸時間50min ；解吸后的 樹脂用1. OmoVLH2SO4溶液再生，再生接觸時間60min ；解吸得到的含釩液按凈化除雜化學 反應計量數的1. 5倍加入硫酸鎂，pH值8. 5，85°C攪拌1小時，過濾；凈化后液加入硫酸調 pH值至1. 0，90°C攪拌1小時，沉淀，過濾，洗滌；過濾得到的紅餅500°C煅燒2小時得純度 為99. 的V2O5產品；沉釩后液先經硫酸根型陰離子交換樹脂吸附回收其中殘余的釩后， 再按形成碳酸氫鈉化學反應計量數1. 5倍加入碳酸鈣，55°C攪拌1小時，過濾，然后再按苛 化化學反應計量數的2倍加入氧化鈣，95°C攪拌2小時，過濾得到再生氫氧化鈉溶液。實施例2石煤鈉化焙燒酸浸提釩液加石灰調pH值至2. 0，用弱堿陰樹脂D315吸附釩，接觸 時間40min ；負釩樹脂用實施例1再生得到NaOH溶液解吸，解吸接觸時間60min ；解吸后的 樹脂用2. 0mol/L NaHSO4溶液再生，再生接觸時間60min ；解吸得到的含釩液按凈化除雜化 學反應計量數的1. 2倍加入氯化鎂，pH值8. 0，80°C攪拌1小時，過濾；凈化后液加入硫酸調pH值至1. 5，95°C攪拌1小時，沉淀、過濾、洗滌；過濾得到的紅餅550°C煅燒1. 5小時得純 度為99. 6%的V2O5產品；沉釩后液先按形成碳酸氫鈉化學反應計量數1. 2倍加入碳酸鈣， 50°C攪拌1. 5小時，過濾，再按苛化化學反應計量數的1. 8倍加入氫氧化鈣，100°C攪拌1. 5 小時，過濾得到再生氫氧化鈉溶液。實施例3 石煤氧化焙燒堿浸提釩液加硫酸調pH值至8. 5，用強堿陰樹脂D231吸附釩，接觸 時間60min ；負釩樹脂用實施例2再生得到NaOH溶液解吸，解吸接觸時間60min ；解吸后的 樹脂1. 5mol/L H2SOdPO. 5mol/L Na2SCV混合溶液再生，再生接觸時間50min ；解吸得到的含 釩液按凈化除雜化學反應計量數的1. 5倍加入硫酸鋁，pH值8. 0，85°C攪拌2小時，過濾；凈 化后液加硫酸調PH值至2. 0，85°C攪拌1. 5小時，沉淀、過濾、洗滌；過濾得到的紅餅530°C 煅燒2小時得純度為99. 0%的V2O5產品；沉釩后液先經硫酸根型陰離子交換樹脂吸附回收 其中殘余的釩后，再按形成碳酸氫鈉化學反應計量數1. 8倍加入碳酸鈣，50°C攪拌1. 5小 時，過濾，濾液再按碳酸氫鈉苛化化學反應計量數的2. 1倍加入氧化鈣，96°C攪拌1. 5小時， 過濾得到再生氫氧化鈉溶液。實施例4含釩廢催化劑碳酸鈉焙燒水浸液加硫酸調pH值至6. 5，過濾，濾液用實施例2再 生樹脂吸附，接觸時間60min ；負釩樹脂用實施例3再生得到NaOH溶液解吸，解吸接觸時間 60min ；解吸后的樹脂用1. Omol/L H2SO4溶液再生，再生接觸時間60min ；解吸得到的含釩液 按凈化除雜化學反應計量數的1. 2倍加入硫酸鎂，pH值8. 0，75°C攪拌1小時，過濾；凈化后 液加入硫酸調PH值至1.5，95°C攪拌1小時，沉淀、過濾、洗滌；過濾得到的紅餅550°C煅燒 1. 5小時得純度為99. 2%的V2O5產品；沉釩后液先按形成碳酸氫鈉化學反應計量數1. 6倍 加入碳酸鈣，50°C攪拌1. 5小時，過濾，再按碳酸氫鈉苛化化學反應計量數的2. 0倍加入氫 氧化鈣，97°C攪拌1. 5小時，過濾得到再生氫氧化鈉溶液。
權利要求
一種含釩溶液離子交換提釩方法，其特征在于，包括以下步驟含釩溶液中低價釩氧化成五價釩，調節溶液的pH值0.5-9.0，用硫酸根型或硫酸氫根型的陰離子交換樹脂吸附溶液中的釩，負釩樹脂用0.5-3.0mol/L NaOH溶液解吸，解吸后的樹脂用硫酸溶液或硫酸氫鈉溶液或硫酸和硫酸鈉混合溶液再生，解吸液加入氯化鎂或硫酸鎂或硫酸鋁凈化除雜，凈化除雜后液加硫酸酸化至pH值0.5-3.0，50-100℃攪拌0.5-3小時沉釩，沉釩得到的濾餅煅燒得五氧化二釩產品，沉釩后液先用硫酸根型或硫酸氫根型的陰離子交換樹脂吸附回收其中殘余的釩，再加鈣轉型使氫氧化鈉再生，返回負釩樹脂解吸循環使用，或直接加鈣轉型使氫氧化鈉再生，返回負釩樹脂解吸循環使用。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的含釩溶液氧化是指加入壓02、 NaC103> NaCIO、空氣、02中的一種或幾種作為氧化劑，0_100°C攪拌0. 5-3. 5小時，使含釩溶 液中低價釩氧化成五價釩。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，加入硫酸或氫氧化鈉調節溶液的PH值 0. 5-9. 0。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的陰離子交換樹脂吸附釩是指用大 孔型或凝膠型的強堿或弱堿硫酸根型或硫酸氫根型的陰離子交換樹脂吸附溶液中的釩，吸 附接觸時間30 90min。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的用0.5-3. Omol/L NaOH溶液解吸， 解吸接觸時間20 120min。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的樹脂再生是指解吸后的樹脂 用 0. 5-3. 0mol/L H2S04 溶液或 0. 5-3. 0mol/L NaHS04 溶液或 0. 5-2. 5mol/L H2S04 和 0. 5-2. 5mol/L Na2S04混合溶液再生，再生接觸時間30 120min。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的解吸液凈化是指按凈化除雜化學 反應計量數的1. 0-3. 0倍加入氯化鎂或硫酸鎂或硫酸鋁，并加硫酸或氫氧化鈉調節pH值 7. 5-9. 5，45-95°C攪拌0. 5-3. 5小時使溶液中的P、As和Si沉淀析出。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的沉釩得到的濾餅在450-550°C煅燒 1-3小時得五氧化二釩產品。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的沉釩后液轉型是指按形成碳酸氫 鈉化學反應計量數1-2倍加入碳酸鈣，0-65°C攪拌0. 5-2. 5小時，過濾，然后再按碳酸氫鈉 苛化化學反應計量數的1. 0-3. 0倍加入氧化鈣或氫氧化鈣，0-110°C攪拌1-3小時，過濾得 到再生的氫氧化鈉溶液。
全文摘要
本發明系一種含釩溶液離子交換提釩方法，工藝過程包括含釩溶液中低價釩氧化成五價釩，陰離子交換樹脂吸附料液中的釩，負釩樹脂用氫氧化鈉溶液解吸，解吸后的樹脂再生，解吸液凈化除雜，凈化后液加酸沉釩，沉釩濾餅煅燒得產品五氧化二釩，沉釩后液轉型氫氧化鈉再生等主要工藝，工藝過程有效避免了氨氮廢水的產生，具有工藝簡單，操作方便，釩回收率高，產品質量好等優點。
文檔編號C22B34/22GK101838749SQ20101019610
公開日2010年9月22日 申請日期2010年6月10日 優先權日2010年6月10日
發明者王學文, 王明玉 申請人:中南大學