专利名称：含钒树脂的解吸方法
技术领域：
本发明涉及树脂的解吸方法，特别涉及含钒树脂的解吸方法。
背景技术：
钒资源多与其它矿物共生，品位较低。目前用来生产钒的主要原料是钒钛磁铁矿，此外 还有含钒共生矿、石煤、含钒废催化剂和石油渣等低品位钒原料。我国开发利用低品位钒原 料的研究较早，目前应用于工业生产的提钒工艺中，几乎全部采用铵盐沉钒方式进行沉钒操 作，铵盐沉钒方法主要有两种，即酸性铵盐沉钒(产品为多钒酸铵)和碱性铵盐沉钒(产品为 偏钒酸铵)，但都在操作过程中引入了NH4+，产生大量的废水，因此普遍存在环保问题。
目前工业上沉钒废水的处理方式主要有以下两种
一、 直接排放或用石灰中和(针对酸性沉钒废水溶液)后排放，水质量未达到排放标准 ，该处理方式通常为规模稍大一些的提钒厂使用。
二、 向沉钒废水中补充适量的氯化钠和氢氧化钠后，使沉钒废水返回含钒树脂解吸工序 以循环解吸。这种处理方式需要的人工劳动强度大，操作环境恶劣，而且在循环解吸过程中 容易产生偏钒酸铵沉淀堵塞树脂，从而影响循环解吸操作，还会影响产品质量。此外，由于 需要加入大量的钠盐，所以当溶液中的钠盐浓度达到一定程度后，必须进行排放处理。该处 理方式的实施还需要较大的场地，因而通常只能适合于较小规模的提钒厂使用。
申请号为200710049170. 9的专利介绍了一种沉钒废水循环解吸含钒树脂的方法，具体是 用氨水与氯化铵的混合溶液解吸含钒树脂，得到的解吸液直接沉淀偏钒酸铵；沉钒上清液补 充一定量的氨水和氯化铵后返回解吸工序解吸。但该方法仍然存在解吸过程中产生偏钒酸铵 沉淀堵塞树脂和操作环境恶劣等问题。
发明内容
针对上述沉钒废水的污染问题，为了克服现有技术中的缺点，本发明所要解决的技术问 题是提供一种含钒树脂的解吸方法，该方法可大大减少含钒废水的排放量。 本发明的含钒树脂的解吸方法具体包括以下步骤 (1 )用解吸剂洗脱含钒树脂得到含钒树脂解吸液；采用酸性铵盐沉钒的方法对含钒树 脂解吸液进行沉钒反应，将产物固液分离得多钒酸铵和沉钒废水；
(2)将步骤(1)得到的沉钒废水冷却至5(TC以下，再调节pH值至O. 5 1. 3后作为解吸剂解吸含钒树脂。
所述含钒树脂为吸附有钒离子的阴离子交换树脂。
所述解吸剂是由酸及其铵盐配置的混合溶液，为了使含钒树脂解吸下来的钒以阳离子形 式存在，解吸剂通常pH〈1.5，且其中含有的酸根阴离子浓度大于1.5mol/L。例如硫酸与硫酸 铵，盐酸与氯化铵，或者硝酸与硝酸铵的混合溶液。
所述酸性铵盐沉钒的方法具体为调节解吸液pH值至l. 8 2. 0后加热至90 10(TC反应30 200min，优选为95。C反应60min。
为了使含钒树脂解吸液pH值满足酸性铵盐沉钒条件，步骤(1)调节含钒树脂解吸液pH 值的试剂可以采用氨水、液氨、氨气中的至少一种，优选为氨水。在酸性铵盐沉钒反应结束 后，可以通过过滤、离心等方法进行固液分离，从而得到多钒酸铵和沉钒废水。
一般阴离子交换树脂使用的最高温度不超过6(TC 。为了使沉钒废水满足返回解吸工序循 环使用的条件，步骤(2)需将沉钒废水温度控制在5(TC以下、沉钒废水冰点以上，可以选 用自然冷却的方式。
为了避免沉钒废水在循环解吸过程中产生多钒酸铵沉淀，需调节步骤(3)中沉钒废水 的pb0. 5 1.3，优选地沉钒废水的pH值调节至0.8 1. l时效果较佳，使从含钒树脂上解吸 下来的钒以VO/的形式存在于溶液中。调节沉钒废水试剂可以采用硫酸、硝酸、盐酸中的至 少一种。为了避免解吸液在沉钒过程中产生大量的酸性气体和解吸后的树脂更方便使用，优 选为硫酸。
本发明的有益效果是本发明方法解决了沉钒废水的污染问题，并大大减少了解吸剂的 用量，可以避免解吸过程中产生大量沉淀影响解吸操作和逸出大量氨气恶化操作环境等问题 。该方法应用于工业生产提钒工艺中时，可以将离子交换得到的沉钒废水处理后作为解吸剂 使用，既可以循环使用于同一根离子交换柱(解吸后又再次吸附了钒离子)，也可以将沉钒 废水集中收集、处理后作为解吸剂使用于其它离子交换柱上。即适合小规模的生产，也满足 大规模企业的生产需求。此外，该方法还具有流程短、操作简单和易于产业化等特点，为扩 大低品位钒原料提钒工艺的规模提供了技术保障。
图l是本发明方法的工艺流程框图。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式
做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所 述的实施例范围之中。实施例l
用硫酸铵、硫酸配制解吸剂，该解吸剂pbl. 1 1.2、硫酸铵浓度为2mol/L。用前述解 吸剂处理(解吸)使用过的D201含钒树脂，收得1000mL的含钒树脂解吸液(V 25. 8g/L、 NH4+64.7g/L、 pH=1.3)。向含钒树脂解吸液中加入重量百分含量为27%的氨水调节解吸液 pH=1.8，在搅拌的条件下加热至95。C进行沉钒反应，60min后反应基本完全，利用真空抽滤 装置进行固液分离，分别收得多钒酸铵和沉钒废水。其中，得到多钒酸铵50.7g，钒的含量 为50.4%;在得到的沉钒废水中，钒的总含量为0.23g/L。将该沉钒废水冷却至3(TC，加入 硫酸调节溶液pbl.O，然后返回解吸工序用来循环解吸使用过的D201含钒树脂。循环解吸之 后获得的解吸液中，钒浓度为24. 8g/L，说明处理后的沉钒废水与新配制的解吸剂解吸效果 相当，可以将处理后的沉钒废水循环使用。
实施例2
用硝酸铵、硝酸配制解吸剂，该解吸剂pH^.9 1.0、硝酸铵浓度为3mol/L。用前述解 吸剂处理(解吸)使用过的D201含钒树脂，收得1500mL含钒树脂解吸液(V 24. 2g/L、 NH4+50.5g/L、 pH=1.0)。向含钒树脂解吸液中通入氨气调节解吸液pb2. 0，在搅拌的条件 下加热解吸液至95r进行沉钒，60min后反应基本完全，利用真空抽滤装置进行固液分离， 从而得到多钒酸铵和沉钒废水。其中，得到多钒酸铵70. 7g，钒的含量为50. 7%;在得到的 沉钒废水中，钒的总含量为0.24g/L。将该沉钒废水冷却至32'C，加入硝酸调节溶液pbO. 5 ，然后返回解吸工序用来循环解吸使用过的D201含钒树脂。循环解吸之后获得的解吸液中， 钒浓度为25. 3g/L，说明处理后的沉钒废水与新配制的解吸剂解吸效果相当，可以将处理后的 沉钒废水循环使用。
实施例3
用氯化铵、盐酸配制解吸剂，该解吸剂pbO. 6 0. 7、氯化铵浓度为3mol/L。用前述解 吸剂处理(解吸)使用过的D301含钒树脂，收得1500mL含钒树脂解吸液(V 24. 7g/L、 NH4+51.6g/L、 pH=0.7)。向含钒树脂解吸液中加入液氨调节解吸液pbl. 8，在搅拌的条件 下加热解吸液至95r进行沉钒，60min后反应基本完全，利用真空抽滤装置进行固液分离， 从而得到多钒酸铵和沉钒废水。其中，得到多钒酸铵72.6g，钒的含量为50. 5%;在得到的 沉钒废水中，钒的总含量为0.23g/L。将该沉钒废水冷却至3(TC，加入盐酸调节溶液pbl. 3 ，然后返回解吸工序用来循环解吸使用过的D301含钒树脂。循环解吸之后获得的解吸液中， 钒浓度为24. 6g/L，说明处理后的沉钒废水与新配制的解吸剂解吸效果相当，可以将处理后的 沉钒废水循环使用。实施例4
用硫酸铵、硫酸配制解吸剂，该解吸剂pH^.9 1.0、硫酸铵浓度为2mol/L。用前述解 吸剂处理(解吸)使用过的D301含钒树脂，收得2000mL的含钒树脂解吸液(V 24. 2g/L、 NH4+63. 5g/L、 pH=1.0)。向含钒树脂解吸液中加入27。/。氨水调节解吸液pH4. 9，在搅拌的 条件下加热解吸液至95r进行沉钒，60min后反应基本完全，利用真空抽滤装置进行固液分 离，从而得到多钒酸铵和沉钒废水。其中，得到多钒酸铵94. 7g，钒的含量为50.6%;在得 到的沉钒废水中，钒的总含量为0.24g/L。将该沉钒废水冷却至3(TC，加入硫酸调节溶液 pH=0.8，然后作为解吸剂返回解吸工序用来循环解吸使用过的D301含钒树脂，循环解吸之后 获得的含钒树脂解吸液中，钒浓度为25. lg/L。
将钒浓度为25. lg/L的含钒树脂解吸液依照上述方法再次处理得到pH4. 8的解吸剂，返 回解吸工序用来循环解吸使用过的D301含钒树脂，循环解吸之后获得的含钒树脂解吸液中， 钒浓度为24.5g/L。将前述步骤重复10次后，获得的含钒树脂解吸液中钒浓度未见明显减少 ，说明处理后的沉钒废水与新配制的解吸剂解吸效果相当，可以将处理后的沉钒废水循环使 用。
权利要求
权利要求1含钒树脂的解吸方法，其特征在于，包括以下步骤(1)用解吸剂洗脱含钒树脂得到含钒树脂解吸液；采用酸性铵盐沉钒的方法对含钒树脂解吸液进行沉钒反应，将产物固液分离得多钒酸铵和沉钒废水；(2)将步骤(1)得到的沉钒废水冷却至50℃以下，再调节pH值至0.5～1.3后作为解吸剂解吸含钒树脂。
2.根据权利要求l所述的含钒树脂的解吸方法，其特征在于步骤( 1)所述解吸剂是由酸及其铵盐配置的混合溶液；解吸剂pH〈1.5，其中含有的酸根阴离子浓 度大于l. 5mol/L。
3.根据权利要求l所述的含钒树脂的解吸方法，其特征在于步骤( 1)所述酸性铵盐沉钒的方法为调节解吸液pH值至l. 8 2. 0后加热至90 10(TC反应30 200min。
4.根据权利要求3所述的含钒树脂的解吸方法，其特征在于步骤(1) 调节含钒树脂解吸液PH值的试剂是氨水、液氨、氨气中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的含钒树脂的解吸方法，其特征在于步骤( 1 )中调节含钒树脂解吸液PH值的试剂是氨水。
6.根据权利要求l所述的含钒树脂的解吸方法，其特征在于步骤(2) 沉钒废水pH调节为O. 8 1. 1。
7.根据权利要求1或6所述的含钒树脂的解吸方法，其特征在于步 骤(2)中调节沉钒废水pH值的试剂是硫酸、硝酸、盐酸中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的含钒树脂的解吸方法，其特征在于步骤( 2)中调节沉钒废水pH值的试剂是硫酸。
全文摘要
本发明涉及树脂的解吸方法，特别涉及含钒树脂的解吸方法。该方法包括以下的步骤(1)用解吸剂洗脱含钒树脂得到含钒树脂解吸液；采用酸性铵盐沉钒的方法对含钒树脂解吸液进行沉钒反应，将产物固液分离得多钒酸铵和沉钒废水；(2)将步骤(1)得到的沉钒废水冷却至50℃以下，再调节pH值至0.5～1.3后作为解吸剂解吸含钒树脂。该方法应用于工业生产提钒工艺中可以将沉钒废水全部循环使用，从而很好地解决了沉钒废水的污染问题，并大大降低了解吸剂的用量；同时可以避免解吸过程中产生大量沉淀影响解吸操作和逸出大量氨气恶化操作环境等问题。
文档编号C22B34/22GK101532086SQ200910300858
公开日2009年9月16日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者付自碧, 孙朝晖, 邓杰博, 陈海军, 高官金 申请人:攀钢集团研究院有限公司;攀枝花钢铁(集团)公司;攀枝花新钢钒股份有限公司;攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司