一种从含钒、铬混合液中分离钒、铬的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及回收利用钒、铬的技术领域，更具体地讲，涉及一种用离子交换树脂法 分离并回收含钒、铬混合液中钒、铬的方法。
[0002]
【背景技术】
[0003] 钒是一种重要的战略物资，广泛应用于钢铁、合金、化工、陶瓷、医药等行业。我国 攀西地区的钒铁磁铁矿伴生有金属元素铬，矿石转炉吹炼得到的钒渣富集了元素钒和铬。 由于钒与铬的性质相似，因此，钒渣提钒的过程中，钒和铬同时被氧化成高价浸取到水相 中，浸出液经铵盐沉钒后，沉钒废水液中含有金属V(V)和Cr(VI)，溶液中V(V)和Cr(VI)既 是有价金属又是有毒物质，需进一步处理。
[0004]目前溶液中钒铬分离方法主要有：直接沉淀法、萃取法、离子交换法。直接沉淀法 是最简单最经济的方法，但是，沉淀得到的偏钒酸盐或多钒酸盐均会含有杂质元素。宁朋歌 等采用伯胺N-1923萃取剂分离和提取钒、铬，工艺流程比较简单，可以制得纯度较高的钒 与铬的产品，缺点是萃取剂的容量低，萃取过程中易产生乳化现象。樊烨烨研究了用D314 阴离子交换树脂通过双柱吸附法来分离及提取钒与铬，该方法操作简单且成本较低，但是 再次吸附增加了工艺所需时间。
[0005]
【发明内容】
[0006] 针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种能够有效分离并回收 含钒、铬混合液中的钒、铬元素的方法，本方法简单、易操作。
[0007] 本发明的技术方案是这样实现的： 一种从钒、铬混合液中分离钒、铬的方法，包括如下步骤： A、 调节混合液的pH值为3. 0-4. 0,用离子交换树脂吸附法吸附混合液中的钒与铬，获 得含钒、铬树脂； B、 用3%_4%硫酸-乙醇溶液洗脱含钒、铬树脂，获得含钒树脂和含铬溶液； C、 解吸含钒树脂获得含钒解吸液，对含钒解吸液进行沉钒处理以获得钒酸盐； D、 对钒酸盐进行煅烧处理，得到五氧化二钒； E、 含铬溶液调节pH进行中和，铬以水合物沉淀Cr(OH) 3 ^nH2O的形式析出，经过锻烧处 理制取三氧化二铬。
[0008] 其中，步骤A离子交换吸附采用动态吸附试验法，用到的离子交换树脂为Dex-V弱 碱性阴离子交换树脂。
[0009] 其中，步骤C用3%_4%Na0H溶液解吸含钒树脂，获得含钒解吸液，向含钒解吸液中 加入氯化铵得到偏钒酸铵沉淀；步骤D的煅烧温度为550-600 °C。
[0010] 其中，步骤E的煅烧温度为1000-1150°c，煅烧时间2. 5-3.Oh。
[0011] 本发明提供了一种能够有效地分离并回收含钒、铬混合液中钒、铬的方法。该方法 通过使用阴离子交换树脂法吸附钒、铬混合液中的钒、铬，接着采用分步洗脱从而分开回收 铬、钒。本发明的方法与现有技术相比，工艺流程简单、易于操作、成本低，有利于钒铬资源 的分离回收。
[0012]
【具体实施方式】
[0013] 本发明从含钒、铬混合液中分离钒、铬的方法，包括如下步骤： A、调节混合溶液的pH值为3. 0-4. 0,用Dex-V大孔弱碱性阴离子吸附溶液中的钒与铬， 获得含钒、铬树脂；离子交换吸附采用动态吸附试验法；钒铬在溶液中不同PH值下存在的 形式不同，树脂对不同形式的离子吸附能力不同。经过静态试验研究，Dex-V树脂在pH值 范围3. 0-4. 0内对V(V)Xr(VI)离子的吸附效率分别为98. 35%，99. 26%。因此为了保证树 脂吸附能力达到最高，故选取pH值为3. 0-4. 0。
[0014] B、用3%-4%硫酸-乙醇溶液洗脱含钒、铬树脂，获得含钒树脂和含铬溶液；优选4% 硫酸-乙醇溶液，4%代表硫酸在此溶液的体积分数，该溶液洗脱的反应机理方程式如下：
C、 用3%-4%Na0H溶液解吸含钒树脂获得含钒解吸液，向含钒解吸液中加入氯化铵得到 偏钒酸铵沉淀； D、 对偏钒酸铵进行煅烧处理，得到五氧化二钒，煅烧温度为550-600°C; E、 含铬溶液调节pH进行中和，铬以水合物沉淀Cr(OH) 3 ^nH2O的形式析出，经过锻烧处 理制取三氧化二铬。煅烧温度为1000_1150°C，煅烧时间2. 5-3h。
[0015] 本发明用来调节pH值的酸和碱分别为H2SOjPNaOH。
[0016] 下面结合实施例，对本发明作进一步详细描述，以下实施例旨在说明本发明而不 是对本发明的限定。
[0017] 实施例1 将2000mL含五价f凡（100mg/L)和六价络（100mg/L)的混合溶液用氢氧化钠溶液或硫 酸调节PH至3. 0。以Dex-V大孔弱碱性阴离子交换树脂进行装柱动态实验，柱层高度填充 至10cm。将2000mLV(V)、Cr(VI)混合溶液以lOmL/min的流速流经离子交换柱进行吸附， 获得含钒、铬树脂。吸附平衡后，用4%硫酸-乙醇溶液洗脱含钒、铬树脂达到平衡，获得含 钒树脂与含铬解吸液。此时，钒以阴离子团形式吸附在树脂上，铬以Cr3+形式存在于解吸液 中。
[0018] 调节上述含铬解吸液pH至8. 2,铬以水合物沉淀Cr(OH)3 ?nH20的形式析出，在 1000°C下锻烧3h得到Cr2O3粉末。含钒树脂用3%Na0H溶液解吸获得钒解吸液，向解吸液中 加入氯化铵得到偏钒酸铵沉淀，在550°C锻烧该沉淀得到V2O5粉末。经分析，钒和铬的总回 收率分别为82. 63%和95. 42%。
[0019] 实施例2 将2000mL含五价f凡（100mg/L)和六价络（100mg/L)的混合溶液用氢氧化钠溶液或硫 酸调节PH至3. 0。以Dex-V大孔弱碱性阴离子交换树脂进行装柱动态实验，柱层高度填充 至20cm。将2000mLV(V)、Cr(VI)混合溶液以lOmL/min的流速流经离子交换柱进行吸附， 获得含钒、铬树脂。吸附平衡后，用4%硫酸-乙醇溶液洗脱含钒、铬树脂达到平衡，获得含 钒树脂与含铬解吸液。此时，钒以阴离子团形式吸附在树脂上，铬以Cr3+形式存在于解吸液 中。
[0020] 调节上述含铬解吸液pH至8. 2,铬以水合物沉淀Cr(OH)3 ?nH20的形式析出，在 1000°C下锻烧3h得到Cr2O3粉末。含钒树脂用3%Na0H溶液解吸获得钒解吸液，向解吸液中 加入氯化铵得到偏钒酸铵沉淀，在550°C锻烧该沉淀得到V2O5粉末。经分析，钒和铬的总回 收率分别为88. 47%和96. 26%。
[0021] 实施例3 将2000mL含五价f凡（100mg/L)和六价络（100mg/L)的混合溶液用氢氧化钠溶液或硫 酸调节PH至3. 0。以Dex-V大孔弱碱性阴离子交换树脂进行装柱动态实验，柱层高度填充 至30cm。将2000mLV(V)、Cr(VI)混合溶液以lOmL/min的流速流经离子交换柱进行吸附， 获得含钒、铬树脂。吸附平衡后，用4%硫酸-乙醇溶液洗脱含钒、铬树脂达到平衡，获得含 钒树脂与含铬解吸液。此时，钒以阴离子团形式吸附在树脂上，铬以Cr3+形式存在于解吸液 中。
[0022] 调节上述含铬解吸液pH至8. 2,铬以水合物沉淀Cr(OH)3 ?nH20的形式析出，在 1000°C下锻烧3h得到Cr2O3粉末。含钒树脂用3%NaOH溶液解吸获得钒解吸液，向解吸液中 加入氯化铵得到偏钒酸铵沉淀，在550°C锻烧该沉淀得到V2O5粉末。经分析，钒和铬的总回 收率分别为90. 37%和96. 52%。
[0023] 最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管申 请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发 明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种从钒、铬混合液中分离钒、铬的方法，其特征在于：包括如下步骤： A、 调节混合液的pH值为3. 0-4. 0,用离子交换树脂吸附法吸附混合液中的钒与铬，获 得含钒、铬树脂； B、 用3%-4%硫酸-乙醇溶液洗脱含钒、铬树脂，获得含钒树脂和含铬溶液； C、 解吸含钒树脂获得含钒解吸液，对含钒解吸液进行沉钒处理以获得钒酸盐； D、 对钒酸盐进行煅烧处理，得到五氧化二钒； E、 含铬溶液调节pH进行中和，铬以水合物沉淀Cr (OH) 3 ^nH2O的形式析出，经过锻烧处 理制取三氧化二铬。2. 根据权利要求1所述的从钒、铬混合液中分离钒、铬的方法，其特征在于，步骤A离子 交换吸附采用动态吸附试验法，用到的离子交换树脂为Dex-V弱碱性阴离子交换树脂。3. 根据权利要求1所述的从钒、铬混合液中分离钒、铬的方法，其特征在于，步骤C用 3%-4%Na0H溶液解吸含钒树脂，获得含钒解吸液，向含钒解吸液中加入氯化铵得到偏钒酸铵 沉淀；步骤D的煅烧温度为550-600 °C。4. 根据权利要求1所述的从钒、铬混合液中分离钒、铬的方法，其特征在于，步骤E的煅 烧温度为1000_1150°C，煅烧时间2. 5-3. Oh。
【专利摘要】本发明公开了一种从钒、铬混合液中分离钒、铬的方法，A、调节混合液的pH值为3.0-4.0，用离子交换树脂吸附法吸附混合液中的钒与铬，获得含钒、铬树脂；？B、用3%-4%硫酸-乙醇溶液洗脱含钒、铬树脂，获得含钒树脂和含铬溶液；？C、解吸含钒树脂获得含钒解吸液，对含钒解吸液进行沉钒处理以获得钒酸盐；D、对钒酸盐进行煅烧处理，得到五氧化二钒；E、含铬溶液调节pH进行中和，铬以水合物沉淀Cr(OH)3·nH2O的形式析出，经过锻烧处理制取三氧化二铬。本发明工艺流程简单、易于操作、成本低，有利于钒铬资源的分离回收。
【IPC分类】C22B34/22, C22B34/32, C22B3/42
【公开号】CN105087933
【申请号】CN201510614831
【发明人】李鸿乂, 张梦, 谢兵, 李翠
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月24日