一种分离钒酸浸液中铁与钒的方法
【专利摘要】本发明公开了一种分离钒酸浸液中铁与钒的方法。包括以下步骤：向钒酸浸液中加入Na2SO3，搅拌，30～75℃还原反应20～120min，得到还原液；加碱液调节还原液pH至1.0～2.5，得到乳浊液；将乳浊液固液分离，得萃原液和渣；将混合萃取剂与萃原液按体积比(0.2～1)：1混合，搅拌得到混合相；混合相经过静置分相，得到载钒有机相和含铁萃余液；其中，所述的混合萃取剂由酸性磷类萃取剂、碱性胺类萃取剂及磺化煤油混合而成。本发明选取不同的萃取剂组合成混合体系，可以利用不同萃取剂的特性，使混合体系具有更好的萃取能力及选择性。工艺流程简单，药剂消耗量小，可以高效分离钒酸浸液中铁与钒。
【专利说明】
一种分离钒酸浸液中铁与钒的方法
技术领域
[0001 ]本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种分离钒酸浸液中铁与钒的方法。
【背景技术】
[0002] 石煤是我国钒储量最大的含钒资源，从石煤中提取钒的研究日益增多。酸浸法由 于其钒浸出率高，污染气体排放少，环境污染小等优点广泛用于石煤提钒中。然而由于采用 高浓度的硫酸进行酸浸，浸出选择性较差，大量的铁、铝等杂质随钒一起被浸出，为得到高 质量的沉钒产品，需要对钒酸浸液净化富集。目前主要采用离子交换和溶剂萃取法对钒酸 浸液进行净化富集，其中以溶剂萃取法最为常见。酸性磷类萃取剂P204、P507广泛用于含钒 酸浸液的净化富集中，但其萃取存在单级萃取率不高、萃取级数长以及杂质分离不彻底等 问题。而与杂质离子分离不彻底，特别是铁，严重影响最终沉钒产品的质量。因此，为了得到 高质量的沉钒产品，满足高纯五氧化二钒产品生产的需求，需要有效分离钒酸浸液的中的 铁与隹凡。
[0003] 公开号为CN103789560 A的发明专利公开了一种从石煤酸浸液中提I凡的方法，以 除铝后的石煤提钒酸浸液为原料，调节原料的PH = O. 1~2.3，先用酸性磷酸酯类萃取剂除 Fe3+，然后再调整除Fe3+后液的pH=l. 5~3.5,再用酸性磷酸酯类萃取剂1~10级萃取V4+，最 后用酸液进行1~8级反萃V4+得到富钒液。公开号为CN101289703 A的发明专利公开了一种 从高铁含钒石煤氧压酸浸液中萃取钒的方法，以石煤氧压酸浸液为原料，加入无机盐还原 剂，将浸出液中的Fe 3+还原为Fe2+，再用NaOH调节浸出液pH值，以P204和TBP的混合煤油溶剂 进行钒的协同萃取。公开号为CN101597697的发明专利公开了一种从含钒石煤矿中提取五 氧化二钒的工艺，石煤原矿经过焙烧、酸浸，浸出液用铁粉还原Fe 3+，再用石灰和氨水调节pH 到2.8~3.0后，采用溶剂萃取法从石煤提钒酸浸液中提取钒。公开号为CN104805302 A的发 明专利公开了一种从含钒钛渣中提取钒和钛的方法，含钒酸浸液加入还原剂将Fe3+还原为 Fe2+后调节ρΗ=0~3,然后采用P204和TBP的煤油混合溶剂或者P507和TBP的煤油溶剂萃取 钒。然而，这些方法普遍存在着药剂消耗量大，工艺流程复杂等缺点，而且由于P204、P507对 Fe2+也有一定的萃取效果，导致有机相中含有大量的Fe2+，使得铁、钒的分离效果差，影响最 终沉钒产品的质量，很难得到高纯的五氧化二钒产品。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于克服现有技术铁、钒的分离效果差的缺陷，提供一种工艺流程简 单，药剂消耗量小，可以高效分离钒酸浸液中铁与钒的技术。
[0005] 为实现上述目的，采用的技术方案如下：
[0006] -种分离钒酸浸液中铁与钒的方法，包括以下步骤：
[0007] 向钒酸浸液中加入Na2SO3，搅拌，30~75 °C还原反应20~120min，得到还原液；
[0008] 加碱液调节还原液pH至1.0~2.5，得到乳浊液;将乳浊液固液分离，得萃原液和 渣；
[0009] 将混合萃取剂与萃原液按体积比（0.2~I): 1混合，搅拌得到混合相；混合相经过 静置分相，得到载钒有机相和含铁萃余液；
[0010] 其中，所述的混合萃取剂由酸性磷类萃取剂、碱性胺类萃取剂及磺化煤油混合而 成，三者所占体积百分数为:酸性磷类萃取剂10%~30%，碱性胺类萃取剂5~35%，磺化煤 油50~80%。
[0011] 按上述方案，所述的钒酸浸液中钒浓度为500~3000mg/L，铁浓度为1000~ 13000mg/L，初始 pH为0~1 · 0。
[0012]按上述方案，所述的碱液为石灰乳，氨水，NaOH溶液中的一种。
[0013]按上述方案，所述的酸性磷类萃取剂为二（2-乙基己基）磷酸酯或2-乙基己基磷 酸-单2-乙基己基酯。
[0014] 按上述方案，所述的碱性胺类萃取剂为仲碳伯胺或三烷基叔胺。
[0015] 本发明将向酸性磷类萃取剂中加入碱性胺类萃取剂，可以利用碱性胺类萃取剂萃 酸的特性，吸收酸性磷类萃取剂萃取时产生的酸，提高萃取能力，因此可以减少调节PH时的 药剂消耗，缩短萃取级数。
[0016] 同时，混合萃取剂与单独的酸性磷类萃取剂相比，具有更好的铁、钒分离性能，能 使钒酸浸液中的铁与钒有效的分离。
[0017] 磺化煤油作为有机相稀释剂，可以减小萃取剂的粘度，加快萃取过程中的分相速 度。
[0018] 本发明相对于现有技术的有益效果在于：
[0019] 本发明选取不同的萃取剂组合成混合体系，可以利用不同萃取剂的特性，使混合 体系具有更好的萃取能力及选择性。
[0020] 工艺流程简单，药剂消耗量小，可以高效分离钒酸浸液中铁与钒。
【具体实施方式】
[0021] 以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为与本发明保护范围的限制。 [0022] 实施例1
[0023] -种分离钒酸浸液中铁与钒的方法，其具体步骤为：
[0024]向钒酸浸液中加入Na2SO3，搅拌，在75 °C下进行还原反应20min，得到还原后液； [0025] 加石灰乳调节还原后液pH至1.7,得到调后乳浊液;再将调后乳浊液固液分离，得 萃原液和调pH渣；
[0026] 按体积比15%2_乙基己基磷酸-单2-乙基己基酯、35%三烷基叔胺和50%磺化煤 油配置的混合萃取剂与萃原液按体积比0.2:1混合，搅拌3min，得到混合相;将混合相静置 后分相，经过4级萃取，得到载钒有机相和含铁萃余液。钒酸浸液与萃余液离子浓度如表1所 不。
[0027]表 1
[0029] 钒酸浸液中98.36 %的钒进入到有机相中，仅有5.78 %的铁被萃取，剩余94.22 % 的铁留在了萃余液中，铁与钒能够有效的分离。
[0030] 分别按体积比50%2_乙基己基磷酸-单2-乙基己基酯和50%磺化煤油、50%三烷 基叔胺和50%磺化煤油配置成两种单一萃取剂，两种单一萃取剂分别与萃原液按体积比 0.2:1混合，搅拌3min，得到混合相;将混合相静置后分相，经过4级萃取，得到载钒有机相和 含铁萃余液。两种单一萃取剂的钒、铁萃取率与混合萃取剂的萃取率对比如表2所示。
[0031] 表2
[0033]混合萃取剂与两种单一萃取剂相比，具有更高的钒萃取率，同时，混合萃取剂萃取 过程中，更少的铁一同进入有机相。因此，混合萃取剂与单一萃取剂相比具有更好的铁、钒 分离性能，能使钒酸浸液中的铁与钒有效的分离。
[0034] 实施例2
[0035] -种分离钒酸浸液中铁与钒的方法，其具体步骤为：
[0036]向f凡酸浸液中加入Na2S〇3，搅拌，在30°C下进行还原反应120min，得到还原后液； [0037] 加氨水调节还原后液pH至2.5,得到调后乳浊液;再将调后乳浊液固液分离，得萃 原液和调pH渣；
[0038]按体积比30 %二（2-乙基己基）磷酸酯、5 %仲碳伯胺和65 %磺化煤油配置的混合 萃取剂与萃原液按体积比1:1混合，搅拌15min，得到混合相;将混合相静置后分相，经过1级 萃取，得到载钒有机相和含铁萃余液。钒酸浸液与萃余液离子浓度如表3所示。
[0039]表 3
[0041 ] 钒酸浸液中98.73 %的钒进入到有机相中，仅有6.94%的铁被萃取，剩余93.06% 的铁留在了萃余液中，铁与钒能够有效的分离。
[0042] 实施例3
[0043] -种分离钒酸浸液中铁与钒的方法，其具体步骤为：
[0044]向钒酸浸液中加入Na2SO3，搅拌，在60 °C下进行还原反应70min，得到还原后液； [0045] 加 NaOH溶液调节还原后液pH至1.0,得到调后乳浊液;再将调后乳浊液固液分离， 得萃原液和调pH渣；
[0046] 按体积比10 %二(2-乙基己基)磷酸酯、10 %三烷基叔胺和80 %磺化煤油配置的混 合萃取剂与萃原液按体积比〇. 5:1混合，搅拌Smin，得到混合相;将混合相静置后分相，经过 5级萃取，得到载钒有机相和含铁萃余液。钒酸浸液与萃余液离子浓度如表4所示。
[0047]表 4
[0049] 钒酸浸液中97.79%的钒进入到有机相中，仅有2.64%的铁被萃取，剩余97.36% 的铁留在了萃余液中，铁与钒能够有效的分离。
[0050] 实施例4
[0051 ] -种分离钒酸浸液中铁与钒的方法，其具体步骤为：
[0052] 向f凡酸浸液中加入Na2S〇3，搅拌，在50 °C下进行还原反应90min，得到还原后液；
[0053] 加石灰乳调节还原后液pH至2.0,得到调后乳浊液;再将调后乳浊液固液分离，得 萃原液和调pH渣；
[0054] 按体积比10%2_乙基己基磷酸-单2-乙基己基酯、35%三烷基叔胺和55%磺化煤 油配置的混合萃取剂与萃原液按体积比1:1混合，搅拌5min，得到混合相;将混合相静置后 分相，经过1级萃取，得到载钒有机相和含铁萃余液。钒酸浸液与萃余液离子浓度如表5所 不。
[0055]表 5
L〇〇57J 钒酸浸液中96.58 %的钒进入到有机相中，仅有1.97 %的铁被萃取，剩余98.03 % 的铁留在了萃余液中，铁与钒能够有效的分离。
【主权项】
1. 一种分离钒酸浸液中铁与钒的方法，其特征在于包括以下步骤： 1) 向钒酸浸液中加入Na2S〇3，搅拌，30~75 °C还原反应20~120min，得到还原液； 2) 加碱液调节还原液pH至1.0~2.5,得到乳浊液;将乳浊液固液分离，得萃原液和渣； 3) 将混合萃取剂与萃原液按体积比（0.2~1): 1混合，搅拌得到混合相；混合相经过静 置分相，得到载钒有机相和含铁萃余液； 其中，所述的混合萃取剂由酸性磷类萃取剂、碱性胺类萃取剂及磺化煤油混合而成，三 者所占体积百分数为:酸性磷类萃取剂10%~30%，碱性胺类萃取剂5~35%，磺化煤油50 ~80%〇2. 如权利要求1所述分离钒酸浸液中铁与钒的方法，其特征在于所述的钒酸浸液中钒 浓度为500~3000mg/L，铁浓度为1000~13000mg/L，初始pH小于1。3. 如权利要求1所述分离钒酸浸液中铁与钒的方法，其特征在于所述的碱液为石灰乳， 氨水，NaOH溶液中的一种。4. 如权利要求1所述分离钒酸浸液中铁与钒的方法，其特征在于所述的酸性磷类萃取 剂为二(2-乙基己基)磷酸酯或2-乙基己基磷酸-单2-乙基己基酯。5. 如权利要求1所述分离钒酸浸液中铁与钒的方法，其特征在于所述的碱性胺类萃取 剂为仲碳伯胺或三烷基叔胺。
【文档编号】C22B3/40GK106086408SQ201610421893
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月13日 公开号201610421893.6, CN 106086408 A, CN 106086408A, CN 201610421893, CN-A-106086408, CN106086408 A, CN106086408A, CN201610421893, CN201610421893.6
【发明人】张一敏, 熊璞, 包申旭, 黄晶, 刘涛
【申请人】武汉理工大学