专利名称：一种拜耳法种分母液沉淀回收钒的方法
技术领域：
本发明涉及一种拜耳法种分母液沉淀回收钒的方法。
背景技术：
钒是一种重要的合金元素，其主要使用领域为钢铁工业。含钒钢具有强度高、韧性 大、耐磨性好等优点，因而被广泛应用于机械、汽车、造船、铁路、桥梁等行业。然而钒的资源 较为紧缺，目前钒的提取只能以品位低且成分复杂的富钒铁渣、废催化剂和石煤煤灰为原 料。氧化铝生产流程中蕴含着较为丰富的钒资源，且钒是一种对氧化铝生产流程有着 较大危害的杂质，因此从氧化铝生产流程中提取钒不仅可消除其对氧化铝生产流程的影 响，而且还可扩大钒的资源量，是十分必要的。目前，在工业上应用的从氧化铝生产流程中回收钒的唯一方法为结晶法，此法工 艺成熟、设备简单，但回收率低，且只适用于钒含量高的母液，对于国内钒含量普遍较低的 母液采用结晶法不能实现钒的回收。萃取法和离子交换法从氧化铝生产流程中提取钒的方 法还处于实验室研究阶段，且由于母液的碱性太强，采用直接对母液进行萃取或吸附以回 收钒的方法存在很大难度。因此，一种较可行的从氧化铝生产流程提取钒的方法为首先往 母液中加入沉淀剂，使钒沉淀下来，然后再对含钒沉淀进行处理回收其中的钒。从拜耳法种分母液中沉钒的沉淀剂一般为石灰，如专利200710118675. 6发明了 一种先利用石灰把母液中的钒沉淀下来，再采用萃取法处理回收钒的方法。利用石灰作沉 钒剂具有很多缺点，石灰主要与母液中的铝酸根反应生成水合铝酸钙，而与钒阴离子的反 应的石灰量很少，首先造成母液中铝的较大损失，对氧化铝生产流程有一定的影响，其次使 沉钒效果较差，沉钒率不高，且所得沉淀中钒含量很低，不利于后面的处理步骤。因此，石灰 并不是一种适用的沉钒剂，需要研究开发新的效果好的沉钒剂，从而实现钒的高效回收。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种沉钒效果好、沉钒剂 可循环利用，同时不造成母液中铝的损失，对氧化铝生产流程无影响，低成本的拜耳法种分 母液沉淀回收钒的方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种拜耳法种分母液沉淀回收钒的方法，其特征在于其过程包括以下步骤(1)在拜耳法种分母液中加入BaO，搅拌反应使种分母液中的钒以钒酸钡形式沉 淀，碳酸根以碳酸钡形式沉淀，得到碳酸钡和钒酸钡的混合沉淀，沉钒后的母液返回氧化铝 生产流程；(2)将碳酸钡和钒酸钡混合沉淀用Na2C03溶液进行浸出，使钒酸钡与Na2C03反应， 钒以钒酸钠的形式进入溶液中制得钒酸钠溶液，并同时生成碳酸钡，得到为碳酸钡的剩余 渣；
(3)为碳酸钡的剩余渣进行焙烧生成BaO，循环用于步骤(1)拜耳法种分母液的沉 钒过程。本发明的方法，其特征在于拜耳法种分母液中加入BaO沉钒时，BaO的加入量为 BaO与母液中Na2C03的摩尔比为0. 1 1. 0，反应温度为20°C 100°C，反应时间为15min 120min，搅拌速度为 100r/min 400r/min。本发明的方法，其特征在于将碳酸钡和钒酸钡混合沉淀用Na2C03溶液进行浸出 时，Na2C03的浓度为10 120g/L，液固比为1 10，浸出温度为20 100°C，浸出时间为 0. 5 4h。本发明的方法，其特征在于将碳酸钡焙烧生成BaO时，焙烧温度为1000°C 1500°C，焙烧时间为0. 5 4h。本发明的方法是将拜耳法生产氧化铝过程中的种分母液加入BaO沉钒剂，得到钒 含量高的沉淀渣，沉淀渣经浸出后获得钒浓度较高的浸出液，浸出液易于处理得到钒类产 品。沉钒剂可循环利用且沉钒效果好，同时不造成母液中铝的损失，对氧化铝生产流程无影 响，可实现低成本并高效地提取拜耳法种分母液中的钒。
图1为本发明的方法的工艺流程图。
具体实施例方式一种拜耳法种分母液沉淀回收钒的方法，其过程包括以下步骤(1)在拜耳法种分 母液中加入BaO，搅拌反应使种分母液中的钒以钒酸钡形式沉淀，碳酸根以碳酸钡形式沉 淀，得到碳酸钡和钒酸钡的混合沉淀，沉钒后的母液返回氧化铝生产流程；(2)将碳酸钡和 钒酸钡混合沉淀用Na2C03溶液进行浸出，使钒酸钡与Na2C03反应，钒以钒酸钠的形式进入溶 液中制得钒酸钠溶液，并同时生成碳酸钡，使剩余渣的成分全部为碳酸钡；(3)碳酸钡在一 定温度下进行焙烧生成BaO，循环用于步骤(1)拜耳法种分母液的沉钒过程。拜耳法种分母液中加入BaO沉钒时，BaO的加入量为Ba0与母液中Na2C03的摩尔 比为0. 1 1. 0，反应温度为20°C 100°C，反应时间为15min 120min,搅拌速度为100" min 400r/min ；将碳酸钡和钒酸钡混合沉淀用Na2C03溶液进行浸出时，Na2C03的浓度为 10 120g/L，液固比为1 10，浸出温度为20 100°C，浸出时间为0.5 4h，浸出后得到 钒含量较高的溶液，此溶液易于处理获得钒类产品；将碳酸钡焙烧生成BaO时，焙烧温度为 1000°C 1500°C，焙烧时间为0. 5 4h。实施例1在V205浓度为0. 21g/L的种分母液中以BaO与母液中Na2C03的摩尔比为0. 4加入 BaO，在40°C下，搅拌反应15min后将沉淀物过滤、洗涤、烘干即得含钒沉淀物，其化学成分 为Ba0 51. 71%, A1203 2. 57%, Si02 7 . 31%, Na20 2. 45%, V205 2. 62% ；在100°C下，将含钒沉淀(BaO 51. 71%, A1203 2. 57%, Si02 7 . 31%, Na202. 45%, v205 2. 62%)以液固比为1的量加入60g/L的Na2C03溶液中，搅拌反应lh，得到钒浸出液， 浸出液钒浓度为25. 25g/L ；浸出后的渣在1200°C下焙烧2h后取出，分析其中BaO含量为99. 01%。
实施例2在V205浓度为0. 21g/L的种分母液中以BaO与母液中Na2C03的摩尔比为0. 5加入 BaO，在60°C下，搅拌反应30min后将沉淀物过滤、洗涤、烘干即得含钒沉淀物，其化学成分 为BaO 55. 71%, A1203 3. 27%, Si02 7 . 55%, Na20 3. 41%, V205 2. 13% ；在100°C下，将含钒沉淀(BaO 55. 71%, A1203 3. 27%, Si02 7 . 55%, Na203. 41%, v205 2. 13%)以液固比为1的量加入80g/L的Na2C03溶液中，搅拌反应2h，得到钒浸出液， 浸出液钒浓度为20. 54g/L ；浸出后的渣在1300°C下焙烧2h后取出，分析其中BaO含量为99. 18%。实施例3在V205浓度为0. 21g/L的种分母液中以BaO与母液中Na2C03的摩尔比为0. 6加入 BaO，在80°C下，搅拌反应60min后将沉淀物过滤、洗涤、烘干即得含钒沉淀物，其化学成分 为Ba0 55. 71%, A1203 3. 27%, Si02 7 . 55%, Na20 3. 41%, V205 2. 03% ；在100°C下，将含钒沉淀(BaO 55. 71%, A1203 3. 27%, Si02 7 . 55%, Na203. 41%, v205 2. 13%)以液固比为1的量加入100g/L的Na2C03溶液中，搅拌反应2h，得到钒浸出液， 浸出液钒浓度为18. 97g/L ；浸出后的渣在1400°C下焙烧2h后取出，分析其中BaO含量为99. 19%。
权利要求
一种拜耳法种分母液沉淀回收钒的方法，其特征在于其过程包括以下步骤(1)在拜耳法种分母液中加入BaO，搅拌反应使种分母液中的钒以钒酸钡形式沉淀，碳酸根以碳酸钡形式沉淀，得到碳酸钡和钒酸钡的混合沉淀，沉钒后的母液返回氧化铝生产流程；(2)将碳酸钡和钒酸钡混合沉淀用Na2CO3溶液进行浸出，使钒酸钡与Na2CO3反应，钒以钒酸钠的形式进入溶液中制得钒酸钠溶液，并同时生成碳酸钡，得到为碳酸钡的剩余渣；(3)为碳酸钡的剩余渣进行焙烧生成BaO，循环用于步骤(1)拜耳法种分母液的沉钒过程。
2.根据权利要求1所述的一种拜耳法种分母液沉淀回收钒的方法，其特征在于拜耳法 种分母液中加入BaO沉钒时，BaO的加入量为BaO与母液中Na2CO3的摩尔比为0. 1 1. 0， 反应温度为20°C 100°C，反应时间为15min 120min，搅拌速度为100r/min 400r/min。
3.根据权利要求1所述的一种拜耳法种分母液沉淀回收钒的方法，其特征在于将碳酸 钡和钒酸钡混合沉淀用Na2CO3溶液进行浸出时，Na2CO3的浓度为10 120g/L，液固比为1 10，浸出温度为20 100°C，浸出时间为0. 5 4h。
4.根据权利要求1所述的一种拜耳法种分母液沉淀回收钒的方法，其特征在于将碳酸 钡焙烧生成BaO时，焙烧温度为1000°C 1500°C，焙烧时间为0. 5 4h。
全文摘要
本发明涉及一种拜耳法种分母液沉淀回收钒的方法，其特征在于其过程包括以下步骤(1)在拜耳法种分母液中加入BaO，得到碳酸钡和钒酸钡的混合沉淀，沉钒后的母液返回氧化铝生产流程；(2)将碳酸钡和钒酸钡混合沉淀用Na2CO3溶液进行浸出，钒以钒酸钠的形式进入溶液中制得钒酸钠溶液，并同时生成碳酸钡，得到为碳酸钡的剩余渣；(3)为碳酸钡的剩余渣进行焙烧生成BaO，循环用于步骤(1)拜耳法种分母液的沉钒过程。采用本发明的方法，得到了钒含量高的沉淀渣，经浸出后获得的浸出液易于处理得到钒类产品。沉钒剂可循环利用且沉钒效果好，同时不造成母液中铝的损失，对氧化铝生产流程无影响，可实现低成本并高效地提取拜耳法种分母液中的钒。
文档编号C22B34/22GK101928844SQ20091024336
公开日2010年12月29日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者尹中林, 赵 卓 申请人:中国铝业股份有限公司