从碱性含钒铬溶液中选择分离铬的方法与流程

1.本发明属于钒铬分离领域技术领域，尤其涉及一种从碱性含钒铬溶液中选择分离铬的方法。


背景技术：

2.我国钒钛磁铁矿资源丰富，但原矿中v2o5含量普遍较低(＜1.0％)，通常采用铁精矿高炉炼铁-转炉提钒工艺得到钒渣，钒渣再经过钠盐焙烧-水浸除杂-铵盐沉钒等工序，最终获得v2o5产品。然而，由于钒、铬的性质非常相似，在矿物中往往以共生的方式存在，无法通过物理手段进行分离。在钠盐焙烧-水浸提取钒(铬)的过程中将获得同时含有钒铬的溶液，其相似的化学性质导致钒铬分离成为了一个难题。而且，对于高铬型钒钛磁铁矿(cr2o3＞0.3％)而言，含钒溶液中的cr含量较高，对于铵盐沉钒工艺的沉钒率和多钒酸铵质量产生较大影响。目前，尚未有经济、可行的方法从钒铬溶液中分离回收钒、铬。
3.为了解决这一问题，现有技术有以氯化钙或氯化钡为沉淀试剂，使钒铬共沉淀，然后经过碱浸提钒、酸浸提铬工艺流程，分别制取钒、铬产品；也有采用水解沉钒技术使钒形成含钒滤饼，铬留在溶液中，含钒滤饼经碱溶、铵盐沉钒、煅烧得到v2o5产品，铬溶液再经过铁盐除钒、亚硫酸钠还原、加碱沉淀、煅烧等工序得到cr2o3产品。上述工艺均可实现钒、铬的分离回收，但是酸、碱耗量较大，工艺流程长，生产成本高。现有技术还有以包括三己基十四烷基氯化磷、磷酸三丁酯、二苯砜在内的离子液体作为萃取剂，与碱性含钒铬溶液混合进行萃取，实现铬的选择性萃取，该方法的萃取剂可循环使用，成本低廉，但使由于磷的引入，会对后续工艺产生一定影响。
4.基于此，本发明提出了一种从碱性含钒铬溶液中选择分离铬的方法。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提出一种从碱性含钒铬溶液中选择分离铬的方法，其能解决现有钒铬分离技术存在的工艺流程长、生产成本高、还原过程引入了其他杂质及钒铬分离效率低的技术问题。
6.本发明实施例公开了一种从碱性含钒铬溶液中选择分离铬的方法，包括如下步骤：
7.将预定体积的碱性含钒铬溶液泵入沉淀罐并加热至预定温度，后加入二氧化硫脲，搅拌反应预定时间，使六价铬还原为三价铬并使三价铬发生沉淀反应；
8.沉淀反应结束后，进行固液分离、洗涤，将得到的氢氧化铬沉淀进行煅烧，获得cr2o3产品；
9.将固液分离得到的钒液加入氧化剂进行氧化，后进行沉钒、煅烧，得到v2o5产品。
10.根据本发明的一个实施例，所述碱性含钒铬溶液的ph值为9～14。
11.根据本发明的一个实施例，所述二氧化硫脲的加入量为所述碱性含钒铬溶液中六价铬还原为三价铬理论量的1.0～1.4倍。
12.根据本发明的一个实施例，所述预定温度为60～100℃，所述预定时间为10～30min。
13.根据本发明的一个实施例，所述氢氧化铬的煅烧温度为800～1200℃，保温时间60～180min。
14.根据本发明的一个实施例，所述氧化剂为h2o2或o2。
15.根据本发明的一个实施例，所述碱性含钒铬溶液中钒浓度为20～40g/l，铬浓度为2～35g/l。
16.根据本发明的一个实施例，所述预定体积为500～1000ml。
17.采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：
18.本发明提出的从碱性含钒铬溶液中选择分离铬的方法，以碱性含钒铬溶液为原料，采用二氧化硫脲作为还原剂，将六价铬还原为三价铬，三价铬在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀，钒被留在溶液中，实现了铬的选择性分离，钒液可用于后续制备氧化钒产品。本发明公开的从碱性含钒铬溶液中选择分离铬的方法具有如下优点：(1)工艺流程简单、生产成本低；(2)还原过程中不引入其他杂质，对钒、铬产品质量不会产生影响；(3)钒铬分离效率高。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明一实施例公开的从碱性含钒铬溶液中选择分离铬的方法的流程示意图。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
22.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
23.如图1所示，本发明一实施例公开了一种从碱性含钒铬溶液中选择分离铬的方法，包括如下步骤：
24.将预定体积的碱性含钒铬溶液泵入沉淀罐并加热至预定温度，后加入二氧化硫脲，搅拌反应预定时间，使六价铬还原为三价铬并使三价铬发生沉淀反应；
25.沉淀反应结束后，进行固液分离、洗涤，将得到的氢氧化铬沉淀进行煅烧，获得cr2o3产品；
26.将固液分离得到的钒液加入氧化剂进行氧化，后进行沉钒、煅烧，得到v2o5产品。
27.二氧化硫脲是一种新型还原剂，具有稳定性好、还原能力强、贮藏与运输安全、无污染性等优点。在酸性和常温下，二氧化硫脲性质很稳定，不易分解；在碱性和加热情况下，
对固液分离后的钒液进行氧化，进行后续沉钒、煅烧，得到v2o5产品(含量99.08％)，钒铬分离效率99.02％。
44.通过以上实施例得出，采用本发明公开的从碱性含钒铬溶液中选择分离铬的方法来分离钒铬，可使得到的cr2o3产品的含量达到98.00％以上，同时使得到的v2o5产品的含量达到99.00％以上，所以采用本发明公开的从碱性含钒铬溶液中选择分离铬的方法来分离钒铬提高了钒铬分离的效率。
45.综上所述，本发明实施例通过以碱性含钒铬溶液为原料，采用二氧化硫脲作为还原剂，将六价铬还原为三价铬，三价铬在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀，钒被留在溶液中，实现了铬的选择性分离，钒液可用于后续制备氧化钒产品。本发明公开的从碱性含钒铬溶液中选择分离铬的方法具有如下优点：(1)工艺流程简单、生产成本低；(2)还原过程中不引入其他杂质，对钒、铬产品质量不会产生影响；(3)钒铬分离效率高。
46.需要特别指出的是，上述各个实施例中的各个组件或步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换形成的组合也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。
47.以上是本发明公开的示例性实施例，上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
48.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。