专利名称：脱钒床及铬酸钠溶液脱钒的方法
技术领域：
本发明属于铬盐生产领域，特别涉及脱钒床及铬酸钠溶液脱钒的方法。
背景技术：
无钙焙烧生产重铬酸钠工艺是将铬铁矿、纯碱、返渣(焙烧浸取后的粗渣)按一定比例混勻，经回转窑焙烧后浸取得到铬酸钠溶液，再经中和除铝所得铬酸钠中性溶液，该溶液中含有钒酸钠，中性液中的钒酸钠如果不清除，将会随着生产进入重铬酸钠、铬酸酐产品中，进而影响氧化铬绿产品质量。无钙焙烧生产重铬酸钠工艺中传统的脱钒方法是石灰沉淀脱钒法。该法的弊端在于1、产生的固废物——钒酸钙渣含有一定量的六价铬；2、石灰脱钒工艺不适宜于二氧化碳中和除铝所得铬酸钠中性液，有一定的工艺局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱钒床。本发明的另一个目的是提供一种脱钒床及铬酸钠溶液脱钒的方法。本发明脱钒床包括床体，所述床体采用3 5级串联方式连接，在第一级床体顶部设有第一物料口，第一物料口上装有流量控制阀，在最后一级床体底部设有物料口，物料口上装有止回阀，所述床体中的顶部法兰和底部法兰中均设有不锈钢筛板，所述筛板上覆盖有与筛板大小一样的0. 8mm不锈钢丝网，法兰连接处用胶垫密封，所述床体中顶部法兰和底部法兰之间装填羟氧化铬粘结粒。作为本发明脱钒床的进一步改进，所述床体的直径与高度比为1 :5、。所述床体采用不锈钢或者玻璃钢材质制作。本发明铬酸钠溶液脱钒的方法为下列步骤
A、羟氧化铬粘结粒制作
用耐酸耐碱耐高温玻璃鳞片粘结剂(选自上海仲钰新材料实业发展有限公司生产的 ZH0NGYU-8901耐酸耐碱耐高温玻璃鳞片粘结剂)将细小颗粒状羟氧化铬粘结造粒，其颗粒直径大小为lmnT5mm,
B、脱钒
将200ppnT2000ppm浓度的铬酸钠中性液从脱钒床的第一物料口进入，从物料口流出， 控制铬酸钠中性液的流速为0. Γ0. 3m3/h。作为本发明铬酸钠溶液脱钒的方法的进一步改进，它还包括脱钒床的酸洗再生步骤
当脱钒床流出的铬酸钠中性溶液中钒酸钠浓度大于IOOppm时，对脱钒床进行再生处理，将质量百分含量为5 ^12%的稀硫酸溶液从物料口流入，酸洗废液从第一物料口流出，控制流速0. Γ0. 3m3/h，清洗广3小时，直至流出的酸洗废液中钒酸钠浓度小于lOppm。作为本发明铬酸钠溶液脱钒的方法的更进一步改进，它还包括再生含钒酸液回收处理步骤收集的酸洗废液用氢氧化钠调节PH值至1. 6^2. 5 ；加热煮沸，过滤除去水合五氧化二钒沉淀得重铬酸钠溶液。作为本发明铬酸钠溶液脱钒的方法的更进一步改进，它还包括重铬酸钠溶液返回步骤重铬酸钠溶液用碱中和至pH=6. 5 7. 5后进入第一物料口(4)，第一物料口(4)所得脱钒后的铬酸钠中性液进入重铬酸钠生产线。本发明使用羟氧化铬(CrOOH)作为脱钒剂，脱除铬酸钠中性液中的钒。其反应机理如下
Cr00H+NaV03=Cr0V03+Na0H 当脱钒床中固体颗粒状CrOOH吸附铬酸钠中的钒酸钠达到一定程度时，其脱钒能力下降，须用质量百分含量为5 12%的稀硫酸对脱钒床进行再生处理。其反应机理如下 2Cr0V03+H2S04= (CrO) 2S04+ 2HV03 将再生的酸性废液加碱调节PH值为1. 6^2. 5，加热煮沸，生成水合五氧化二钒沉淀，实现钒酸钠与重铬酸钠的分离，所得重铬酸钠溶液加碱调节PH值为6. 5^7. 5，返回脱钒床脱钒，脱钒后的铬酸钠溶液进入重铬酸钠生产线。反应机理如下 2NaV03 +H2S04=Na2S04+HV03 I 本发明有以下优点1、不产生铬盐固废物，脱钒床中的羟氧化铬可反复使用，但其脱钒效率明显下降时，可直接返回铬盐回转窑当铬铁矿使用。2、可适应含有碳酸钠的铬酸钠中性液脱钒，不产生含有六价铬的固废物。3铬酸钠中性液脱钒范围及脱钒率可达85%以上， 明显高于石灰的脱钒率80%。
图1是本发明脱钒床体的连接示意图。图2是本发明脱钒床体内结构的部件分体示意图。图3是本发明铬酸钠溶液脱钒的工艺流程图。
具体实施例方式现结合具体实例对本发明作进一步详细说明。本发明脱钒床，包括床体1，所述床体1采用3 5级串联方式连接，在第一级床体顶部设有第一物料口 4，第一物料口 4上装有流量控制阀5，在最后一级床体底部设有物料口 10，物料口 10上装有止回阀9，所述床体1中的顶部法兰6和底部法兰8中均设有不锈钢筛板2，所述筛板2上覆盖有与筛板大小一样的0. 8mm不锈钢丝网3，法兰连接处用胶垫 7密封，所述床体1中顶部法兰6和底部法兰8之间装填羟氧化铬粘结粒。所述床体1的直径与高度比为1 :5、。床体1采用不锈钢或者玻璃钢材质制作。实施例1
1)羟氧化铬脱钒床的制造
用ZH0NGYU-8901耐酸耐碱耐高温玻璃鳞片粘结剂(选自上海仲钰新材料实业发展有限公司生产的ZH0NGYU-8901耐酸耐碱耐高温玻璃鳞片粘结剂)将14. 6kg羟氧化铬造成直径为Imm的羟氧化铬颗粒(以Cr2O3含量计质量百分含量为72. 8%)，平均装入3个直径 100mm,高度500mm的脱钒床，将其串联起来。
2 )铬酸钠中性溶液脱钒
将9m3铬酸钠中性液(钒酸钠浓度为200ppm，Na2CrO4浓度为300g/L)以0. lm3/h流速均勻通过脱钒床。从脱钒床物料口 10流出的铬酸钠中性液中钒酸钠含量为IOppm;远远低于重铬酸钠的生产要求(重铬酸钠生产线要求铬酸钠中性液中钒酸钠浓度小于107ppm)。实施例2羟氧化铬的酸洗再生
当脱钒床流出的铬酸钠中性溶液中钒酸钠浓度大于IOOppm时需要羟氧化铬的酸洗再生，配制5%质量百分含量的稀硫酸溶液lm3，逆向从脱钒床的物料口 10以0. ImVh的流速流向第一物料口 4，清洗1小时，流出的酸洗废液中钒酸钠浓度小于lOppm，酸洗再生结束。实施例3再生含钒酸液回收处理
将脱钒床流出的酸洗废液汇集(以钒酸钠计，浓度为2294ppm)，将其蒸发浓缩至0. Im3 ； 用氢氧化钠调节PH值为1. 6 ；加热煮沸2小时，过滤水合五氧化二钒沉淀。实施例4重铬酸钠溶液返回
所得重铬酸钠溶液继续用氢氧化钠中和至pH=6. 5后再经脱钒床入口，进入第一物料口(4)，第一物料口(4)所得铬酸钠中性液中钒酸钠浓度为20ppm，进入重铬酸钠生产线。实施例5:
1)羟氧化铬脱钒床的制造
用ZH0NGYU-8901耐酸耐碱耐高温玻璃鳞片粘结剂将38. 9kg羟氧化铬(以Cr2O3含量计71%质量百分含量)造成直径为5mm颗粒，平均装入5个直径100mm，高度800mm的脱钒床。2)铬酸钠中性液脱钒
将15m3铬酸钠中性液(钒酸钠浓度为536ppm，Na2CrO4浓度为326g/L)以0. 3m3/h流速均勻进入脱钒床入口。从脱钒床物料口 10流出的的铬酸钠中性液中钒酸钠浓度为50ppm; 达到重铬酸钠的生产要求(重铬酸钠生产线要求铬酸钠中性液中钒酸钠浓度小于107ppm)。实施例6羟氧化铬的酸洗再生
配制12w%的稀硫酸溶液1. 5m3，逆向从脱钒床的物料口 10以0. 3m3/h的流速流向第一物料口 4，清洗2小时，流出的酸洗废液中钒酸钠浓度小于lOppm，酸洗再生结束。实施例7再生的含钒酸液回收处理
将脱钒床流出的酸洗废液汇集(以钒酸钠计，浓度为4695ppm)，将其蒸发浓缩至0. 4m3， 用氢氧化钠调节PH值2. 0 ；加热煮沸1. 5小时，所得重铬酸钠溶液用氢氧化钠中和至 pH=6. 5后再经脱钒床入口，所得铬酸钠中性液中钒酸钠浓度为40ppm，达到重铬酸钠的生产要求(重铬酸钠生产线要求铬酸钠中性液中钒酸钠浓度小于107ppm)，进入重铬酸钠生产线。实施例8
1)羟氧化铬脱钒床的制造
用ZH0NGYU-8901耐酸耐碱耐高温玻璃鳞片粘结剂将23. 4kg羟氧化铬造成直径为 3mm的羟氧化铬颗粒，(以Cr2O3含量计72. 8%质量百分含量)平均装入4个直径100mm，高度600mm的脱钒床。2)铬酸钠中性液脱钒
将5m3铬酸钠中性液(钒酸钠浓度为2000ppm，Na2CrO4计为320g/L)以0. 2m3/h流速均勻进入脱钒床入口。从脱钒床物料口 10流出的铬酸钠中性液中钒酸钠含量为40ppm，达到重铬酸钠的生产要求(重铬酸钠生产线要求铬酸钠中性液中钒酸钠浓度小于107ppm)，进入重铬酸钠生产线。实施例9羟氧化铬的酸洗再生
配制8w%的稀硫酸溶液lm3，逆向从脱钒床的物料口 10以0. 2m3/h的流速流向脱钒床第一物料口 4，清洗3小时后，流出的酸洗废液中钒酸钠浓度小于lOppm，酸洗再生结束。实施例10再生的含钒酸液回收处理。将脱钒床流出的酸洗废液汇集(以钒酸钠计，浓度为13146ppm)，将其蒸发浓缩至 0. 65m3，用氢氧化钠调节pH值2. 5 ；加热煮沸2小时，过滤水合五氧化二钒沉淀，所得重铬酸钠溶液用氢氧化钠中和至PH=7. 5后，再经脱钒床入口，所得铬酸钠中性液中钒酸钠浓度为50ppm，达到重铬酸钠的生产要求(重铬酸钠生产线要求铬酸钠中性液中钒酸钠浓度小于107ppm)，进入重铬酸钠生产线。
权利要求
1.一种脱钒床，包括床体(1)，其特征在于所述床体(1)采用3 5级串联方式连接， 在第一级床体顶部设有第一物料口(4)，第一物料口(4)上装有流量控制阀(5)，在最后一级床体底部设有物料口( 10)，物料口(10)上装有止回阀(9)，所述床体(1)中的顶部法兰 (6)和底部法兰(8)中均设有筛板(2)，所述筛板(2)上覆盖有不锈钢丝网(3)，法兰连接处用胶垫(7)密封，所述床体(1)中顶部法兰(6)和底部法兰(8)之间装填羟氧化铬粘结粒。
2.根据权利要求1所述的脱钒床，其特征在于所述床体(1)的直径与高度比为15 8。
3.根据权利要求1或2所述的脱钒床，其特征在于所述床体(1)采用不锈钢或者玻璃钢材质制作。
4.一种铬酸钠溶液脱钒的方法，其特征在于该方法为下列步骤A、羟氧化铬粘结粒制作用耐酸耐碱耐高温玻璃鳞片粘结剂(选自上海仲钰新材料实业发展有限公司生产的 ZH0NGYU-8901耐酸耐碱耐高温玻璃鳞片粘结剂)将细小颗粒状羟氧化铬粘结造粒，其颗粒直径大小为lmnT5mm,B、脱钒将200ppnT2000ppm浓度的铬酸钠中性液从脱钒床的第一物料口(4)进入，从物料口 (10)流出，控制铬酸钠中性液的流速为0. Γ0. 3m3/h。
5.根据权利要求4所述的铬酸钠溶液脱钒的方法，其特征在于它还包括脱钒床的酸洗再生步骤当脱钒床流出的铬酸钠中性溶液中钒酸钠浓度大于IOOppm时，对脱钒床进行再生处理，将质量百分含量为5 ^12%的稀硫酸溶液从物料口(10)流入，酸洗废液从第一物料口 (4)流出，控制流速0. Γ0. 3m3/h，清洗广3小时，直至流出的酸洗废液中钒酸钠浓度小于 IOppm0
6.根据权利要求4所述的铬酸钠溶液脱钒的方法，其特征在于它还包括再生含钒酸液回收处理步骤收集的酸洗废液用氢氧化钠调节PH值至1. 6^2. 5 ；加热煮沸，过滤除去水合五氧化二钒沉淀得重铬酸钠溶液。
7.据权利要求5所述的铬酸钠溶液脱钒的方法，其特征在于它还包括重铬酸钠溶液返回步骤重铬酸钠溶液用碱中和至pH=6. 5 7. 5后进入第一物料口(4)，第一物料口(4)所得脱钒后的铬酸钠中性液进入重铬酸钠生产线。
全文摘要
本发明公开了一种脱钒床及铬酸钠溶液脱钒的方法。本发明用钒酸钠脱除剂羟氧化铬填入脱钒床，经过铬酸钠溶液脱钒、脱钒床的酸洗再生、酸洗废液的回收处理步骤，属于一种清洁环保的铬盐脱钒工艺，其特征主要体现为1、脱除铬酸钠溶液中钒酸钠，不产生铬盐固体废渣；2、脱钒床再生所产生的酸洗废液的可回收处理。
文档编号C01G37/14GK102424421SQ201110267439
公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者张忠元, 武平, 毛雪琴, 谢希智 申请人:甘肃锦世化工有限责任公司