CN102424913A - 从含钒(ⅴ)铬(ⅵ)混合液中分离钒、铬的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法。所述方法包括如下步骤：调节混合液的pH至10.4～10.5；向混合液中加入钙盐；然后，调节混合液的pH至10.4～10.5；过滤混合液，得到第一含钒滤饼和含铬滤液；将含钒滤饼用pH为11～11.1的碱溶液浸泡后过滤，得到第二含钒滤饼；用水清洗所述第二含钒滤饼，烘干后得到钒酸钙；处理所述含铬滤液，得到铬产品。本发明的方法能够从含钒(V)铬(VI)混合液中有效地分离并回收钒、铬，有利于钒铬资源的回收利用。并且本发明的方法还具有简单、易操作的优点。

Description

从含钒(Ⅴ)铬(Ⅵ)混合液中分离钒、铬的方法
技术领域
本发明涉及回收利用钒(V)铬(VI)的技术领域，更具体地讲，涉及一种用沉淀法分离并回收含钒(V)铬(VI)混合液中钒、铬的方法。
背景技术
目前，在生产多钒酸铵(APV)时会产生大量的含钒(V)(即，五价钒)铬(VI)(即，六价铬)工业废水，因为这两种物质都有很强的毒性，所以必须经过还原处理将高价铬和高价钒还原成三价铬和低价钒，再通过调pH使钒、铬沉淀才能达到环保要求。但钒铬作为重要的战略资源，如此处理势必造成资源浪费，而且产生的含钒铬滤饼如果随意堆放，依然存在较大的环境隐患。
针对上述问题，中国科学院过程工程研究所发明了一种采用伯仲复合胺萃取分离钒铬的方法，其专利公开号为CN101121962A，该工艺虽有利于钒铬资源的回收利用，但工艺过程相对复杂，且难以精准操作、能耗偏高。中国专利CN1073414A，公开了一种采用化学方法分离废水中钒铬的方法，该方法采用FeCl3将钒沉淀，再用还原沉淀法回收铬，该方法因Fe(OH)3等杂质的存在，很难得到纯度高的钒铬产品，而且工艺相对复杂，成本也较高。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明的目的之一在于提供一种能够有效分离并回收含钒(V)铬(VI)混合液中的钒、铬元素的方法。
本发明提供了一种从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法。所述方法包括如下步骤：调节混合液的pH至10.4～10.5；向混合液中加入钙盐；然后，调节混合液的pH至10.4～10.5；过滤混合液，得到第一含钒滤饼和含铬滤液；将含钒滤饼用pH为11～11.1的碱溶液浸泡后过滤，得到第二含钒滤饼；用水清洗所述第二含钒滤饼，烘干后得到钒酸钙；处理所述含铬滤液，得到铬产品。
根据本发明的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法，其中，所述钙盐的加入量能够使得加入钙盐后的混合液中的钙离子质量浓度为钒离子质量浓度的2～5倍。
根据本发明的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法可以通过向混合液中加入碱或碱溶液来调节pH值。
根据本发明的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法，其中，所述钙盐可以为可溶性钙盐。
根据本发明的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法还可以包括在加入钙盐至过滤混合液以得到第一含钒滤饼的过程中，对混合液进行搅拌的步骤。
根据本发明的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法，其中，所述搅拌的时间优选为10min以上。
根据本发明的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法，其中，所述处理所述含铬滤液的步骤可以使用亚硫酸钠还原含铬滤液，得到氢氧化铬沉淀，然后过滤后煅烧，得到三氧化铬。
与现有技术相比，本发明的方法提供了一种能够有效地分离并回收含钒(V)铬(VI)混合液中钒、铬的方法。本发明采用化学沉淀法分离含钒(V)铬(VI)混合液中的钒、铬，不仅工艺简单、成本低，而且具有对设备要求低、易操作、快速、节能等优点，很适合钒铬工业废水中钒铬资源的回收和利用，具有很好的社会效益和经济效益。
具体实施方式
在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法。
根据本发明的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法包括如下步骤：调节混合液的pH至10.4～10.5；向混合液中加入钙盐；然后，调节混合液的pH至10.4～10.5；过滤混合液，得到第一含钒滤饼和含铬滤液；将含钒滤饼用pH为11～11.1的碱溶液浸泡后过滤，得到第二含钒滤饼；用水清洗所述第二含钒滤饼，烘干后得到钒酸钙；处理所述含铬滤液，得到铬产品。
在一个示例性实施例中，所述钙盐的加入量能够使得加入钙盐后的混合液中的钙离子质量浓度为钒离子质量浓度的2～5倍。
在一个示例性实施例中，所述从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法通过向混合液中加入碱或碱溶液来调节pH值。所述碱或碱溶液可以为氢氧化钠或氢氧化钠溶液等常用的碱或碱溶液。
在一个示例性实施例中，所述钙盐可以为诸如氯化钙、硝酸钙等可溶性钙盐。
在一个示例性实施例中，所述从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法还可以包括在加入钙盐至过滤混合液以得到第一含钒滤饼的过程中，对混合液进行搅拌的步骤。优选地，所述搅拌的时间为10min以上。
在一个示例性实施例中，所述处理所述含铬滤液的步骤可以为使用亚硫酸钠还原含铬滤液，得到氢氧化铬沉淀，然后过滤后煅烧，得到三氧化铬。
此外，本发明的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法还可以通过以下步骤来实现：
a、调节含钒(V)铬(VI)混合液的pH至10.4～10.5；
b、搅拌并计量加入钙盐；
c、调节反应液的pH至10.4～105；
d、搅拌10min后过滤，得含钒滤饼和含铬滤液；
e、将含钒滤饼用pH为11～11.1的碱溶液浸泡后过滤；
f、用水清洗步骤e所得滤饼，烘干后得到钒酸钙；
g、将步骤d所得含铬滤液进行处理制取铬产品。
其中，上述步骤a中的pH调节可以通过氢氧化钠溶液实现。
上述步骤b中的计量加入钙盐，应使溶液中钙离子质量浓度为钒离子质量浓度的2～5倍。
上述步骤c中的pH调节可以通过氢氧化钠溶液实现。
上述步骤d中的搅拌时间为10min，过滤后得到含钒滤饼和含铬滤液。
上述步骤e中的浸泡含钒滤饼的碱溶液pH为11～11.1。
上述步骤g中的处理含铬滤液的方法可以为：加入亚硫酸钠将含铬滤液还原制得氢氧化铬沉淀，过滤，洗涤滤饼后煅烧得到三氧化铬。
下面将结合具体示例来对本发明作进一步的说明。示例仅用于说明本发明，而不是以任何方式来限制本发明。
示例一
将200ml的含五价钒(3.8g/L)和六价铬(4.6g/L)的混合液用氢氧化钠溶液调节pH至10.4。搅拌并计量加入无水氯化钙，使溶液中的钙离子质量浓度为钒离子质量浓度的2.2倍。然后，用氢氧化钠溶液调节反应液的pH至10.4，搅拌10min后过滤，得到含钒滤饼和含铬溶液。接下来，将含钒滤饼用pH为11的碱溶液浸泡后过滤，再次得到含钒滤饼(也可记为第二含钒滤饼)，清洗所得的第二含钒滤饼并烘干得到钒酸钙。这里，钒酸钙的全钒(TV)含量为28.31wt％，钒收率为92.15wt％。将含铬滤液还原沉淀后在1000℃煅烧1小时，煅烧产品再经洗涤烘干得到含量大于97wt％的三氧化二铬。
示例二
将200ml的含五价钒(4.6g/L)和六价铬(8.8g/L)的混合液用氢氧化钠溶液调节pH至10.4。搅拌并计量加入硝酸钙，使溶液中的钙离子质量浓度为钒离子质量浓度的2.8倍。然后，用氢氧化钠溶液调节反应液的pH至10.4，搅拌10min后过滤，得到含钒滤饼和含铬溶液。接下来，将含钒滤饼用pH为11.05的碱溶液浸泡后过滤，再次得到含钒滤饼(也可记为第二含钒滤饼)，清洗所得的第二含钒滤饼并烘干得到钒酸钙。这里，钒酸钙的TV为29.92wt％，钒收率为94.74wt％。将含铬滤液还原沉淀后在1000℃煅烧1小时，煅烧产品再经洗涤烘干得到含量大于97wt％的三氧化二铬。
示例三
将200ml的含五价钒(5.6g/L)和六价铬(10.9g/L)的混合液用氢氧化钠溶液调节pH至10.5。搅拌并计量加入硝酸钙，使溶液中的钙离子质量浓度为钒离子质量浓度的3.3倍。然后，继续用氢氧化钠溶液调节反应液的pH至10.5，搅拌10min后过滤，得到含钒滤饼和含铬溶液。接下来，将含钒滤饼用pH为11.08的碱溶液浸泡后过滤，再次得到含钒滤饼(也可记为第二含钒滤饼)，清洗所得的第二含钒滤饼并烘干得到钒酸钙。这里，钒酸钙的TV为30.13wt％，钒收率大于95wt％。将含铬滤液还原沉淀后在1000℃煅烧1小时，煅烧产品再经洗涤烘干得到含量大于97wt％的三氧化二铬。
示例四
将200ml的含五价钒(7.5g/L)和六价铬(10.8g/L)的混合液用氢氧化钠溶液调pH至10.5。搅拌并计量加入无水氯化钙，使溶液中的钙离子质量浓度为钒离子质量浓度的4.9倍。然后，继续用氢氧化钠溶液调节反应液的pH至10.5，搅拌10min后过滤，得到含钒滤饼和含铬溶液。接下来，将含钒滤饼用pH为11.05的碱溶液浸泡后过滤，再次得到含钒滤饼(也可记为第二含钒滤饼)，清洗所得的第二含钒滤饼并烘干得到钒酸钙。这里，钒酸钙的TV为31.35wt％，钒收率大于95wt％。将含铬滤液还原沉淀后在1000℃煅烧1小时，煅烧产品再经洗涤烘干得到含量大于97wt％的三氧化二铬。
综上所述，本发明的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法能够从含钒(V)铬(VI)混合液中有效地分离并回收钒、铬，有利于钒铬资源的回收利用，具有很好的社会效益及经济效益。此外，本发明的方法还具有简单、易操作的优点。
尽管上面结合示例性实施例描述了本发明的方法，然而，本领域普通技术人员应该理解，在不脱离权利要求保护的范围的情况下，可以对上述示例性实施例进行各种改变。

Claims (7)

1.一种从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
调节混合液的pH至10.4～10.5；
向混合液中加入钙盐；
进一步，调节混合液的pH至10.4～10.5；
过滤混合液，得到第一含钒滤饼和含铬滤液；
将含钒滤饼用pH为11～11.1的碱溶液浸泡后过滤，得到第二含钒滤饼；
用水清洗所述第二含钒滤饼，烘干后得到钒酸钙；
处理所述含铬滤液，得到铬产品。
2.如权利要求1所述的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法，其特征在于，所述钙盐的加入量能够使得加入钙盐后的混合液中的钙离子质量浓度为钒离子质量浓度的2～5倍。
3.如权利要求1所述的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法，其特征在于，所述方法通过向混合液中加入碱或碱溶液来调节pH值。
4.如权利要求1所述的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法，其特征在于，所述钙盐为可溶性钙盐。
5.如权利要求1所述的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法，其特征在于，所述方法还包括在加入钙盐至过滤混合液以得到第一含钒滤饼的过程中，对混合液进行搅拌的步骤。
6.如权利要求5所述的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法，其特征在于，所述搅拌的时间为10min以上。
7.如权利要求1所述的从含钒(V)铬(VI)混合液中分离钒、铬的方法，其特征在于，所述处理所述含铬滤液的步骤包括使用亚硫酸钠还原含铬滤液，得到氢氧化铬沉淀，然后过滤后煅烧，得到三氧化铬。
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