CN103352124A - 一种从钒铬废料中分离钒、铬及回收的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种从钒铬废料中分离钒、铬及回收的方法,工艺流程包括以下依次步骤:A二段酸浸;B调质氧化;C离子交换吸附;C1解吸脱钒,C2离子交换树脂转型:D净化沉钒;E净化沉铬:步骤C通过第三级离子交换树脂流出的尾液即为含铬液;E1除杂;E2铬提纯。本发明工艺过程简化方便操作,能耗低,回收率不低于90%,整个过程不产生六价铬,不会对环境造成污染。属于优化设计的工业操作方法,利于工业化推广实施。
Description
技术领域
本发明涉及湿法化学冶金领域,具体涉及是一种从钒铬废料中分离钒、铬并回收钒、铬的方法。
背景技术
在利用钒钛磁铁炼钢钢渣提取钒的生产工艺流程中,沉钒母液含有一定量的六价铬,为了既给五氧化二钒除去铬离子,同时又将六价铬解毒,必须加入还原剂将六价铬还原为三价铬,在还原铬的同时也将钒还原为低价态钒,钒铬生成相应的Cr2(V4O9)3,再调节PH值7~8,大部分铬生成Cr(OH)3与钒形成共沉淀,经过滤,其滤渣含铬5~18%以上,含五氧化二钒4~8%。攀钢、承钢、及锦州(俄罗斯进口钢渣)等在利用钒钛磁铁炼钢钢渣提钒过程中,该滤渣年产生量在万吨以上,在那里已成为钒铬废料;若随意堆放不仅浪费宝贵的铬钒资源,而且存在极大的环境污染隐患。
针对上述钒铬废料的回收利用,中国科学研究院过程工程所发明采用的伯仲复合胺萃取分离钒铬工艺,其专利公开号CN101121962A,该工艺方法原理是首先用伯仲复合胺萃取剂按逆流接触的方式与含有钒(V)铬(VI)水溶液接触萃取,将水中绝大部分钒和少量铬萃取至有机相中,而大部分铬留在萃余相中,然后用酸调节萃余相(水相)的PH值并加一定量的还原剂进行还原反应,再用氢化钠回调水溶液的PH值后过滤,得到固体即为水合氧化铬,同时以碱液为反萃剂,通过逆流接触方式将钒从含有机相中反萃到水中,再用铵盐沉淀法将钒从溶液中以偏钒酸铵的形式分离,最后采用高效精馏技术处理含钒上清液,塔顶得浓氨水,塔釜得到脱氨水,直接返回到萃取过程;该工艺在实际生产过程难以控制和操作,萃取给定的工艺条件PH值为7-8溶液中的钒为四价,铬为三价。钒铬废料若用酸浸在酸性条件下回调PH值至7~8时,钒铬几乎全部沉淀,若用碱浸,Cr2(V4O9)3不溶解,难以浸取完全,其浸取回收率只有20%左右,所以该工艺对钒铬废料中的钒铬分离回收无实际意义。专利公开号CN1073414,公开了一种用化学法从含钒铬废水中回收钒铬的方法,其原理是在弱酸性溶液中加入三氯化铁生成Fe(VO3)3沉淀,经过滤回收钒,滤液中加硫酸和硫酸铵,铬生成碱式硫酸铬,用NaOH调碱生成氢氧化铬,该工艺只对含铬钒低的稀溶液具有实际意义,对含钒铬量大的溶液无工业价值,因钒铬含量大时,铬钒可生成共沉淀,分离不彻底。专利公开号CN200910061579.1,公开了一种用碱、酸联合浸出的方式从含钒铬废水中回收钒铬的方法,虽然较前两种方法有改进,但在生产中若应用该方法,出现碱酸消耗量不稳定、固液分离难度大、碱液吸附率低、生产成本偏高、操作复杂等系列问题。
发明内容
本发明所要解决问题是针对上述现有技术而提供一种能彻底分离钒、铬的新工艺。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种从钒铬废料中分离钒、铬及回收的方法工艺流程包括以下依次步骤:
A二段酸浸:
A1将钒铬废料按固液比1:5加入pH值为0.5硫酸溶液,在常温下搅拌数分钟,使pH值稳定在1.5,继续搅拌1~1.5小时,压滤,滤饼、滤液待用;
A2二段逆流酸浸:步骤A过滤后滤饼按固液比1:5加水,边搅拌边加硫酸,直至料液pH值稳定在0.5后,再搅拌0.5~1小时,过滤,滤液用于步骤A酸浸,滤饼进行洗涤处理;
B调质氧化:将步骤A的滤液,用碳酸氢铵调节pH值稳定在2~2.5后,再按全钒量的20%加NaClO3;
C 离子交换吸附:步骤B调质氧化后的溶液通过三级串联离子交换树脂进行吸附,使吸附尾液钒V2O5浓度低于0.15g/L;铬Cr2O3的浓度通过三级离子交换树脂后浓度与原液浓度差低于0.20 g/L;
C 1 解吸脱钒:将C吸附饱和树脂,首先用清水反冲干净,然后用4~6%NaoH溶液作为解吸液脱钒,其解吸钒液V2O5浓度若高于20g/L以上的为富钒液;含V2O5低于20g/L的为贫钒液,将补充NaOH用于下一循环解吸脱钒;当解吸钒液的V2O5浓度低于5g/L时,视解吸完毕;
C 2 离子交换树脂转型:解吸完成后,离子交换树脂用清水反冲洗至pH值在8~9时,用8%H2SO4溶液对树脂进行转型,树脂转型后进行下一轮吸附;
D净化沉钒:将步骤C富钒液加入Al2(SO4)3或MgSO4进行除杂净化,过滤,滤液加入1.8~2.5倍含钒量的氯化铵,得偏钒酸铵沉淀,经洗涤脱水得偏钒酸铵;偏钒酸铵经灼烧得高纯度五氧化二钒;
E净化沉铬:步骤C通过第三级离子交换树脂流出的尾液即为含铬液;
E 1 除杂
第一步,先将含铬液的pH值由2~2.5用碱中和至pH值为4~4.5,过滤除去杂质;
第二步,将第一步除杂后的含铬液中和至pH为7~7.5,然后过滤得Cr(OH)3滤饼,滤液去废液处理;
E 2 铬提纯:
步骤E1所得滤饼先用温度60~70℃、pH值1.5稀H2SO4溶液洗涤后,再用温度60~70℃温水逆流洗涤至洗涤尾液中硫酸根离子浓度低于0.05g/L时,过滤,滤液去废液处理,滤饼用10%NaOH溶液造浆,加清水控制pH值在9~10范围;浆液先通过碱性阴离子交换树脂吸附,后通过强酸性阳离子交换树脂吸附,过滤、干燥得到高纯氢氧化铬。
步骤C当通过第一级离子交换树脂的流出液的V2O5浓度与原液浓度之差达到1 g/L时,视第一级离子交换树脂吸附饱和。
步骤C所述的离子交换树脂为D201、D301、918等碱性阴离子树脂的一种。
步骤C1当解吸钒液的V2O5浓度低于5g/L时,视解吸完毕。
步骤E1所述的含铬液第一步中和除杂用碱为Na2CO3或NaHCO3的一种;第二步沉铬用38%NaOH溶液。
本发明的方法是利用酸溶与离子交换法进行分离及回收,其特征用硫酸采取二段逆流浸出,硫酸消耗量可控制在55%以内,在常温下搅拌1~2小时,钒、铬的浸出率均达95%以上,浸出液用碳酸氢铵调节至pH值为2~2.5,并按含钒量的20~23%加入 NaClO3将钒优先由低价氧化至五价,铬在此条件下仍保持三价,且以Cr2(SO4)3形式存在溶液中,此混合液经净化采用D201强碱性阴离子交换树脂吸附,钒被树脂吸附,铬仍以Cr2(SO4)3形式存在于吸附尾液中,这样就实现了钒与铬的分离;将分离后的钒、铬提纯制得合格的五氧化二钒和三氧化二铬得以回收。
本发明工艺过程简化方便操作,能耗低,回收率不低于90%,整个过程不产生六价铬,不会对环境造成污染。属于优化设计的工业操作方法,利于工业化推广实施。
附图说明
图1为本发明的方法的工艺流程示意图:
二段酸浸 →调质氧化→离子交换吸附(钒)→净化沉钒→净化沉铬
二段酸浸:将钒铬废料按固液比1:5加入pH值为0.5硫酸溶液,在常温下搅拌数分钟,使pH值稳定在1.5,继续搅拌1~1.5小时,压滤,滤饼、滤液待用;
过滤后滤饼按固液比1:5加水,边搅拌边加硫酸,直至料液pH值稳定在0.5后,再搅拌0.5~1小时,过滤,滤液用于第一次酸浸,滤饼进行洗涤处理。
调质氧化:用碳酸氢铵调节pH值稳定在2~2.5后,再按全钒量的20%加NaClO3。
三级离子交换吸附(钒):调质氧化后的溶液通过三级串联离子交换树脂进行吸附,使吸附尾液钒V2O5浓度低于0.15g/L;铬Cr2O3的浓度通过三级离子交换树脂后浓度与原液浓度差低于0.20 g/L;当通过第一级离子交换树脂的流出液的V2O5浓度与原液浓度之差达到1 g/L时,视第一级离子交换树脂吸附饱和。将吸附饱和树脂,首先用清水反冲干净,然后用4~6%NaoH溶液作为解吸液脱钒,其解吸钒液V2O5浓度若高于20g/L以上的为富钒液;含V2O5低于20g/L的为贫钒液,将补充NaOH用于下一循环解吸脱钒;当解吸钒液的V2O5浓度低于5g/L时,视解吸完毕。解吸完成后,离子交换树脂用清水反冲洗至pH值在8~9时,用8%H2SO4溶液对树脂进行转型,树脂转型后进行下一轮吸附。
净化沉钒:将富钒液加入Al2(SO4)3或MgSO4进行除杂净化,过滤,滤液加入1.8~2.5倍含钒量的氯化铵,得偏钒酸铵沉淀,经洗涤脱水得偏钒酸铵;偏钒酸铵经灼烧得高纯度五氧化二钒。
净化沉铬: 通过第三级离子交换树脂流出的尾液即为含铬液;其步骤包括:
除杂
第一步,先将含铬液的pH值由2~2.5用碱中和至pH值为4~4.5,过滤除去杂质;
第二步,将第一步除杂后的含铬液中和至pH为7~7.5,然后过滤得Cr(OH)3滤饼,滤液去废液处理;含铬液第一步中和除杂用碱为Na2CO3或NaHCO3的一种;第二步沉铬用38%NaOH溶液;
铬提纯:
所得滤饼先用温度60~70℃、pH值1.5稀H2SO4溶液洗涤后,再用温度60~70℃温水逆流洗涤至洗涤尾液中硫酸根离子浓度低于0.05g/L时,过滤,滤液去废液处理,滤饼用10%NaOH溶液造浆,加清水控制pH值在9~10范围;浆液先通过碱性阴离子交换树脂吸附,后通过强酸性阳离子交换树脂吸附除杂后,过滤、干燥得到高纯氢氧化铬。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但是实施例不会构成对本发明的限制。
实施例1
称取50g钒铬废料(含V2O55.41%,含Cr2O35.78%),按固液比1:5加水,用磁力搅拌器搅拌,边搅拌边加入硫酸共计14mL,料液pH值接近1.5,继续搅拌1小时用真空泵抽滤;滤饼按固液比1:5加水搅拌1小时,用真空泵抽滤,合并滤液,滤液体积454mL(其中: V2O5浓度4.81g/L,Cr2O3浓度5.65g/L),用液碱调整至pH值为2.5。滤饼进行二段浸酸液,并按原料固液比1:5加水,边搅拌边加硫酸溶液后,溶液pH值稳定在0.5后,再继续搅拌1小时,用真空泵抽滤,滤液存放,滤饼按固液比1:4加水搅拌洗涤1小时,真空泵抽滤,洗滤液存放;滤饼干燥检测:含钒(以V2O5计)0.19%,含铬(以Cr2O3计)0.15%。
实施例2
称取50克钒铬废料(含V2O5 5.41%,含Cr2O35.78%),按固液比1:5在加完实例一的二段酸浸液并补充清水。边搅拌边加硫酸至溶液pH值稳定在1.5,继续搅拌1小时,用真空泵抽滤,滤饼加入实例一的二段酸浸的洗涤液,并补充清水至固液比1:5,搅拌1小时,真空泵抽滤,滤饼进行二段酸浸,并按固液比1:5加水,边搅拌边加硫酸至pH值为0.5,继续搅拌1小时后真空泵抽滤,滤饼按固液比1:4加水搅拌洗涤1小时后,再用真空泵抽滤;滤饼干燥检测:含钒(V2O5计)0.17%,含铬(Cr2O3计)0.16%。
从实例一、实例二可以看出,钒铬废料中钒和铬的浸出率均达95%以上,由此进行生产性试验。
实施例3
a)、称取钒铬废料1.2吨,经检测此料含钒(V2O5计)5.52%,铬(Cr2O3计)5.65%,装入反应釜中。
b)、按固液比1:5加水后,边搅拌边加H2SO4至溶液pH值稳定在1.5,继续搅拌1小时,用板框式压滤机过滤,滤液存放池中。
c)、b)步骤所得滤饼分别返回反应釜,按(原料重1.2吨钒铬废料)固液比1:5加水搅拌1小时,用板框式压滤机过滤,滤液存放,滤饼仍返回反应釜。
d)、将c)步骤所得滤饼按原料重固液比1:5加水,边搅拌边加硫酸使溶液pH值至0.5,继续搅拌1小时,用板框式压滤机过滤,滤液存放池中,滤饼继续返回反应釜。
e)、d)步所得滤饼按原料重固液比1:4加水搅拌洗涤1时,用板框式压滤机过滤液存放池中,滤饼抽样检测含钒(V2O5计)0.3%,含铬(Cr2O3计)0.27%。
f)、称取钒铬废料1.2吨,装于反应釜中,抽取d)步骤所得滤液,待液料混合均匀后,补充清水至固液比为1:5,边搅拌边补加硫酸至溶液pH值为1.5,继续搅拌1小时,用板框式压滤机过滤,滤液存放池中,滤饼返回反应釜。
g)、f)步骤所得滤饼返回反应釜后,加入e)步骤所得滤液,并按原料重固液比1:5补充清水搅拌1小时,用板框式压滤机过滤,滤液存放池中,滤饼返回反应釜。
h)、将g)步骤所得滤饼按步骤d)、步骤e)重复进行,所得滤饼经抽样检测含钒(V2O5计)0.32%,含铬(Cr2O3计)0.3%。
i)、按步骤a)至g)重复进行一次,共计钒铬废料4.8吨,所得每次一、二步酸浸后的滤液共计41.3m3,理论值计算含钒(V2O5计)241.5kg,含铬(Cr2O3计)249.6kg,溶液pH值接近1.5溶液加入碳酸氢铵调至pH值2后,用NaClO3将低价钒氧化成五价钒后,通过由三个离子交换柱串联为一组离子交换树脂吸附,吸附尾液40.2 m3存放池中。
j)、i)步骤溶液全部吸附完后,将离子交换树脂用清水反冲洗干净,用4%NaOH溶液洗脱,得到富钒液4.3 m3, V2O5浓度55.1%g/L。
k)、j)步骤所得富钒液边搅拌边加36KgAl2(SO4)3,搅拌30分钟,用板框式压滤机过滤,滤液存放池中,滤饼经抽样检测含钒(V2O5计)3.2%,含铬(Cr2O3)0.1%(常规滴定法检测)。
l)、k)步所得含钒液中,按含钒量(V2O5计)2倍重加NH4Cl得到偏钒酸铵沉淀,经离心机,洗涤脱水得白色偏钒酸铵。
m)、l)步所得偏钒酸铵抽样于马弗炉中,在450℃煅烧8小时,得到橙黄色五氧化二钒238.6Kg,经检测含钒(V2O5计)98.62%。
n)、取i)步骤经离子交换吸附钒的吸附尾液40.2m3,经检测含钒0.06g/L,含铬3.96g/L,边搅拌边加入液碱至pH值为4,用板框式压滤机过滤。滤饼经检测含钒(V2O5)0.15%,含铬(Cr2O3)0.32%,滤饼返回酸浸工序,滤液存放池中。
o)、n)步骤所滤液用38%NaOH溶液中和至pH为7,用过滤机过滤,滤液存放池中经处理后排放。
p)、o)步骤所将滤饼先用pH值为1.5、温度65℃稀硫酸溶液洗涤,再用温度60℃清水洗涤至含硫酸根离子低于0.04g/L止;过滤后,滤饼加10%NaOH溶液造浆,加清水调节pH值为10,用泵先通过阴离子树脂交换柱,再通过阳离子树脂交换柱除杂后,静置3小时,经过滤脱水得Cr(OH)3。
q)、 p)步骤所得Cr(OH)3抽样检测含Cr2O342%。Cr(OH)3经860℃灼烧3小时得绿色三氧化二铬266.5Kg,经检测含铬(以Cr2O3计)91.8%,符合冶金级三氧化二铬的技术要求。
废液处理:o)步骤得到Cr(OH)3滤饼后滤液和步骤p)所得洗涤液先通过201×7强碱性阴离子树脂吸附进一步回收钒,再通过D231强碱阴离子交换树脂回收铬后,废液集中进一步处理达标排放。
实施例4
a)、称取钒铬废料1.2吨,经检测此料含钒(V2O5计)5.52%,铬(Cr2O3计)5.67%,装入反应釜中。
b)、按固液比1:5加水后,边搅拌边加H2SO4至溶液pH值稳定在
1.5,继续搅拌0.5小时,用板框式压滤机过滤,滤液存放池中。
c)、b)步骤所得滤饼分别返回反应釜,按(原料重1.2吨钒铬废料)固液比1:5加水搅拌0.5小时,用板框式压滤机过滤,滤液存放,滤饼仍返回反应釜。
d)、将c)步骤所得滤饼按原料重固液比1:5加水,边搅拌边加硫酸使溶液pH值至0.5,继续搅拌1小时,用板框式压滤机过滤,滤液存放池中待用,滤饼继续返回反应釜。
e)、d)步所得滤饼按原料重固液比1:4加水搅拌洗涤1时,用板框式压滤机过滤液存放池中待用,滤饼抽样检测含钒(V2O5计)0.42%,含铬(Cr2O3计)0.39%。
f)、称取相样的钒铬废料1.2吨,装于反应釜中,抽取d)步骤所得滤液,待液料混合均匀后,补充清水至固液比为1:5,边搅拌边补加硫酸至溶液pH值为1.5,继续搅拌0.5小时,用板框式压滤机过滤,滤液存放池中,滤饼返回反应釜。
g)、f)步骤所得滤饼返回反应釜后,加入e)步骤所得滤液,并按原料重固液比1:5补充清水搅拌0.5小时,用板框式压滤机过滤,滤液存放池中,滤饼返回反应釜。
h)、将g)步骤所得滤饼按步骤d)、步骤e)重复进行,所得滤饼经抽样检测含钒(V2O5计)0.43%,含铬(Cr2O3计)0.40%。
i)、从b)、 c) 、f) 、g)步骤,共得滤液共计20.4m3,含钒(V2O5计)125.6kg,含铬(Cr2O3计)131.2kg,溶液pH值接近1.5溶液加入碳酸氢铵调至pH值为2.3后,用NaClO3将低价钒氧化成五价钒后,通过由三个离子交换柱串联为一组离子交换树脂吸附,吸附尾液19.6m3存放池中。
j)、i)步骤溶液全部吸附完后,将离子交换树脂用清水反冲洗干净,用5%NaOH溶液洗脱,得到富钒液2.8 m3, V2O5浓度44.0g/L。
k)、j)步骤所得富钒液边搅拌边加22.5kgAl2(SO4)3,搅拌30分钟,用板框式压滤机过滤,滤液存放池中,滤饼经抽样检测含钒(V2O5计)3.9%,含铬(Cr2O3)0.2%(常规滴定法检测)。
l)、k)步所得含钒液中,按含钒量(V2O5计)2.5倍重加NH4Cl得到偏钒酸铵沉淀,经离心机,洗涤脱水得白色偏钒酸铵。
m)、l)步所得偏钒酸铵抽样于马弗炉中,在450℃煅烧8小时,得到橙黄色五氧化二钒121.7Kg,经检测含钒(V2O5计)98.13%。
n)、取i)步骤经离子交换吸附钒的吸附尾液19.3m3,经检测含钒0.12g/L,含铬3.96g/L,边搅拌边加入液碱至pH值为4.5,用板框式压滤机过滤。滤饼经检测含钒(V2O5)0.19%,含铬(Cr2O3)0.37%,滤饼返回酸浸工序,滤液存放池中。
o)、n)步骤所滤液用38%NaOH溶液中和至pH为7.5,用过滤机过滤,滤液存放池中经处理后排放。
p)、o)步骤所将滤饼先用pH值为1.5、温度60℃稀硫酸溶液洗涤,再用温度60℃清水洗涤至含硫酸根离子低于0.04g/L止;过滤后,滤饼加10%NaOH溶液造浆,加清水调节pH值为9.5,用泵先通过阴离子树脂交换柱,再通过阳离子树脂交换柱除杂后,静置3小时,经过滤脱水得Cr(OH)3。
q)、 p)步骤所得Cr(OH)3抽样检测含Cr2O343%。Cr(OH)3经860℃灼烧3小时得绿色三氧化二铬133.9 Kg,经检测含铬(以Cr2O3计)91.1%,符合冶金级三氧化二铬的技术要求。
实施例5
a)、称取钒铬废料1.2吨,经检测此料含钒(V2O5计)5.52%,铬(Cr2O3计)5.67%,装入反应釜中。
b)、按固液比1:5加水后,边搅拌边加H2SO4至溶液pH值稳定在
1.5,继续搅拌45分钟,用板框式压滤机过滤,滤液存放池中。
c)、b)步骤所得滤饼分别返回反应釜,按(原料重1.2吨钒铬废料)固液比1:5加水搅拌45分钟,用板框式压滤机过滤,滤液存放,滤饼仍返回反应釜。
d)、将c)步骤所得滤饼按原料重固液比1:5加水,边搅拌边加硫酸使溶液pH值至0.5,继续搅拌1小时,用板框式压滤机过滤,滤液存放池中待用,滤饼继续返回反应釜。
e)、d)步所得滤饼按原料重固液比1:4加水搅拌洗涤1时,用板框式压滤机过滤液存放池中待用,滤饼抽样检测含钒(V2O5计)0.39%,含铬(Cr2O3计)0.37%。
f)、称取相样的钒铬废料1.2吨,装于反应釜中,抽取d)步骤所得滤液,待液料混合均匀后,补充清水至固液比为1:5,边搅拌边补加硫酸至溶液pH值为1.5,继续搅拌45分钟,用板框式压滤机过滤,滤液存放池中,滤饼返回反应釜。
g)、f)步骤所得滤饼返回反应釜后,加入e)步骤所得滤液,并按原料重固液比1:5补充清水搅拌45分钟,用板框式压滤机过滤,滤液存放池中,滤饼返回反应釜。
h)、将g)步骤所得滤饼按步骤d)、步骤e)重复进行,所得滤饼经抽样检测含钒(V2O5计)0.40%,含铬(Cr2O3计)0.41%。
[0047] i)、从b)、 c) 、f) 、g)步骤,共得滤液共计20.3m3,含钒(V2O5计)126.3kg,含铬(Cr2O3计)132.5kg,溶液pH值接近1.5溶液加入碳酸氢铵调至pH值2.5后,用NaClO3将低价钒氧化成五价钒后,通过由三个离子交换柱串联为一组离子交换树脂吸附,吸附尾液19.8m3存放池中。
j)、i)步骤溶液全部吸附完后,将离子交换树脂用清水反冲洗干净,用6%NaOH溶液洗脱,得到富钒液2.7 m3, V2O5浓度46.8g/L。
k)、j)步骤所得富钒液边搅拌边加40.5kgAl2(SO4)3,搅拌30分钟,用板框式压滤机过滤,滤液存放池中,滤饼经抽样检测含钒(V2O5计)5.2%,含铬(Cr2O3)0.2%(常规滴定法检测)。
l)、k)步所得含钒液中,按含钒量(V2O5计)1.8倍重加NH4Cl得到偏钒酸铵沉淀,经离心机,洗涤脱水得白色偏钒酸铵。
m)、l)步所得偏钒酸铵抽样于马弗炉中,在450℃煅烧8小时,得到橙黄色五氧化二钒120.9Kg,经检测含钒(V2O5计)98.73%。
n)、取i)步骤经离子交换吸附钒的吸附尾液19.8m3,经检测含钒0.07g/L,含铬4.16g/L,边搅拌边加入液碱至pH值为4.3,用板框式压滤机过滤。滤饼经检测含钒(V2O5)0.23%,含铬(Cr2O3)0.39%,滤饼返回酸浸工序,滤液存放池中。
o)、n)步骤所滤液用38%NaOH溶液中和至pH为7.3,用过滤机过滤,滤液存放池中经处理后排放。
p)、o)步骤所将滤饼先用pH值为1.5、温度70℃稀硫酸溶液洗涤,再用温度60℃清水洗涤至含硫酸根离子低于0.04g/L止;过滤后,滤饼加10%NaOH溶液造浆,加清水调节pH值为9,用泵先通过阴离子树脂交换柱,再通过阳离子树脂交换柱除杂后,静置3小时,经过滤脱水得Cr(OH)3。
q)、 p)步骤所得Cr(OH)3抽样检测含Cr2O345%。Cr(OH)3经860℃灼烧3小时得绿色三氧化二铬133.7Kg,经检测含铬(以Cr2O3计)91.6%,符合冶金级三氧化二铬的技术要求。
Claims (5)
1.一种从钒铬废料中分离钒、铬及回收的方法,其特征在于,工艺流程包括以下依次步骤:
A二段酸浸:
A1将钒铬废料按固液比1:5加入pH值为0.5硫酸溶液,在常温下搅拌数分钟,使pH值稳定在1.5,继续搅拌1~1.5小时,压滤,滤饼、滤液待用;
A2二段逆流酸浸:步骤A过滤后滤饼按固液比1:5加水,边搅拌边加硫酸,直至料液pH值稳定在0.5后,再搅拌0.5~1小时,过滤,滤液用于步骤A酸浸,滤饼进行洗涤处理;
B调质氧化:将步骤A的滤液,用碳酸氢铵调节pH值稳定在2~2.5后,再按全钒量的20%加NaClO3;
C 离子交换吸附:步骤B调质氧化后的溶液通过三级串联离子交换树脂进行吸附,使吸附尾液钒V2O5浓度低于0.15g/L;铬Cr2O3的浓度通过三级离子交换树脂后浓度与原液浓度差低于0.20 g/L;
C 1 解吸脱钒:将C吸附饱和树脂,首先用清水反冲干净,然后用4~6%NaoH溶液作为解吸液脱钒,其解吸钒液V2O5浓度若高于20g/L以上的为富钒液;含V2O5低于20g/L的为贫钒液,将补充NaOH用于下一循环解吸脱钒;
C 2 离子交换树脂转型:解吸完成后,离子交换树脂用清水反冲洗至pH值在8~9时,用8%H2SO4溶液对树脂进行转型,树脂转型后进行下一轮吸附;
D净化沉钒:将步骤C富钒液加入Al2(SO4)3或MgSO4进行除杂净化,过滤,滤液加入1.8~2.5倍含钒量的氯化铵,得偏钒酸铵沉淀,经洗涤脱水得偏钒酸铵;偏钒酸铵经灼烧得高纯度的五氧化二钒;
E净化沉铬:步骤C通过第三级离子交换树脂流出的尾液即为含铬液;
E 1 除杂
第一步,先将含铬液的pH值由2~2.5用碱中和至pH值为4~4.5,过滤除去杂质;
第二步,将第一步除杂后的含铬液中和至pH为7~7.5,然后过滤得Cr(OH)3滤饼,滤液去废液处理;
E 2 铬提纯:
步骤E1所得滤饼先用温度60~70℃、pH值1.5稀H2SO4溶液洗涤后,再用温度60~70℃温水逆流洗涤至洗涤尾液中硫酸根离子浓度低于0.05g/L时,过滤,滤液去废液处理,滤饼用10%NaOH溶液造浆,加清水控制pH值在9~10范围;浆液先通过碱性阴离子交换树脂吸附,后通过强酸性阳离子交换树脂吸附除杂,过滤、干燥得到高纯氢氧化铬。
2.如权利要求1所述的一种从钒铬废料中分离钒、铬及回收的方法,其特征在于:步骤C当通过第一级离子交换树脂的流出液的V2O5浓度与原液浓度之差达到1 g/L时,视第一级离子交换树脂吸附饱和。
3.如权利要求1或2所述的一种从钒铬废料中分离钒、铬及回收的方法,其特征在于:步骤C所述的离子交换树脂为D201、D301、918等碱性阴离子树脂的一种。
4.如权利要求1或2所述的一种从钒铬废料中分离钒、铬及回收的方法,其特征在于:步骤C1当解吸钒液的V2O5浓度低于5g/L时,视解吸完毕。
5.如权利要求1或2所述的一种从钒铬废料中分离钒、铬及回收的方法,其特征在于:步骤E1所述的含铬液第一步中和除杂用碱为Na2CO3或NaHCO3的一种;第二步沉铬用38%NaOH溶液。
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