钠化焙烧水浸净化液盐酸沉钒的方法

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体涉及一种钠化焙烧水浸净化液盐酸沉钒的方法。

背景技术

目前，对钠化焙烧水浸净化液的沉钒方法，主要为铵盐和硫酸水解沉钒方法，由于铵盐沉钒的高铵浓度废水及氨废气污染环境，且处理成本高，从而转向研究水解沉钒。

目前在研究硫酸水解沉钒的现有技术中，存在工艺繁琐、工序多、生产效率低、实用性差，且需要技改原铵盐沉钒的设备、设施等问题，如：2013年1月公开的专利CN102897834A一种沉钒的方法和五氧化二钒的制备方法；2018年6月公告的专利CN105256137A一种水解沉淀含钒溶液的方法。

而文献《钒铬溶液水解沉钒试验研究》(伍珍秀,蒋霖.钒铬溶液水解沉钒试验研究[J].钢铁钒钛,2020,41(05):22-26.)和文献《高效低耗绿色沉钒技术实验研究》(唐先庆,李科.高效低耗绿色沉钒技术实验研究[J].铁合金,2014,45(06):25-29.)表明，采用硫酸水解沉钒方法时，当高钠浓度(＞50g/L)沉钒，由于生成钒酸钠较多，若对其除钠不彻底，则会导致V

还有部分方法为了除钠，通过增加除钠工序及其设备、材料等方法增加了生产成本，同时，必然在除钠溶液中增多了一次钒损失，而降低了钒收率即降低了沉钒率，如：2015年6月公开的专利CN104694761A一种钒渣钠化焙烧提钒工艺钒液提钒的方法；2020年8月公开的专利CN111592042A一种钒液无铵沉钒制备高纯五氧化二钒的方法；2020年12月公开的专利CN112030011A一种含钒物料全湿法一步沉钒生产五氧化二钒的方法。

因此，研究一种与现有技术相比，沉钒率更高、V

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有硫酸水解沉钒方法得到的钒产品纯度和沉钒率较低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：钠化焙烧水浸净化液盐酸沉钒的方法，包括如下步骤：

a.在搅拌状态下，使用盐酸调节净化液pH值为0.50-1.60，保持pH值稳定；

b.在搅拌状态下，将步骤a处理后的溶液放入水浴锅，水浴锅加热至水沸腾，保持沸腾时间≥35min；

c.将步骤b处理后的液体过滤后得到沉淀红钒，用铵盐溶液对沉淀红钒进行洗涤；

d.将步骤c洗涤后的红钒升温至熔化后，冷却得到五氧化二钒。

上述步骤a中，净化液为钠化焙烧水浸工艺所得浸取溶液，经钙盐、铝盐或镁盐除杂质后的净化溶液。

上述净化液中钒浓度为10-70g/L。

进一步的，上述净化液中钒浓度为15-50g/L。

上述步骤a中，盐酸浓度为20-38％，使用时可稀释1-2倍。

上述步骤a中，保持pH值稳定的条件为10-30s内pH值变化≯±0.05。

进一步的，保持pH值稳定的条件为20s内pH值变化≯±0.01。

上述步骤a、b中，搅拌速度为300-400r/min。

进一步的，上述步骤a、b中，搅拌速度为350r/min。

上述步骤b中，沸腾过程中及时用沸水补足沉钒溶液蒸发减少量。

上述步骤c中，洗涤方法为：按照铵盐溶液∶沉淀红钒＝1.3-2.0mL∶1g的液固比，搅散红钒后抽滤至干，重复2-4次。

进一步的，上述铵盐溶液∶沉淀红钒＝1.4-1.6mL∶1g。

上述步骤c中，铵盐溶液浓度为5-50g/L，铵盐为氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、醋酸铵中至少一种。

进一步的，铵盐为氯化铵，铵盐溶液浓度为7-12g/L。

本发明的有益效果是：本发明采用盐酸作为沉钒剂，调节净化液pH值进行水解沉钒。用盐酸沉钒得到高纯的多钒酸盐，用低铵盐浓度溶液洗涤沉淀，升温熔化后得到V

本发明方法在原酸性铵盐沉钒设备、设施基础上，除以盐酸替代硫酸外，不需另新增生产设备和设施，工艺简单、工序较少、生产效率高。在相同条件下，盐酸较硫酸沉钒率高、所得V

具体实施方式

本发明的技术方案，具体可以按照以下方式实施。

钠化焙烧水浸净化液盐酸沉钒的方法，包括如下步骤：

a.在搅拌状态下，使用盐酸调节净化液pH值为0.50-1.60，保持pH值稳定；

b.在搅拌状态下，将步骤a处理后的溶液放入水浴锅，水浴锅加热至水沸腾，保持沸腾时间≥35min；

c.将步骤b处理后的液体过滤后得到沉淀红钒，用铵盐溶液对沉淀红钒进行洗涤；

d.将步骤c洗涤后的红钒升温至熔化后，冷却得到五氧化二钒。

上述步骤a中，净化液为钠化焙烧水浸工艺所得浸取溶液，经钙盐、铝盐或镁盐除杂质后的净化溶液。其中，钒以五价形式存在，此外，通常还含有钠、钾、硅、磷、硫、钙、镁、铁、铝、铬、锰、钛等杂质。

为了使原料利用最大化，达到更好的实验效果，因此优选的是，上述净化液中钒浓度为10-70g/L。更优选的是，上述净化液中钒浓度为15-50g/L。

为了更好的控制pH值，优选的是，上述步骤a中，盐酸浓度为20-38％，使用时可稀释1-2倍。

为了减少溶液pH值对水解沉钒反应的影响，因此优选的是，上述步骤a中，保持pH值稳定的条件为10-30s内pH值变化≯±0.05。更优选的是，保持pH值稳定的条件为20s内pH值变化≯±0.01。

由于钒的水解沉淀是一个伴有热量、质量传递的水解反应过程，必须保持适宜的搅拌速度，因此优选的是，上述步骤a、b中，搅拌速度为300-400r/min。更优选的是，搅拌速度为350r/min。

为了减小加热过程中沉钒溶液的pH值和温度的变化，因此优选的是，上述步骤b中，沸腾过程中及时用沸水补足沉钒溶液蒸发减少量。

为了去除杂质，达到纯度更高的产品，因此优选的是，上述步骤c中，洗涤方法为：按照铵盐溶液∶沉淀红钒＝1.3-2.0mL∶1g的液固比，搅散红钒后抽滤至干，重复2-4次。更优选的是，铵盐溶液∶沉淀红钒＝1.4-1.6mL∶1g。

为了减少杂质进入，达到更好的除杂效果，因此优选的是，上述步骤c中，铵盐溶液浓度为5-50g/L，铵盐为氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、醋酸铵中至少一种。更优选的是，铵盐为氯化铵，铵盐溶液浓度为7-12g/L。

下面通过实际的例子对本发明的技术方案和效果做进一步的说明。

实施例

实施例1：取2份净化液各300mL(其中V＝24.58g/L，Na＝60.1g/L)，在搅拌下，分别以盐酸(1+1)调pH至1.20、1.40，在20s内pH值变化均不大于±0.01，放入室温水浴锅中，对沉钒溶液以350r/min速度搅拌并升温至沸后50min(沸腾过程中及时用沸水补足沉钒溶液蒸发减少量)，取出，固液抽滤分离，用10g/L氯化铵溶液对沉淀红钒进行洗涤，铵盐溶液(mL)：沉淀红钒(g)＝1.5∶1的液固比，搅散红钒后抽滤至干，如此反复3次，将红钒放在马弗炉中升温至熔化后，取出倒出冷却形成片状五氧化二钒。

经检验：1、pH1.20的沉钒率为99.53％，五氧化二钒中V

2、pH1.40的沉钒率为99.70％，五氧化二钒中V

实施例2：取2份净化液各300mL(其中V＝29.47g/L，Na＝73.3g/L)，在搅拌下，分别以盐酸(1+1)调pH至0.90、1.10，在20s内pH值变化均不大于±0.01，放入室温水浴锅中，对沉钒溶液以350r/min速度搅拌并升温至沸后40min(沸腾过程中及时用沸水补足沉钒溶液蒸发减少量)，取出，固液抽滤分离，用10g/L氯化铵溶液对沉淀红钒进行洗涤，铵盐溶液(mL)：沉淀红钒(g)＝1.5∶1的液固比，搅散红钒后抽滤至干，如此反复3次，将红钒放在马弗炉中升温至熔化后，取出倒出冷却形成片状五氧化二钒。

经检验：1、pH0.90的沉钒率为98.84％，五氧化二钒中V

2、pH1.10的沉钒率为99.63％，五氧化二钒中V

实施例3：取2份净化液各300mL(其中V＝51.99g/L，Na＝100.1g/L)，在搅拌下，分别以盐酸(1+1)调pH至0.50、0.70，在20s内pH值变化均不大于±0.01，放入室温水浴锅中，对沉钒溶液以400r/min速度搅拌并升温至沸后35min(沸腾过程中及时用沸水补足沉钒溶液蒸发减少量)，取出，固液抽滤分离，用10g/L氯化铵溶液对沉淀红钒进行洗涤，铵盐溶液(mL)：沉淀红钒(g)＝2.0∶1的液固比，搅散红钒后抽滤至干，如此反复4次，将红钒放在马弗炉中升温至熔化后，取出倒出冷却形成片状五氧化二钒。

经检验：1、pH0.50的沉钒率为97.76％，五氧化二钒中V

2、pH0.70的沉钒率为99.48％，五氧化二钒中V

实施例4：取2份净化液各300mL(其中V＝14.82g/L，Na＝31.85g/L)，在搅拌下，分别以盐酸(1+1)调pH至1.30、1.60，在20s内pH值变化均不大于±0.01，放入室温水浴锅中，对沉钒溶液以350r/min速度搅拌并升温至沸后60min(沸腾过程中及时用沸水补足沉钒溶液蒸发减少量)，取出，固液抽滤分离，用10g/L氯化铵溶液对沉淀红钒进行洗涤，铵盐溶液(mL)：沉淀红钒(g)＝2.0∶1的液固比，搅散红钒后抽滤至干，如此反复2次，将红钒放在马弗炉中升温至熔化后，取出倒出冷却形成片状五氧化二钒。

经检验：1、pH1.30的沉钒率为98.52％，五氧化二钒中V

2、pH1.60的沉钒率为99.03％，五氧化二钒中V

实施例5：取2份净化液各300mL(其中V＝27.31g/L，Na＝54.6g/L，Cr＝20.22g/L)，在搅拌下，分别以盐酸(1+1)调pH至1.20、1.40，在20s内pH值变化均不大于±0.01，放入室温水浴锅中，对沉钒溶液以350r/min速度搅拌并升温至沸后50min(沸腾过程中及时用沸水补足沉钒溶液蒸发减少量)，取出，固液抽滤分离，用10g/L氯化铵溶液对沉淀红钒进行洗涤，铵盐溶液(mL)：沉淀红钒(g)＝2.0∶1的液固比，搅散红钒后抽滤至干，如此反复3次，将红钒放在马弗炉中升温至熔化后，取出倒出冷却形成片状五氧化二钒。

经检验：1、pH1.20的沉钒率为99.30％，五氧化二钒中V

2、pH1.40的沉钒率为99.51％，五氧化二钒中V

对比例：取2份净化液各300mL(其中V＝24.58g/L，Na＝60.1g/L)，在搅拌下，分别以硫酸(1+1)调pH至1.20、1.40，在20s内pH值变化均不大于±0.01，放入室温水浴锅中，对沉钒溶液以350r/min速度搅拌并升温至沸后50min(沸腾过程中及时用沸水补足沉钒溶液蒸发减少量)，取出，固液抽滤分离，用10g/L氯化铵溶液对沉淀红钒进行洗涤，铵盐溶液(mL)：沉淀红钒(g)＝1.5∶1的液固比，搅散红钒后抽滤至干，如此反复3次，将红钒放在马弗炉中升温至熔化后，取出倒出冷却形成片状五氧化二钒。

经检验：1、pH1.20的沉钒率为98.07％，五氧化二钒中V

2、pH1.40的沉钒率为99.22％，五氧化二钒中V

上述实施例中，用同一净化液做2份不同pH值沉钒，仅是为了比较沉钒率和所得V

上述实施例中，以沉钒所用净化液中总钒量与沉钒上层液中钒量之差占该总钒量的百分比作为沉钒率。

由上可见，本发明方法的实施例沉钒率为97.76-99.70％，所得片钒的V