一種從含釩、鉻混合液中分離釩、鉻的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及回收利用釩、鉻的技術領域，更具體地講，涉及一種用離子交換樹脂法 分離并回收含釩、鉻混合液中釩、鉻的方法。
[0002]
【背景技術】
[0003] 釩是一種重要的戰略物資，廣泛應用于鋼鐵、合金、化工、陶瓷、醫藥等行業。我國 攀西地區的釩鐵磁鐵礦伴生有金屬元素鉻，礦石轉爐吹煉得到的釩渣富集了元素釩和鉻。 由于釩與鉻的性質相似，因此，釩渣提釩的過程中，釩和鉻同時被氧化成高價浸取到水相 中，浸出液經銨鹽沉釩后，沉釩廢水液中含有金屬V(V)和Cr(VI)，溶液中V(V)和Cr(VI)既 是有價金屬又是有毒物質，需進一步處理。
[0004]目前溶液中釩鉻分離方法主要有：直接沉淀法、萃取法、離子交換法。直接沉淀法 是最簡單最經濟的方法，但是，沉淀得到的偏釩酸鹽或多釩酸鹽均會含有雜質元素。寧朋歌 等采用伯胺N-1923萃取劑分離和提取釩、鉻，工藝流程比較簡單，可以制得純度較高的釩 與鉻的產品，缺點是萃取劑的容量低，萃取過程中易產生乳化現象。樊燁燁研究了用D314 陰離子交換樹脂通過雙柱吸附法來分離及提取釩與鉻，該方法操作簡單且成本較低，但是 再次吸附增加了工藝所需時間。
[0005]

【發明內容】

[0006] 針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的在于提供一種能夠有效分離并回收 含釩、鉻混合液中的釩、鉻元素的方法，本方法簡單、易操作。
[0007] 本發明的技術方案是這樣實現的： 一種從釩、鉻混合液中分離釩、鉻的方法，包括如下步驟： A、 調節混合液的pH值為3. 0-4. 0,用離子交換樹脂吸附法吸附混合液中的釩與鉻，獲 得含釩、鉻樹脂； B、 用3%_4%硫酸-乙醇溶液洗脫含釩、鉻樹脂，獲得含釩樹脂和含鉻溶液； C、 解吸含釩樹脂獲得含釩解吸液，對含釩解吸液進行沉釩處理以獲得釩酸鹽； D、 對釩酸鹽進行煅燒處理，得到五氧化二釩； E、 含鉻溶液調節pH進行中和，鉻以水合物沉淀Cr(OH) 3 ^nH2O的形式析出，經過鍛燒處 理制取三氧化二鉻。
[0008] 其中，步驟A離子交換吸附采用動態吸附試驗法，用到的離子交換樹脂為Dex-V弱 堿性陰離子交換樹脂。
[0009] 其中，步驟C用3%_4%Na0H溶液解吸含釩樹脂，獲得含釩解吸液，向含釩解吸液中 加入氯化銨得到偏釩酸銨沉淀；步驟D的煅燒溫度為550-600 °C。
[0010] 其中，步驟E的煅燒溫度為1000-1150°c，煅燒時間2. 5-3.Oh。
[0011] 本發明提供了一種能夠有效地分離并回收含釩、鉻混合液中釩、鉻的方法。該方法 通過使用陰離子交換樹脂法吸附釩、鉻混合液中的釩、鉻，接著采用分步洗脫從而分開回收 鉻、釩。本發明的方法與現有技術相比，工藝流程簡單、易于操作、成本低，有利于釩鉻資源 的分離回收。
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【具體實施方式】
[0013] 本發明從含釩、鉻混合液中分離釩、鉻的方法，包括如下步驟： A、調節混合溶液的pH值為3. 0-4. 0,用Dex-V大孔弱堿性陰離子吸附溶液中的釩與鉻， 獲得含釩、鉻樹脂；離子交換吸附采用動態吸附試驗法；釩鉻在溶液中不同PH值下存在的 形式不同，樹脂對不同形式的離子吸附能力不同。經過靜態試驗研究，Dex-V樹脂在pH值 范圍3. 0-4. 0內對V(V)Xr(VI)離子的吸附效率分別為98. 35%，99. 26%。因此為了保證樹 脂吸附能力達到最高，故選取pH值為3. 0-4. 0。
[0014] B、用3%-4%硫酸-乙醇溶液洗脫含釩、鉻樹脂，獲得含釩樹脂和含鉻溶液；優選4% 硫酸-乙醇溶液，4%代表硫酸在此溶液的體積分數，該溶液洗脫的反應機理方程式如下：
C、 用3%-4%Na0H溶液解吸含釩樹脂獲得含釩解吸液，向含釩解吸液中加入氯化銨得到 偏釩酸銨沉淀； D、 對偏釩酸銨進行煅燒處理，得到五氧化二釩，煅燒溫度為550-600°C; E、 含鉻溶液調節pH進行中和，鉻以水合物沉淀Cr(OH) 3 ^nH2O的形式析出，經過鍛燒處 理制取三氧化二鉻。煅燒溫度為1000_1150°C，煅燒時間2. 5-3h。
[0015] 本發明用來調節pH值的酸和堿分別為H2SOjPNaOH。
[0016] 下面結合實施例，對本發明作進一步詳細描述，以下實施例旨在說明本發明而不 是對本發明的限定。
[0017] 實施例1 將2000mL含五價f凡（100mg/L)和六價絡（100mg/L)的混合溶液用氫氧化鈉溶液或硫 酸調節PH至3. 0。以Dex-V大孔弱堿性陰離子交換樹脂進行裝柱動態實驗，柱層高度填充 至10cm。將2000mLV(V)、Cr(VI)混合溶液以lOmL/min的流速流經離子交換柱進行吸附， 獲得含釩、鉻樹脂。吸附平衡后，用4%硫酸-乙醇溶液洗脫含釩、鉻樹脂達到平衡，獲得含 釩樹脂與含鉻解吸液。此時，釩以陰離子團形式吸附在樹脂上，鉻以Cr3+形式存在于解吸液 中。
[0018] 調節上述含鉻解吸液pH至8. 2,鉻以水合物沉淀Cr(OH)3 ?nH20的形式析出，在 1000°C下鍛燒3h得到Cr2O3粉末。含釩樹脂用3%Na0H溶液解吸獲得釩解吸液，向解吸液中 加入氯化銨得到偏釩酸銨沉淀，在550°C鍛燒該沉淀得到V2O5粉末。經分析，釩和鉻的總回 收率分別為82. 63%和95. 42%。
[0019] 實施例2 將2000mL含五價f凡（100mg/L)和六價絡（100mg/L)的混合溶液用氫氧化鈉溶液或硫 酸調節PH至3. 0。以Dex-V大孔弱堿性陰離子交換樹脂進行裝柱動態實驗，柱層高度填充 至20cm。將2000mLV(V)、Cr(VI)混合溶液以lOmL/min的流速流經離子交換柱進行吸附， 獲得含釩、鉻樹脂。吸附平衡后，用4%硫酸-乙醇溶液洗脫含釩、鉻樹脂達到平衡，獲得含 釩樹脂與含鉻解吸液。此時，釩以陰離子團形式吸附在樹脂上，鉻以Cr3+形式存在于解吸液 中。
[0020] 調節上述含鉻解吸液pH至8. 2,鉻以水合物沉淀Cr(OH)3 ?nH20的形式析出，在 1000°C下鍛燒3h得到Cr2O3粉末。含釩樹脂用3%Na0H溶液解吸獲得釩解吸液，向解吸液中 加入氯化銨得到偏釩酸銨沉淀，在550°C鍛燒該沉淀得到V2O5粉末。經分析，釩和鉻的總回 收率分別為88. 47%和96. 26%。
[0021] 實施例3 將2000mL含五價f凡（100mg/L)和六價絡（100mg/L)的混合溶液用氫氧化鈉溶液或硫 酸調節PH至3. 0。以Dex-V大孔弱堿性陰離子交換樹脂進行裝柱動態實驗，柱層高度填充 至30cm。將2000mLV(V)、Cr(VI)混合溶液以lOmL/min的流速流經離子交換柱進行吸附， 獲得含釩、鉻樹脂。吸附平衡后，用4%硫酸-乙醇溶液洗脫含釩、鉻樹脂達到平衡，獲得含 釩樹脂與含鉻解吸液。此時，釩以陰離子團形式吸附在樹脂上，鉻以Cr3+形式存在于解吸液 中。
[0022] 調節上述含鉻解吸液pH至8. 2,鉻以水合物沉淀Cr(OH)3 ?nH20的形式析出，在 1000°C下鍛燒3h得到Cr2O3粉末。含釩樹脂用3%NaOH溶液解吸獲得釩解吸液，向解吸液中 加入氯化銨得到偏釩酸銨沉淀，在550°C鍛燒該沉淀得到V2O5粉末。經分析，釩和鉻的總回 收率分別為90. 37%和96. 52%。
[0023] 最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管申 請人參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發 明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，均應涵蓋在本 發明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1. 一種從釩、鉻混合液中分離釩、鉻的方法，其特征在于：包括如下步驟： A、 調節混合液的pH值為3. 0-4. 0,用離子交換樹脂吸附法吸附混合液中的釩與鉻，獲 得含釩、鉻樹脂； B、 用3%-4%硫酸-乙醇溶液洗脫含釩、鉻樹脂，獲得含釩樹脂和含鉻溶液； C、 解吸含釩樹脂獲得含釩解吸液，對含釩解吸液進行沉釩處理以獲得釩酸鹽； D、 對釩酸鹽進行煅燒處理，得到五氧化二釩； E、 含鉻溶液調節pH進行中和，鉻以水合物沉淀Cr (OH) 3 ^nH2O的形式析出，經過鍛燒處 理制取三氧化二鉻。2. 根據權利要求1所述的從釩、鉻混合液中分離釩、鉻的方法，其特征在于，步驟A離子 交換吸附采用動態吸附試驗法，用到的離子交換樹脂為Dex-V弱堿性陰離子交換樹脂。3. 根據權利要求1所述的從釩、鉻混合液中分離釩、鉻的方法，其特征在于，步驟C用 3%-4%Na0H溶液解吸含釩樹脂，獲得含釩解吸液，向含釩解吸液中加入氯化銨得到偏釩酸銨 沉淀；步驟D的煅燒溫度為550-600 °C。4. 根據權利要求1所述的從釩、鉻混合液中分離釩、鉻的方法，其特征在于，步驟E的煅 燒溫度為1000_1150°C，煅燒時間2. 5-3. Oh。
【專利摘要】本發明公開了一種從釩、鉻混合液中分離釩、鉻的方法，A、調節混合液的pH值為3.0-4.0，用離子交換樹脂吸附法吸附混合液中的釩與鉻，獲得含釩、鉻樹脂；？B、用3%-4%硫酸-乙醇溶液洗脫含釩、鉻樹脂，獲得含釩樹脂和含鉻溶液；？C、解吸含釩樹脂獲得含釩解吸液，對含釩解吸液進行沉釩處理以獲得釩酸鹽；D、對釩酸鹽進行煅燒處理，得到五氧化二釩；E、含鉻溶液調節pH進行中和，鉻以水合物沉淀Cr(OH)3·nH2O的形式析出，經過鍛燒處理制取三氧化二鉻。本發明工藝流程簡單、易于操作、成本低，有利于釩鉻資源的分離回收。
【IPC分類】C22B34/22, C22B34/32, C22B3/42
【公開號】CN105087933
【申請號】CN201510614831
【發明人】李鴻乂, 張夢, 謝兵, 李翠
【申請人】重慶大學
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年9月24日