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CN109022783A - 含钒酸浸液钒锰分离的方法 - Google Patents

含钒酸浸液钒锰分离的方法 Download PDF

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CN109022783A
CN109022783A CN201811152151.3A CN201811152151A CN109022783A CN 109022783 A CN109022783 A CN 109022783A CN 201811152151 A CN201811152151 A CN 201811152151A CN 109022783 A CN109022783 A CN 109022783A
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vanadium
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immersion liquid
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CN201811152151.3A
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杨晓
彭穗
李道玉
陈勇
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Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明属于有色金属分离回收技术领域，具体涉及含钒酸浸液钒锰分离的方法。本发明解决的技术问题是现有的含钒酸浸液除锰工艺复杂，成本高，锰不能得到很好的回收利用。本发明提供含钒浸出液钒锰分离的方法，包括如下步骤：钒渣酸浸液中加入草酸类除锰剂，调节钒渣酸浸液的酸度至溶液中氢离子浓度为10‑5mol/L～3.16×10‑2mol/L，进行除锰，除锰结束后固液分离得除锰后净化液和滤饼，除锰后净化液用于后续沉钒工艺，滤饼烘干后得草酸锰副产品。本发明工艺流程简单，可将钒渣酸浸液中的锰与钒进行有效的分离，并得到草酸锰副产品。

Description

含钒酸浸液钒锰分离的方法
技术领域
本发明属于有色金属分离回收技术领域，具体涉及含钒酸浸液钒锰分离的方法。
背景技术
钒具有许多优良的理化特性和机械特性，广泛地应用于现代工业中。随着我国现代化建设的高速发展，钒及其化合物的需求量越来越大，并且对高纯度钒及其化合物的要求越来越高。全世界约有80％的钒来自钒渣提钒，目前已规模化的生产工艺有钠化焙烧水浸提钒工艺和钙化焙烧酸浸提钒工艺两种。
由于钒渣中通常含有锰，在采用酸浸提钒工艺时，锰会被硫酸溶解而进入浸出液，从而影响后续沉钒效果及钒产品质量。对于此类高锰含钒酸浸液的通常处理方式是直接采用水解沉钒或铵盐沉钒，得到水合五氧化二钒(钒酸)或多聚钒酸铵以及含锰余液，再从含锰余液中回收锰。由于没有预先除锰，最终所得产品中杂质锰含量高，五氧化二钒产品纯度低市场竞争力差。因此想要得到高品质的五氧化二钒，在沉钒之前必须对钒渣酸浸液进行除杂净化处理。常规的除锰方法有化学沉淀法、吸附法、离子交换法及萃取法。若采用化学沉淀法除锰，则需调节pH值到8～12去除钒浸出液中的Mn，除杂后又加酸调节pH到1.5～2.5沉钒，酸碱消耗量大，同时净化过程中杂质形成的水合氧化物沉淀吸附钒，造成大量钒损失。离子交换仅适于小规模使用，且对于溶液中高浓度的Mn不能有效分离；吸附法也只对低浓度Mn去除有效；溶剂萃取在萃前磺化和反萃段消耗大量的高浓度酸溶液，且含有少量有机相的反萃液不能循环利用，又形成新的污染源。除此之外，离子交换和溶剂萃取净化含钒溶液工序复杂，成本高。
发明内容
本发明解决的技术问题是现有的含钒酸浸液除锰工艺复杂，成本高，锰不能得到很好的回收利用。
本发明解决上述问题的技术方案是提供含钒浸出液钒锰分离的方法，包括如下步骤：钒渣酸浸液中加入除锰剂，调节钒渣酸浸液的酸度至溶液中氢离子浓度为10-5mol/L～3.16×10-2mol/L，进行除锰，除锰结束后固液分离得除锰后净化液和滤饼，所述除锰剂为草酸或草酸盐中的至少一种。
其中，草酸盐为草酸钠、草酸钾、草酸氢钠及草酸氢钾中的至少一种。
其中，除锰剂的加入量以摩尔量计是钒渣酸浸液中锰含量的1.2～1.5倍。
其中，钒渣酸浸液由钙化焙烧后的钒渣熟料经硫酸浸出后得到。
其中，采用硫酸或氨水调节所述钒渣酸浸液的酸度。
其中，除锰在40～90℃下反应30～100min后静置至少30min。
其中，钒渣酸浸液中钒浓度为5～50g/L，锰浓度为2～30g/L。
其中，除锰后净化液用于后续沉钒工艺，滤饼烘干后得草酸锰副产品。
其中，草酸锰中MnC2O4含量在95.23％～97.12％之间。
其中，除锰后净化液中Mn浓度降低至＜0.05g/L。
本发明的有益效果：
本发明通过加入除锰剂可将钒渣酸浸液中的锰与钒进行有效的分离，钒渣酸浸液中锰的去除率为90～99％，同时除锰过程中钒损失率低于2％；本发明在沉钒前除锰，降低了锰对后续沉钒的不利影响，后续通过常规沉钒工艺可得到纯度大于99％的V2O5产品；本发明在分离锰与钒的同时得到草酸锰副产品，草酸锰中MnC2O4含量在95.23％～97.12％之间，可直接作为产品出售；本发明具有工艺流程简单，锰回收成本低的优点。
具体实施方式
本发明提供含钒酸浸液钒锰分离的方法，步骤如下：钒渣酸浸液中加入除锰剂，调节钒渣酸浸液的酸度至溶液中氢离子浓度为10-5mol/L～3.16×10-2mol/L，进行除锰，除锰结束后固液分离得除锰后净化液和滤饼，所述除锰剂为草酸或草酸盐中的至少一种。
在酸性条件下，锰易与溶液中草酸根结合生成草酸锰沉淀，而钒以钒酸根阴离子的形式存在于溶液中，从而达到锰与钒的分离。除锰过程中涉及到的化学反应如下：
V2O5+H+→VO2 +
MnO+H+→Mn2+
Mn2++C2O4 2-→MnC2O4↓
适宜的氢离子浓度是实现本发明的重要条件之一，当氢离子浓度过低时浸出液中的钒、铁易水解生成沉淀，不仅造成浸出液中的钒损失，同时铁的沉淀也易使草酸锰产品纯度降低；当氢离子浓度过高时，草酸锰的溶解度增大难以形成结晶析出。
其中，草酸盐为草酸钠、草酸钾、草酸氢钠及草酸氢钾中的至少一种。
其中，除锰剂的加入量以摩尔量计是钒渣酸浸液中锰含量的1.2～1.5倍。除锰剂加入量的控制原则是使锰沉淀完全，但又不至于加的太多造成浪费。
其中，钒渣酸浸液由钙化焙烧后的钒渣熟料经硫酸浸出后得到。
其中，采用硫酸或氨水调节所述钒渣酸浸液的酸度。
其中，除锰在40～90℃下反应30～100min后静置至少30min。
其中，钒渣酸浸液中钒浓度为5～50g/L，锰浓度为2～30g/L。
其中，除锰后净化液用于后续沉钒工艺，滤饼烘干后得草酸锰副产品。
其中，滤饼烘干后得草酸锰副产品中MnC2O4含量在95.23％～97.12％之间。
其中，除锰后净化液中Mn浓度降低至＜0.05g/L。
实施例1
取2.67L钒渣酸浸液进行除锰试验，钒渣酸浸液的含钒浓度5.95g/L，锰浓度2.72g/L，氢离子浓度3.2×10-4mol/L；向该溶液中加入锰摩尔含量的1.5倍的无水草酸17.8g搅拌溶解；采用氨水调节溶液中氢离子浓度至1.5×10-4mol/L；溶液在90℃搅拌120min，搅拌结束后静置30min；固液分离得除锰后净化液和滤饼，除锰后净化液用于后续沉钒工艺，滤饼烘干后得纯度95.83％的草酸锰副产品。经检测，其中锰去除率92.36％，钒损失率1.73％，铵盐沉钒后产品V2O5的相关指标如表1所示，对比例1为不加入除锰剂，其他工艺相同的情况下制备得到产品V2O5。
表1
实施例2
取5.35L钒渣酸浸液进行除锰试验，钒渣酸浸液的含钒浓度14.56g/L，锰浓度11.46g/L，氢离子浓度2×10-4mol/L；向该溶液中加入锰摩尔含量的1.4倍的草酸钠201.66g搅拌溶解；调节溶液中氢离子浓度至2.3×10-3mol/L；溶液在80℃搅拌50min，搅拌结束后静置30min；固液分离得除锰后净化液和滤饼，除锰后净化液用于后续沉钒工艺，滤饼烘干后得纯度97.02％的草酸锰副产品。经检测，其中锰去除率97.82％，钒损失率1.08％，铵盐沉钒后产品V2O5的相关指标如表2所示，对比例2为不加入除锰剂，其他工艺相同的情况下制备得到产品V2O5。
表2
实施例3
取12.50L钒渣酸浸液进行除锰试验，钒渣酸浸液的含钒浓度22.38g/L，锰浓度18.72g/L，氢离子浓度6.3×10-3mol/L；向该溶液中加入锰摩尔含量的1.3倍草酸钾1018.96g搅拌溶解；调节溶液中氢离子浓度至1.3×10-2mol/L；溶液在75℃搅拌80min，搅拌结束后静置30min；固液分离得除锰后净化液和滤饼，除锰后净化液用于后续沉钒工艺，滤饼烘干后得纯度97.10％的草酸锰副产品。经检测，其中锰去除率98.12％，钒损失率0.98％，铵盐沉钒后产品V2O5的相关指标如表3所示，对比例3为不加入除锰剂，其他工艺相同的情况下制备得到产品V2O5。
表3
实施例4
取8.00L钒渣酸浸液进行除锰试验，钒渣酸浸液的含钒浓度45.76g/L，锰浓度28.89g/L，氢离子浓度0.97mol/L；向该溶液中加入锰摩尔含量的1.0倍草酸氢钾538.43g搅拌溶解；调节溶液中氢离子浓度至2.11×10-2mol/L；溶液在60℃搅拌90min，搅拌结束后静置30min；固液分离得除锰后净化液和滤饼，除锰后净化液用于后续沉钒工艺，滤饼烘干后得纯度96.33％的草酸锰副产品。经检测，其中锰去除率98.89％，钒损失率0.21％，铵盐沉钒后产品V2O5的相关指标如表4所示，对比例4为不加入除锰剂，其他工艺相同的情况下制备得到产品V2O5。
表4
实施例5
取10.50L钒渣酸浸液进行除锰试验，钒渣酸浸液的含钒浓度40.12g/L，锰浓度23.38g/L，氢离子浓度0.35mol/L；向该溶液中加入锰摩尔含量的1.20倍草酸氢钠600.53g搅拌溶解；调节溶液中氢离子浓度至0.781×10-3mol/L；溶液在65℃搅拌100min，搅拌结束后静置30min；固液分离得除锰后净化液和滤饼，除锰后净化液用于后续沉钒工艺，滤饼烘干后得纯度96.56％的草酸锰副产品。经检测，其中锰去除率96.54％，钒损失率0.57％，铵盐沉钒后产品V2O5的相关指标如表5所示，对比例5为不加入除锰剂，其他工艺相同的情况下制备得到产品V2O5。
表5
从表1～表5可以看出，采用本发明方法后，相较于不除锰直接沉钒，沉钒率及V2O5产品纯度均有较大提升。

Claims (10)

1.含钒酸浸液钒锰分离的方法，其特征在于包括如下步骤：钒渣酸浸液中加入除锰剂，调节钒渣酸浸液的酸度至溶液中氢离子浓度为10-5mol/L～3.16×10-2mol/L，进行除锰，除锰结束后固液分离得除锰后净化液和滤饼，所述除锰剂为草酸或草酸盐中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的含钒酸浸液钒锰分离的方法，其特征在于：所述草酸盐为草酸钠、草酸钾、草酸氢钠及草酸氢钾中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的含钒酸浸液钒锰分离的方法，其特征在于：所述除锰剂的加入量以摩尔量计是钒渣酸浸液中锰含量的1.2～1.5倍。
4.根据权利要求1～3任一项所述的含钒酸浸液钒锰分离的方法，其特征在于：所述钒渣酸浸液由钙化焙烧后的钒渣熟料经硫酸浸出得到。
5.根据权利要求1～4任一项所述的含钒酸浸液钒锰分离的方法，其特征在于：采用硫酸或氨水调节所述钒渣酸浸液的酸度。
6.根据权利要求1～5任一项所述的含钒酸浸液钒锰分离的方法，其特征在于：所述除锰在40～90℃下反应30～100min后静置至少30min。
7.根据权利要求1～6任一项所述的含钒酸浸液钒锰分离的方法，其特征在于：所述钒渣酸浸液中钒浓度为5～50g/L，锰浓度为2～30g/L。
8.根据权利要求1～7任一项所述的含钒酸浸液钒锰分离的方法，其特征在于：所述除锰后净化液用于后续沉钒工艺，滤饼烘干后得草酸锰副产品。
9.根据权利要求8所述的含钒酸浸液钒锰分离的方法，其特征在于：所述草酸锰副产品中MnC2O4含量在95.23％～97.12％之间。
10.根据权利要求1～9任一项所述的含钒酸浸液钒锰分离的方法，其特征在于：所述除锰后净化液中Mn浓度降低至＜0.05g/L。
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