一種分離釩酸浸液中鐵與釩的方法
【專利摘要】本發明公開了一種分離釩酸浸液中鐵與釩的方法。包括以下步驟：向釩酸浸液中加入Na2SO3，攪拌，30～75℃還原反應20～120min，得到還原液；加堿液調節還原液pH至1.0～2.5，得到乳濁液；將乳濁液固液分離，得萃原液和渣；將混合萃取劑與萃原液按體積比(0.2～1)：1混合，攪拌得到混合相；混合相經過靜置分相，得到載釩有機相和含鐵萃余液；其中，所述的混合萃取劑由酸性磷類萃取劑、堿性胺類萃取劑及磺化煤油混合而成。本發明選取不同的萃取劑組合成混合體系，可以利用不同萃取劑的特性，使混合體系具有更好的萃取能力及選擇性。工藝流程簡單，藥劑消耗量小，可以高效分離釩酸浸液中鐵與釩。
【專利說明】
一種分離釩酸浸液中鐵與釩的方法
技術領域
[0001 ]本發明屬于濕法冶金技術領域，具體涉及一種分離釩酸浸液中鐵與釩的方法。
【背景技術】
[0002] 石煤是我國釩儲量最大的含釩資源，從石煤中提取釩的研究日益增多。酸浸法由 于其釩浸出率高，污染氣體排放少，環境污染小等優點廣泛用于石煤提釩中。然而由于采用 高濃度的硫酸進行酸浸，浸出選擇性較差，大量的鐵、鋁等雜質隨釩一起被浸出，為得到高 質量的沉釩產品，需要對釩酸浸液凈化富集。目前主要采用離子交換和溶劑萃取法對釩酸 浸液進行凈化富集，其中以溶劑萃取法最為常見。酸性磷類萃取劑P204、P507廣泛用于含釩 酸浸液的凈化富集中，但其萃取存在單級萃取率不高、萃取級數長以及雜質分離不徹底等 問題。而與雜質離子分離不徹底，特別是鐵，嚴重影響最終沉釩產品的質量。因此，為了得到 高質量的沉釩產品，滿足高純五氧化二釩產品生產的需求，需要有效分離釩酸浸液的中的 鐵與隹凡。
[0003] 公開號為CN103789560 A的發明專利公開了一種從石煤酸浸液中提I凡的方法，以 除鋁后的石煤提釩酸浸液為原料，調節原料的PH = O. 1~2.3，先用酸性磷酸酯類萃取劑除 Fe3+，然后再調整除Fe3+后液的pH=l. 5~3.5,再用酸性磷酸酯類萃取劑1~10級萃取V4+，最 后用酸液進行1~8級反萃V4+得到富釩液。公開號為CN101289703 A的發明專利公開了一種 從高鐵含釩石煤氧壓酸浸液中萃取釩的方法，以石煤氧壓酸浸液為原料，加入無機鹽還原 劑，將浸出液中的Fe 3+還原為Fe2+，再用NaOH調節浸出液pH值，以P204和TBP的混合煤油溶劑 進行釩的協同萃取。公開號為CN101597697的發明專利公開了一種從含釩石煤礦中提取五 氧化二釩的工藝，石煤原礦經過焙燒、酸浸，浸出液用鐵粉還原Fe 3+，再用石灰和氨水調節pH 到2.8~3.0后，采用溶劑萃取法從石煤提釩酸浸液中提取釩。公開號為CN104805302 A的發 明專利公開了一種從含釩鈦渣中提取釩和鈦的方法，含釩酸浸液加入還原劑將Fe3+還原為 Fe2+后調節ρΗ=0~3,然后采用P204和TBP的煤油混合溶劑或者P507和TBP的煤油溶劑萃取 釩。然而，這些方法普遍存在著藥劑消耗量大，工藝流程復雜等缺點，而且由于P204、P507對 Fe2+也有一定的萃取效果，導致有機相中含有大量的Fe2+，使得鐵、釩的分離效果差，影響最 終沉釩產品的質量，很難得到高純的五氧化二釩產品。
【發明內容】
[0004] 本發明目的在于克服現有技術鐵、釩的分離效果差的缺陷，提供一種工藝流程簡 單，藥劑消耗量小，可以高效分離釩酸浸液中鐵與釩的技術。
[0005] 為實現上述目的，采用的技術方案如下：
[0006] -種分離釩酸浸液中鐵與釩的方法，包括以下步驟：
[0007] 向釩酸浸液中加入Na2SO3，攪拌，30~75 °C還原反應20~120min，得到還原液；
[0008] 加堿液調節還原液pH至1.0~2.5，得到乳濁液;將乳濁液固液分離，得萃原液和 渣；
[0009] 將混合萃取劑與萃原液按體積比（0.2~I): 1混合，攪拌得到混合相；混合相經過 靜置分相，得到載釩有機相和含鐵萃余液；
[0010] 其中，所述的混合萃取劑由酸性磷類萃取劑、堿性胺類萃取劑及磺化煤油混合而 成，三者所占體積百分數為:酸性磷類萃取劑10%~30%，堿性胺類萃取劑5~35%，磺化煤 油50~80%。
[0011] 按上述方案，所述的釩酸浸液中釩濃度為500~3000mg/L，鐵濃度為1000~ 13000mg/L，初始 pH為0~1 · 0。
[0012]按上述方案，所述的堿液為石灰乳，氨水，NaOH溶液中的一種。
[0013]按上述方案，所述的酸性磷類萃取劑為二（2-乙基己基）磷酸酯或2-乙基己基磷 酸-單2-乙基己基酯。
[0014] 按上述方案，所述的堿性胺類萃取劑為仲碳伯胺或三烷基叔胺。
[0015] 本發明將向酸性磷類萃取劑中加入堿性胺類萃取劑，可以利用堿性胺類萃取劑萃 酸的特性，吸收酸性磷類萃取劑萃取時產生的酸，提高萃取能力，因此可以減少調節PH時的 藥劑消耗，縮短萃取級數。
[0016] 同時，混合萃取劑與單獨的酸性磷類萃取劑相比，具有更好的鐵、釩分離性能，能 使釩酸浸液中的鐵與釩有效的分離。
[0017] 磺化煤油作為有機相稀釋劑，可以減小萃取劑的粘度，加快萃取過程中的分相速 度。
[0018] 本發明相對于現有技術的有益效果在于：
[0019] 本發明選取不同的萃取劑組合成混合體系，可以利用不同萃取劑的特性，使混合 體系具有更好的萃取能力及選擇性。
[0020] 工藝流程簡單，藥劑消耗量小，可以高效分離釩酸浸液中鐵與釩。
【具體實施方式】
[0021] 以下實施例進一步闡釋本發明的技術方案，但不作為與本發明保護范圍的限制。 [0022] 實施例1
[0023] -種分離釩酸浸液中鐵與釩的方法，其具體步驟為：
[0024]向釩酸浸液中加入Na2SO3，攪拌，在75 °C下進行還原反應20min，得到還原后液； [0025] 加石灰乳調節還原后液pH至1.7,得到調后乳濁液;再將調后乳濁液固液分離，得 萃原液和調pH渣；
[0026] 按體積比15%2_乙基己基磷酸-單2-乙基己基酯、35%三烷基叔胺和50%磺化煤 油配置的混合萃取劑與萃原液按體積比0.2:1混合，攪拌3min，得到混合相;將混合相靜置 后分相，經過4級萃取，得到載釩有機相和含鐵萃余液。釩酸浸液與萃余液離子濃度如表1所 不。
[0027]表 1
[0029] 釩酸浸液中98.36 %的釩進入到有機相中，僅有5.78 %的鐵被萃取，剩余94.22 % 的鐵留在了萃余液中，鐵與釩能夠有效的分離。
[0030] 分別按體積比50%2_乙基己基磷酸-單2-乙基己基酯和50%磺化煤油、50%三烷 基叔胺和50%磺化煤油配置成兩種單一萃取劑，兩種單一萃取劑分別與萃原液按體積比 0.2:1混合，攪拌3min，得到混合相;將混合相靜置后分相，經過4級萃取，得到載釩有機相和 含鐵萃余液。兩種單一萃取劑的釩、鐵萃取率與混合萃取劑的萃取率對比如表2所示。
[0031] 表2
[0033]混合萃取劑與兩種單一萃取劑相比，具有更高的釩萃取率，同時，混合萃取劑萃取 過程中，更少的鐵一同進入有機相。因此，混合萃取劑與單一萃取劑相比具有更好的鐵、釩 分離性能，能使釩酸浸液中的鐵與釩有效的分離。
[0034] 實施例2
[0035] -種分離釩酸浸液中鐵與釩的方法，其具體步驟為：
[0036]向f凡酸浸液中加入Na2S〇3，攪拌，在30°C下進行還原反應120min，得到還原后液； [0037] 加氨水調節還原后液pH至2.5,得到調后乳濁液;再將調后乳濁液固液分離，得萃 原液和調pH渣；
[0038]按體積比30 %二（2-乙基己基）磷酸酯、5 %仲碳伯胺和65 %磺化煤油配置的混合 萃取劑與萃原液按體積比1:1混合，攪拌15min，得到混合相;將混合相靜置后分相，經過1級 萃取，得到載釩有機相和含鐵萃余液。釩酸浸液與萃余液離子濃度如表3所示。
[0039]表 3
[0041 ] 釩酸浸液中98.73 %的釩進入到有機相中，僅有6.94%的鐵被萃取，剩余93.06% 的鐵留在了萃余液中，鐵與釩能夠有效的分離。
[0042] 實施例3
[0043] -種分離釩酸浸液中鐵與釩的方法，其具體步驟為：
[0044]向釩酸浸液中加入Na2SO3，攪拌，在60 °C下進行還原反應70min，得到還原后液； [0045] 加 NaOH溶液調節還原后液pH至1.0,得到調后乳濁液;再將調后乳濁液固液分離， 得萃原液和調pH渣；
[0046] 按體積比10 %二(2-乙基己基)磷酸酯、10 %三烷基叔胺和80 %磺化煤油配置的混 合萃取劑與萃原液按體積比〇. 5:1混合，攪拌Smin，得到混合相;將混合相靜置后分相，經過 5級萃取，得到載釩有機相和含鐵萃余液。釩酸浸液與萃余液離子濃度如表4所示。
[0047]表 4
[0049] 釩酸浸液中97.79%的釩進入到有機相中，僅有2.64%的鐵被萃取，剩余97.36% 的鐵留在了萃余液中，鐵與釩能夠有效的分離。
[0050] 實施例4
[0051 ] -種分離釩酸浸液中鐵與釩的方法，其具體步驟為：
[0052] 向f凡酸浸液中加入Na2S〇3，攪拌，在50 °C下進行還原反應90min，得到還原后液；
[0053] 加石灰乳調節還原后液pH至2.0,得到調后乳濁液;再將調后乳濁液固液分離，得 萃原液和調pH渣；
[0054] 按體積比10%2_乙基己基磷酸-單2-乙基己基酯、35%三烷基叔胺和55%磺化煤 油配置的混合萃取劑與萃原液按體積比1:1混合，攪拌5min，得到混合相;將混合相靜置后 分相，經過1級萃取，得到載釩有機相和含鐵萃余液。釩酸浸液與萃余液離子濃度如表5所 不。
[0055]表 5
L〇〇57J 釩酸浸液中96.58 %的釩進入到有機相中，僅有1.97 %的鐵被萃取，剩余98.03 % 的鐵留在了萃余液中，鐵與釩能夠有效的分離。
【主權項】
1. 一種分離釩酸浸液中鐵與釩的方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 向釩酸浸液中加入Na2S〇3，攪拌，30~75 °C還原反應20~120min，得到還原液； 2) 加堿液調節還原液pH至1.0~2.5,得到乳濁液;將乳濁液固液分離，得萃原液和渣； 3) 將混合萃取劑與萃原液按體積比（0.2~1): 1混合，攪拌得到混合相；混合相經過靜 置分相，得到載釩有機相和含鐵萃余液； 其中，所述的混合萃取劑由酸性磷類萃取劑、堿性胺類萃取劑及磺化煤油混合而成，三 者所占體積百分數為:酸性磷類萃取劑10%~30%，堿性胺類萃取劑5~35%，磺化煤油50 ~80%〇2. 如權利要求1所述分離釩酸浸液中鐵與釩的方法，其特征在于所述的釩酸浸液中釩 濃度為500~3000mg/L，鐵濃度為1000~13000mg/L，初始pH小于1。3. 如權利要求1所述分離釩酸浸液中鐵與釩的方法，其特征在于所述的堿液為石灰乳， 氨水，NaOH溶液中的一種。4. 如權利要求1所述分離釩酸浸液中鐵與釩的方法，其特征在于所述的酸性磷類萃取 劑為二(2-乙基己基)磷酸酯或2-乙基己基磷酸-單2-乙基己基酯。5. 如權利要求1所述分離釩酸浸液中鐵與釩的方法，其特征在于所述的堿性胺類萃取 劑為仲碳伯胺或三烷基叔胺。
【文檔編號】C22B3/40GK106086408SQ201610421893
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月13日 公開號201610421893.6, CN 106086408 A, CN 106086408A, CN 201610421893, CN-A-106086408, CN106086408 A, CN106086408A, CN201610421893, CN201610421893.6
【發明人】張一敏, 熊璞, 包申旭, 黃晶, 劉濤
【申請人】武漢理工大學