一种回收五氧化二钒和重铬酸钠的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010613822.9

申请日:

2010.12.30

公开号:

CN102021345A

公开日:

2011.04.20

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C22B 7/00申请日:20101230|||公开

IPC分类号:

C22B7/00; C22B3/12; B09B3/00; C22B34/22(2006.01)N; C22B34/32(2006.01)N

主分类号:

C22B7/00

申请人:

甘肃锦世化工有限责任公司

发明人:

韩登仑; 张忠元; 毛雪琴; 武平

地址:

734500 甘肃省张掖市民乐县生态工业园区1号

优先权:

专利代理机构:

甘肃省知识产权事务中心 62100

代理人:

张克勤

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内容摘要

本发明公开了一种回收五氧化二钒和重铬酸钠的方法,利用“生产重铬酸钠”生产过程中排出废弃物——含钒、铬钙渣。采用含钒、铬钙渣为原料,用水打浆加入纯碱,溶出渣中的五价钒和六价铬,过滤除碳酸钙渣。其碱性液用硫酸酸化,保温熟化后,过滤沉淀,其富含六价铬的酸性液进入重铬酸钠生产工序生产重铬酸钠。多钒酸钠用氢氧化钠溶液加热溶解并调节pH值,过滤除杂,所得富钒液中加入硫酸酸化至pH值为4~5左右时,加入铵盐,再用硫酸调节pH值至2~2.5,在加热、搅拌条件下可结晶出多钒酸铵沉淀,经过滤、洗涤、焙烧生产出合格的五氧化二钒成品。本发明对实现铬盐行业的清洁生产。

权利要求书

1: 一种回收重铬酸钠的方法,其特征在于包括以下步骤 : A 、钒酸钠与铬酸钠的溶出 含钒铬、钙渣与水按固液比为 1:1 打浆,加入含钒、钙铬渣质量的 10%~25% 纯碱, 在 80℃ ~95℃搅拌反应 2~3 小时,过滤除去碳酸钙渣 ; B、酸化沉钒 其碱性液中加入硫酸调节 PH 值至 1.0~
2: 5,90℃ -93℃保温熟化 1~3 小时,得多钒酸 钠沉淀 ; C、洗涤回收重铬酸钠 过滤洗涤得多钒酸钠沉淀,直至多钒酸钠沉淀中的重铬酸钠含量小于 3%,富含六价 铬的洗水—酸性液进入重铬酸钠生产线生产重铬酸钠。 2. 一种回收五氧化二钒的方法,其特征在于包括以下步骤 : D、碱溶多钒酸钠过滤除杂质 取权利要求 1 步骤 C 的过滤洗涤得的多钒酸钠沉淀,用浓度为 4%~10% 的氢氧化钠 溶液加热溶解,控制溶解的富钒液 PH 值在 7~9 之间,过滤除杂 ; E、制取多钒酸铵 在富钒液中加入硫酸调节 PH 值在 4~5 之间,按富钒液中五氧化二钒含量与硫酸铵的 质量比为 1.378 的 2 ~ 4 倍加入硫酸铵,再用硫酸调节 PH 值至 2~2.5,在 40℃ -60℃搅拌 0.5~1 小时,结晶出橘黄色多钒酸铵 (APV) 沉淀,过滤后,用浓度为 1%~5% 的硫酸铵 溶液洗涤至六价铬小于 1% 以下 ; F、焙烧制五氧化二钒 多钒酸铵沉淀放入电阻炉在 500℃ ~550℃焙烧 2~3 小时,产出五氧化二钒产品。

说明书


一种回收五氧化二钒和重铬酸钠的方法

    【技术领域】
     本发明属于铬盐领域,是一种 “生产重铬酸钠” 工艺中产生的废弃物 --- 含 钒、铬钙渣的回收再利用技术。背景技术
     “生产重铬酸钠”工艺中排出的废弃物 --- 含钒、铬钙渣的堆放是铬盐行业面临 重大环保问题,对其进行综合开发利用面临技术问题。
     在 “生产重铬酸钠工艺” 生产过程中,因铬铁矿中含有三氧化二钒,在回转窑 高温碱性焙烧条件下转化为水溶性钒酸钠,浸取时进入碱性液,导致碱性液中五氧化二 钒含量达 300 ~ 900ppm。 而钒酸钠的存在对碱性液加工为重铬酸钠的产品质量有严重影 响。 为不影响重铬酸钠的质量,在其中性液加入生石灰脱钒,使重铬酸钠产品中五氧化 二钒含量控制在指标范围以内。
     在除钒工序中所产生的含钒、铬钙渣,其五氧化二钒含量在 1.5% ~ 2.5% 之间, 重铬酸钠含量在 11% ~ 12.5% 之间,因此含钒、铬钙渣资源的综合利用在铬盐行业领域 的三废排放方面有着极其重要的意义。
     发明内容 本发明的目的是提供一种回收含钒、铬钙渣中重铬酸钠的方法。
     本发明另一个目的是提供一种回收含钒、铬钙渣中五氧化二钒的方法。
     本发明一种回收重铬酸钠的方法,包括下列步骤 : A 钒酸钠与铬酸钠的溶出 含钒铬、钙渣与水按固液比为 1:1 打浆,加入含钒、钙铬渣质量的 10%~25% 纯碱, 在 80℃ ~95℃搅拌反应 2~3 小时,过滤除去碳酸钙渣 ; 2Ca2 (OH) (VO3)3+4Na2CO3=4CaCO3 ↓ +6NaVO3+2NaOH B 酸化沉钒 其碱性液中加入硫酸调节 PH 值至 1.0~2.5,90℃ -93℃保温熟化 1~3 小时 ; 10NaVO3+ 4H2SO4= Na2O · 5V2O5 · 2H2O ↓ +4 Na 2SO4+2H2O C、洗涤回收重铬酸钠 过滤洗涤得多钒酸钠沉淀,直至多钒酸钠沉淀中的重铬酸钠含量小于 3%,富含六价 铬的洗水—酸性液进入重铬酸钠生产线生产重铬酸钠。
     2Na2CrO4+ H2SO4= Na2Cr2O7 + Na 2SO4 + H2O 本发明回收五氧化二钒的方法,包括以下步骤 : D、碱溶多钒酸钠过滤除杂质 取回收重铬酸钠的方法中步骤 C 的过滤洗涤得的多钒酸钠沉淀,用浓度为 4%~10% 的氢氧化钠溶液加热溶解,控制溶解的富钒液 PH 值在 7~9 之间,过滤除杂 ; Na2O · 5V2O5 · 2H2O + 8NaOH=10NaVO3+ 6H2O E、制取多钒酸铵在富钒液中加入硫酸调节 PH 值 4~5 之间,按富钒液中五氧化二钒含量与硫酸铵的质 量比为 1.378 的 2 ~ 4 倍加入硫酸铵,再用硫酸调节 PH 值至 2~2.5,在 40 ℃ -60 ℃搅拌 0.5~1 小时,结晶出橘黄色多钒酸铵 (APV) 沉淀,过滤后,用浓度为 1%~5% 的硫酸铵 溶液洗涤至六价铬小于 1% 以下 ; F、焙烧制五氧化二钒 多钒酸铵沉淀放入电阻炉在 500℃ ~550℃焙烧 2~3 小时,产出五氧化二钒产品。
     2NaVO3+(NH4)2SO4= 2NH4VO3 ↓ + Na2SO4 2NH4VO3=V2O5 + 2NH3 ↑+ H2O 本发明提取原料来源于 “生产重铬酸钠工艺” —— 脱钒工序所产生的含钒、铬钙 渣。
     本发明对重铬酸钠生产过程排出含钒、铬钙渣进行综合治理,借助于重铬酸钠 生产线。
     本发明能有效分离五价钒和六价铬,借助于铬盐生产线,实现了重铬酸钠生产 过程排出的废弃物 --- 含钒、铬钙渣的综合利用。 它不同于从煤矸石和冶炼钒渣中单纯 的提取五氧化二钒的工艺。 其特征体现在此方法不但能回收生产重铬酸钠过程所排出的 含钒、铬钙渣中的铬酸钠,而且还提取其中五氧化二钒。 对我国铬盐行业废弃物的综合 利用提供了新的思路,对实现铬盐行业的清洁生产、可持续发展具有重要意义,属于铬 盐行业重大技术创新。 附图说明
     图 1 是本发明的流程图。具体实施方式
     下面的实施例可以进一步说明本发明,但不以任何方式限制本发明。
     实施例 1: 回收重铬酸钠, 取 1.8 公斤含钒、铬钙渣 (Na2Cr2O7.2H2O :13%, V2O5 :1.63% CaO:28%),加水 1.8 公斤,打浆搅拌均匀后,再加入 0.36 公斤纯碱,在 80℃搅拌浸取 2 小时。 过滤碳酸钙 渣,在碱性液 (Na2Cr2O7.2H2O :148g/L, V2O5 :15g/L) 缓慢加入硫酸中调节 PH=1.2, 90 ℃ 保 温 熟 化 1 小 时, 过 滤、 洗 涤 多 钒 酸 钠 沉 淀 (V2O5 :53%, Na2Cr2O7.2H2O : 2.8%) ;酸性重铬酸钠溶液 (PH=1.2, V2O5 :0.45g/L, Na2Cr2O7.2H2O :124g/L) 进入重 铬酸钠生产线生产重铬酸钠。
     实施例 2: 回收五氧化二钒, 取实施例 1 过滤、洗涤的多钒酸钠沉淀用 600ml 浓度为 4% 的工业氢氧化钠加热溶解 并调节 PH=8, 过滤除去杂质,在富钒液中加入硫酸 1ml,调节 PH 为 2,加入 36 克工业硫 酸铵,在 50℃搅拌 0.8 小时,过滤后生成的多钒酸铵沉淀,用浓度为 3% 的硫酸铵 600ml 平均洗涤 4 次后,最后一次洗液中六价铬为 0.6g/L。 多钒酸铵沉淀在 105-110℃烘干 2 小 时,放入电阻炉在 550℃焙烧 2 小时,产出五氧化二钒,其含量为 99.68%。
     实施例 3 : 取 1.5 公斤含钒钙渣 (Na2Cr2O7.2H2O :12%, V2O5 :1.5% CaO:30%),加水 1.5 公斤,打浆搅拌均匀后,再加入 0.15 公斤纯碱,在 85℃搅拌浸取 3 小时,过滤碳酸钙渣。 其碱性液 (Na2Cr2O7.2H2O :136.8g/L, V2O5 :16.8g/L) 用硫酸调节 PH=2.5,90 ℃保温 熟化 3 小时,过滤、洗涤多钒酸钠沉淀 (V2O5 :59.28%, Na2Cr2O7.2H2O :2.5%) ;酸性 重铬酸钠溶液 (PH=2.5, V2O5 :0.80g/L, Na2Cr2O7.2H2O :130g/L) 生产重铬酸钠。 用 250ml 浓度为 7% 的氢氧化钠加热溶解多钒酸钠,并调节 PH=9, 过滤除去杂质。 在富钒液 中加入硫酸 0.8ml,调节 PH=2.5, 加入 39.2 克工业硫酸铵,在 60℃搅拌 0.5 小时后过滤, 生成的多钒酸铵沉淀用 300ml 浓度为 6% 硫酸铵溶液平均洗涤 5 次后,多钒酸铵沉淀再在 105-110℃烘干 2 小时,放入电阻炉在 520℃焙烧 2 小时,产出五氧化二钒,其主含量为 98.3%。
     实施例 4 : 取 1 公斤含钒钙渣 (Na2Cr2O7.2H2O :12%, V2O5 :2.5% CaO:31%),加水 1 公斤, 打浆搅拌均匀后,再加入 0.25 公斤纯碱,在 95℃搅拌浸取 2.5 小时。 过滤碳酸钙渣。 其 碱性液 (Na2Cr2O7.2H2O :148g/L, V2O5 :30g/L) 用硫酸调节 PH=2,93℃保温熟化 2 小 时,过滤、洗涤多钒酸钠沉淀 (V2O5 :58.08%, Na2Cr2O7.2H2O :1.56%) ;酸性重铬酸钠 液 (PH=2, V2O5 :0.32g/L, Na2Cr2O7.2H2O :140g/L) 返回重铬酸钠生产线生产重铬酸 钠。 多钒酸钠沉淀用 220ml 浓度为 9% 的氢氧化钠加热溶解并调节溶液 PH=7.5, 过滤除 去杂质。 在富钒液中加入 0.5ml 硫酸酸化至 PH=2.3,58 克固体工业硫酸铵,在 40℃搅 拌 1 小时后过滤,生成的多钒酸铵沉淀用 340ml 浓度为 5% 硫酸铵溶液平均洗涤 4 次,再 在 105-110℃烘干 2 小时,放入电阻炉在 550℃焙烧 2 小时,产出五氧化二钒,其含量为 99.14%。

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1、10申请公布号CN102021345A43申请公布日20110420CN102021345ACN102021345A21申请号201010613822922申请日20101230C22B7/00200601C22B3/12200601B09B3/00200601C22B34/22200601C22B34/3220060171申请人甘肃锦世化工有限责任公司地址734500甘肃省张掖市民乐县生态工业园区1号72发明人韩登仑张忠元毛雪琴武平74专利代理机构甘肃省知识产权事务中心62100代理人张克勤54发明名称一种回收五氧化二钒和重铬酸钠的方法57摘要本发明公开了一种回收五氧化二钒和重铬酸钠的方法,。

2、利用“生产重铬酸钠”生产过程中排出废弃物含钒、铬钙渣。采用含钒、铬钙渣为原料,用水打浆加入纯碱,溶出渣中的五价钒和六价铬,过滤除碳酸钙渣。其碱性液用硫酸酸化,保温熟化后,过滤沉淀,其富含六价铬的酸性液进入重铬酸钠生产工序生产重铬酸钠。多钒酸钠用氢氧化钠溶液加热溶解并调节PH值,过滤除杂,所得富钒液中加入硫酸酸化至PH值为45左右时,加入铵盐,再用硫酸调节PH值至225,在加热、搅拌条件下可结晶出多钒酸铵沉淀,经过滤、洗涤、焙烧生产出合格的五氧化二钒成品。本发明对实现铬盐行业的清洁生产。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102021。

3、359A1/1页21一种回收重铬酸钠的方法,其特征在于包括以下步骤A、钒酸钠与铬酸钠的溶出含钒铬、钙渣与水按固液比为11打浆,加入含钒、钙铬渣质量的1025纯碱,在8095搅拌反应23小时,过滤除去碳酸钙渣;B、酸化沉钒其碱性液中加入硫酸调节PH值至1025,9093保温熟化13小时,得多钒酸钠沉淀;C、洗涤回收重铬酸钠过滤洗涤得多钒酸钠沉淀,直至多钒酸钠沉淀中的重铬酸钠含量小于3,富含六价铬的洗水酸性液进入重铬酸钠生产线生产重铬酸钠。2一种回收五氧化二钒的方法,其特征在于包括以下步骤D、碱溶多钒酸钠过滤除杂质取权利要求1步骤C的过滤洗涤得的多钒酸钠沉淀,用浓度为410的氢氧化钠溶液加热溶解,。

4、控制溶解的富钒液PH值在79之间,过滤除杂;E、制取多钒酸铵在富钒液中加入硫酸调节PH值在45之间,按富钒液中五氧化二钒含量与硫酸铵的质量比为1378的24倍加入硫酸铵,再用硫酸调节PH值至225,在4060搅拌051小时,结晶出橘黄色多钒酸铵(APV)沉淀,过滤后,用浓度为15的硫酸铵溶液洗涤至六价铬小于1以下;F、焙烧制五氧化二钒多钒酸铵沉淀放入电阻炉在500550焙烧23小时,产出五氧化二钒产品。权利要求书CN102021345ACN102021359A1/3页3一种回收五氧化二钒和重铬酸钠的方法技术领域0001本发明属于铬盐领域,是一种“生产重铬酸钠”工艺中产生的废弃物含钒、铬钙渣的回。

5、收再利用技术。背景技术0002“生产重铬酸钠”工艺中排出的废弃物含钒、铬钙渣的堆放是铬盐行业面临重大环保问题,对其进行综合开发利用面临技术问题。0003在“生产重铬酸钠工艺”生产过程中,因铬铁矿中含有三氧化二钒,在回转窑高温碱性焙烧条件下转化为水溶性钒酸钠,浸取时进入碱性液,导致碱性液中五氧化二钒含量达300900PPM。而钒酸钠的存在对碱性液加工为重铬酸钠的产品质量有严重影响。为不影响重铬酸钠的质量,在其中性液加入生石灰脱钒,使重铬酸钠产品中五氧化二钒含量控制在指标范围以内。0004在除钒工序中所产生的含钒、铬钙渣,其五氧化二钒含量在1525之间,重铬酸钠含量在11125之间,因此含钒、铬钙。

6、渣资源的综合利用在铬盐行业领域的三废排放方面有着极其重要的意义。0005发明内容本发明的目的是提供一种回收含钒、铬钙渣中重铬酸钠的方法。0006本发明另一个目的是提供一种回收含钒、铬钙渣中五氧化二钒的方法。0007本发明一种回收重铬酸钠的方法,包括下列步骤A钒酸钠与铬酸钠的溶出含钒铬、钙渣与水按固液比为11打浆,加入含钒、钙铬渣质量的1025纯碱,在8095搅拌反应23小时,过滤除去碳酸钙渣;2CA2(OH)VO334NA2CO34CACO36NAVO32NAOHB酸化沉钒其碱性液中加入硫酸调节PH值至1025,9093保温熟化13小时;10NAVO34H2SO4NA2O5V2O52H2O4N。

7、A2SO42H2OC、洗涤回收重铬酸钠过滤洗涤得多钒酸钠沉淀,直至多钒酸钠沉淀中的重铬酸钠含量小于3,富含六价铬的洗水酸性液进入重铬酸钠生产线生产重铬酸钠。00082NA2CRO4H2SO4NA2CR2O7NA2SO4H2O本发明回收五氧化二钒的方法,包括以下步骤D、碱溶多钒酸钠过滤除杂质取回收重铬酸钠的方法中步骤C的过滤洗涤得的多钒酸钠沉淀,用浓度为410的氢氧化钠溶液加热溶解,控制溶解的富钒液PH值在79之间,过滤除杂;NA2O5V2O52H2O8NAOH10NAVO36H2OE、制取多钒酸铵说明书CN102021345ACN102021359A2/3页4在富钒液中加入硫酸调节PH值45之。

8、间,按富钒液中五氧化二钒含量与硫酸铵的质量比为1378的24倍加入硫酸铵,再用硫酸调节PH值至225,在4060搅拌051小时,结晶出橘黄色多钒酸铵(APV)沉淀,过滤后,用浓度为15的硫酸铵溶液洗涤至六价铬小于1以下;F、焙烧制五氧化二钒多钒酸铵沉淀放入电阻炉在500550焙烧23小时,产出五氧化二钒产品。00092NAVO3NH42SO42NH4VO3NA2SO42NH4VO3V2O52NH3H2O本发明提取原料来源于“生产重铬酸钠工艺”脱钒工序所产生的含钒、铬钙渣。0010本发明对重铬酸钠生产过程排出含钒、铬钙渣进行综合治理,借助于重铬酸钠生产线。0011本发明能有效分离五价钒和六价铬,。

9、借助于铬盐生产线,实现了重铬酸钠生产过程排出的废弃物含钒、铬钙渣的综合利用。它不同于从煤矸石和冶炼钒渣中单纯的提取五氧化二钒的工艺。其特征体现在此方法不但能回收生产重铬酸钠过程所排出的含钒、铬钙渣中的铬酸钠,而且还提取其中五氧化二钒。对我国铬盐行业废弃物的综合利用提供了新的思路,对实现铬盐行业的清洁生产、可持续发展具有重要意义,属于铬盐行业重大技术创新。附图说明0012图1是本发明的流程图。具体实施方式0013下面的实施例可以进一步说明本发明,但不以任何方式限制本发明。0014实施例1回收重铬酸钠,取18公斤含钒、铬钙渣(NA2CR2O72H2O13,V2O5163CAO28),加水18公斤,。

10、打浆搅拌均匀后,再加入036公斤纯碱,在80搅拌浸取2小时。过滤碳酸钙渣,在碱性液(NA2CR2O72H2O148G/L,V2O515G/L)缓慢加入硫酸中调节PH12,90保温熟化1小时,过滤、洗涤多钒酸钠沉淀(V2O553,NA2CR2O72H2O28);酸性重铬酸钠溶液(PH12,V2O5045G/L,NA2CR2O72H2O124G/L进入重铬酸钠生产线生产重铬酸钠。0015实施例2回收五氧化二钒,取实施例1过滤、洗涤的多钒酸钠沉淀用600ML浓度为4的工业氢氧化钠加热溶解并调节PH8,过滤除去杂质,在富钒液中加入硫酸1ML,调节PH为2,加入36克工业硫酸铵,在50搅拌08小时,过滤。

11、后生成的多钒酸铵沉淀,用浓度为3的硫酸铵600ML平均洗涤4次后,最后一次洗液中六价铬为06G/L。多钒酸铵沉淀在105110烘干2小时,放入电阻炉在550焙烧2小时,产出五氧化二钒,其含量为9968。0016实施例3取15公斤含钒钙渣(NA2CR2O72H2O12,V2O515CAO30),加水15公说明书CN102021345ACN102021359A3/3页5斤,打浆搅拌均匀后,再加入015公斤纯碱,在85搅拌浸取3小时,过滤碳酸钙渣。其碱性液(NA2CR2O72H2O1368G/L,V2O5168G/L)用硫酸调节PH25,90保温熟化3小时,过滤、洗涤多钒酸钠沉淀V2O55928,N。

12、A2CR2O72H2O25;酸性重铬酸钠溶液(PH25,V2O5080G/L,NA2CR2O72H2O130G/L生产重铬酸钠。用250ML浓度为7的氢氧化钠加热溶解多钒酸钠,并调节PH9,过滤除去杂质。在富钒液中加入硫酸08ML,调节PH25,加入392克工业硫酸铵,在60搅拌05小时后过滤,生成的多钒酸铵沉淀用300ML浓度为6硫酸铵溶液平均洗涤5次后,多钒酸铵沉淀再在105110烘干2小时,放入电阻炉在520焙烧2小时,产出五氧化二钒,其主含量为983。0017实施例4取1公斤含钒钙渣(NA2CR2O72H2O12,V2O525CAO31),加水1公斤,打浆搅拌均匀后,再加入025公斤纯。

13、碱,在95搅拌浸取25小时。过滤碳酸钙渣。其碱性液(NA2CR2O72H2O148G/L,V2O530G/L)用硫酸调节PH2,93保温熟化2小时,过滤、洗涤多钒酸钠沉淀V2O55808,NA2CR2O72H2O156;酸性重铬酸钠液(PH2,V2O5032G/L,NA2CR2O72H2O140G/L返回重铬酸钠生产线生产重铬酸钠。多钒酸钠沉淀用220ML浓度为9的氢氧化钠加热溶解并调节溶液PH75,过滤除去杂质。在富钒液中加入05ML硫酸酸化至PH23,58克固体工业硫酸铵,在40搅拌1小时后过滤,生成的多钒酸铵沉淀用340ML浓度为5硫酸铵溶液平均洗涤4次,再在105110烘干2小时,放入电阻炉在550焙烧2小时,产出五氧化二钒,其含量为9914。说明书CN102021345ACN102021359A1/1页6图1说明书附图CN102021345A。

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