一种吸附法从沉钒后液中分离富集钒铬的方法技术

本发明专利技术公开了一种以氧化锆为吸附剂从低浓度钒铬废水中分离提取钒铬的方法，以便在保证吸附效果处理污水的前提下，提高溶液中钒和铬的分离能力，并富集得到高浓度高纯度的钒和铬的产品。

A Method of Separating and Concentrating Vanadium and Chromium from Post-precipitation Vanadium Solution by Adsorption

The invention discloses a method for separating and extracting vanadium and chromium from low concentration vanadium and chromium wastewater by using zirconia as adsorbent, so as to improve the separation ability of vanadium and chromium in solution and enrich high concentration and high purity vanadium and chromium products on the premise of ensuring the adsorption effect for treating wastewater.

【技术实现步骤摘要】
一种吸附法从沉钒后液中分离富集钒铬的方法
本专利技术涉及一种从低浓度钒铬废液中分离提取钒铬、净化污水的吸附法工艺
，适用于攀钢沉钒后液的处理。
技术介绍
钒和铬在现代工业中具有广泛的应用，但是通常作为伴生矿石存在于含钒钛磁铁矿中，特别是在我国攀枝花地区。它们常常与钛、铁、钴、镍和铂等金属相结合。攀枝花目前采用的提钒工艺是直接从高品位矿石中提取钒，从低品位矿石中提取钒则是从钒渣中提取。然而，钒渣的萃取由于其相似的化学性质，总是同时从渣中引入V(V)和Cr(VI)到萃取液中。用铵盐一步法沉淀钒可以从浸出物中回收大部分钒，但钒沉淀后残留在溶液中的V(V)和Cr(VI)仍违反中国工业废水排放标准GB26452-2011，其中规定最大总V(V)和Cr(VI)含量分别小于0.3mg/L和0.5mg/L。从低浓度含钒铬酸盐溶液中去除钒沉淀后的V(V)和Cr(VI)对环境保护和资源回收具有重要意义和必要性。目前从钒沉淀后溶液中去除V(V)和Cr(VI)的方法包括化学或还原沉积法、萃取法和离子交换法等。然而，在还原沉积过程中存在成本和覆盖面积相对较高的问题。在萃取提取过程中，它的操作成本也很高，实现起来不容易，并且在操作过程中很容易产生乳化液。V(V)和Cr(VI)离子交换过程则比较复杂，伴随成本高，分离效率低等问题。吸附法以其效率高、操作简便、设备相对紧凑等优点，广泛应用于重金属离子的分离和回收过程中，特别是在处理低浓度溶液时。目前已有各种吸附剂用于去除Cr(VI)或V(V)，但由于其相同的性质，单一吸附剂对Cr(VI)或V(V)的同时高效回收和选择性分离已难以实现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种以氧化锆为吸附剂从低浓度钒铬废水中分离提取钒铬的方法，以便在保证吸附效果处理污水的前提下，提高溶液中钒和铬的分离能力，并富集得到高浓度高纯度的钒和铬的产品。本专利技术的目的可以通过以下措施来实现：一种吸附法从沉钒后液中分离富集钒铬的方法包括以下步骤：(1)调节沉钒后液的pH值至3.5左右，送入含有氧化锆吸附剂的吸附装置进行吸附，此时沉钒液中的钒吸附到吸附剂上，而铬残留在吸附后液中；(2)调节吸附后液的pH值至10左右，送入第二个含有氧化锆吸附剂的吸附装置进行吸附，此时吸附剂吸附溶液中的铬，得到的残余液满足废水排放标准；(3)将步骤一和二中吸附后的吸附剂分别置于pH值为13和pH值为7的水溶液中浓缩解吸得到高浓度高纯度钒产品和铬产品。所述氧化锆吸附剂由以下步骤制备：(1)浓硫酸(98wt％)2g、异丙醇40ml和正丁醇锆10ml混合制成溶液A(2)异丙醇20ml和去离子水5ml混合而成溶液B(3)将溶液B缓慢成滴加入溶液A，得到黄色固体胶体(4)无搅拌熟化后80℃干燥得到米白色块状固体(5)通空气的情况下600℃煅烧4h得到白色块状固体氧化锆，充分研磨，在100目和200目之间筛分得到吸附剂样品所述的氧化锆吸附剂X射线衍射为四方相晶型，晶粒尺寸约20nm，比表面积为91.4732㎡/g，平均孔径为7.2652nm。的对钒的吸附容量为55-73mg/g，对铬的吸附容量为12-17mg/g，对钒和铬混合液的分离系数高达362.05。本专利技术和现有方法相比具有如下优点：(1)本专利技术的吸附剂制法简单，不污染环境，不产生废渣、废气，环境较好，价格较低。(2)本专利技术对钒和铬具有不同的最佳吸附pH值，分离可操作性强。(3)本专利技术的吸附剂在钒铬混合溶液中钒强烈吸附而抑制铬的吸附，提高了吸附后液的纯度(4)本专利技术中原溶液中六价铬经吸附后会还原为三价铬，降低了毒性(5)本专利技术在实验室利用沉钒后液做多次吸附试验，证明是一种从沉钒后液中分离富集钒铬的可行工艺和技术。本专利技术的工艺流程简单合理，操作方便，具有创新性。附图说明图1为本专利技术吸附法从沉钒后液中分离富集钒铬的方法原理示意图。图2为钒和隔的吸附pH值选择。向不同pH值的沉钒后液中加入氧化锆吸附剂进行吸附后的吸附效果图。图3为氧化锆吸附钒投加量确定。在pH＝3的沉钒后液中加入不同量氧化锆吸附剂进行吸附后的吸附效果图。图4为氧化锆吸附铬投加量确定。在pH＝10的沉钒后液中加入不同量氧化锆吸附剂进行吸附后的吸附效果图。图5为钒和铬的解吸pH值选择。将吸附有钒和铬的吸附剂加入到不同pH值溶液中钒和铬的解吸附效果图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利技术所保护的范围。本专利技术将结合实施例作出进一步详述：实施例1向沉钒后液(钒100.7mg/L，铬99.07mg/L)加入1M的硝酸调节pH值至3，投入固液比为0.8g/L的氧化锆吸附剂，吸附时间为24h，得到V-ZrO2和一次吸附后液。然后用1M的氢氧化钠调节吸附后溶液pH值为10，投入固液比为2.4g/L的氧化锆吸附剂吸附铬，吸附时间为24h，得到最终吸附残余液和Cr-ZrO2。吸附残余液中钒浓度为5.65ug/L，铬浓度为0.33mg/L，符合排放标准。将V-ZrO2以固液比为32g/L，在pH值为13的溶液中解吸，得到解吸液钒浓度为705.52mg/L，纯度为99.89％。将Cr-ZrO2以固液比为32g/L，在pH值为7的溶液中解吸，得到解吸液铬浓度为1189.6mg/L，纯度为99.94％。实施例2向沉钒后液(钒100.7mg/L，铬99.07mg/L)加入1M的盐酸调节pH值至3，投入固液比为0.8g/L的氧化锆吸附剂，吸附时间为24h，得到V-ZrO2和一次吸附后液。然后用1M的氢氧化钠调节吸附后溶液pH值为10，投入固液比为2.4g/L的氧化锆吸附剂吸附铬，吸附时间为24h，得到最终吸附残余液和Cr-ZrO2。吸附残余液中钒浓度为7.46ug/L，铬浓度为0.37mg/L，符合排放标准。将V-ZrO2以固液比为32g/L，在pH值为13的溶液中解吸，得到解吸液钒浓度为701.34mg/L，纯度为99.87％。将Cr-ZrO2以固液比为32g/L，在pH值为()7的溶液中解吸，得到解吸液铬浓度为1185.44mg/L，纯度为99.96％。实施例3向沉钒后液(钒100.7mg/L，铬99.07mg/L)加入1M的硫酸调节pH值至3，投入固液比为0.8g/L的氧化锆吸附剂，吸附时间为24h，得到V-ZrO2和一次吸附后液。然后用1M的氢氧化钠调节吸附后溶液pH值为10，投入固液比为2.4g/L的氧化锆吸附剂吸附铬，吸附时间为24h，得到最终吸附残余液和Cr-ZrO2。吸附残余液中钒浓度为49.5ug/L，铬浓度为0.79mg/L，符合排放标准。将V-ZrO2以固液比为32g/L，在pH值为13的溶液中解吸，得到解吸液钒浓度为683.23mg/L，纯度为99.84％。将Cr-ZrO2以固液比为32g/L，在pH值为7的溶液中解吸，得到解吸液铬浓度为1043.38mg/L，纯度为99.92％。实施例4向沉钒后液(钒100.7mg/L，铬99.07mg/L)加入1M的硝酸调节pH值至3，投入固液比为0.8g/L的氧化锆吸附剂，吸附时间为20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸附法从沉钒后液中分离富集钒铬的方法，包括下述步骤：(1)调节沉钒后液的pH值至3‑4左右，送入含有氧化锆吸附剂的吸附装置进行吸附，此时沉钒液中的钒吸附到吸附剂上，而铬残留在吸附后液中；(2)调节吸附后液的pH值至10左右，送入第二个含有氧化锆吸附剂的吸附装置进行吸附，此时吸附剂吸附溶液中的铬，得到的残余液满足废水排放标准；(3)将步骤一中吸附后的吸附剂分别置于pH值为13的水溶液中浓缩解吸得到高浓度高纯度钒产品；(4)将步骤二中吸附后的吸附剂分别置于水溶液中浓缩解吸得到高浓度高纯度铬产品。

【技术特征摘要】
1.一种吸附法从沉钒后液中分离富集钒铬的方法，包括下述步骤：(1)调节沉钒后液的pH值至3-4左右，送入含有氧化锆吸附剂的吸附装置进行吸附，此时沉钒液中的钒吸附到吸附剂上，而铬残留在吸附后液中；(2)调节吸附后液的pH值至10左右，送入第二个含有氧化锆吸附剂的吸附装置进行吸附，此时吸附剂吸附溶液中的铬，得到的残余液满足废水排放标准；(3)将步骤一中吸附后的吸附剂分别置于pH值为13的水溶液中浓缩解吸得到高浓度高纯度钒产品；(4)将步骤二中吸附后的吸附剂分别置于水溶液中浓缩解吸得到高浓度高纯度铬产品。2.如权利要求1所述吸附法从沉钒后液中分离富集钒铬的方法，其特征在于所述氧化锆吸附剂由以下步骤制备：(1)浓硫酸、异丙醇和正丁醇锆混合制成溶液A(2)异丙醇和去离子水混合而成溶液B(3)将溶液B缓慢成滴加入溶液A，得到黄色固体胶体(4)无搅拌熟化后干燥得到米白色块状固体(5)空气气氛下煅烧得到白色块状固体氧化锆，研磨制成吸附剂。3.如权利要求1所述吸附法从沉钒后液中分离富集钒铬的方法，其特征在于吸附剂对钒的最佳吸附pH值为3.5，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋炜，吴伯泱，田文，吴潘，刘长军，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51