一种从含钒、钨和硅的碱性溶液中制备钒钨混合钙盐的方法技术

本发明专利技术涉及一种从含钒、钨和硅的碱性溶液中制备钒钨混合钙盐的方法，所述方法包括如下步骤：采用硫酸将含钒、钨和硅的碱性溶液pH值调节至弱碱性，进而加入硫酸镁，脱除溶液中的硅；脱硅后，加入石灰粉体，在一定温度下反应一定时间，过滤，得到钒钨混合钙盐。该方法避免了氯离子的引入，降低了设备材质要求；钒及钨的回收率均高于90％，得到的钒钨混合钙盐中，WO3及V2O5含量之和达到70％以上。含量之和达到70％以上。含量之和达到70％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种从含钒、钨和硅的碱性溶液中制备钒钨混合钙盐的方法


[0001]本专利技术属于资源回收利用领域，具体涉及一种从含钒、钨和硅的碱性溶液中制备钒钨混合钙盐的方法。

技术介绍

[0002]目前，在工业的发展过程中形成了很多的固体的废弃物，其中部分固体废弃物中含有较多的有价金属元素如钒和钨等，典型代表是废脱硝催化剂。废SCR催化剂主要组分包括80～85wt％TiO2、0.5％～1wt％V2O5、4～10wt％WO3等有价金属组分，以及SiO2等结构辅助成分。通过湿法冶金技术回收其中钛、钨、钒等高值组分受到人们广泛的关注。其中，通过废催化剂碱浸工艺浸出其中的钒、钨、硅，进而从含有钒、钨、硅的碱性溶液中脱硅、钙沉制备钒钨混合钙盐，用于钨冶炼的原料，是一种常见方法。一般的工艺流程是首先利用盐酸调节溶液的pH值，然后加入氯化镁进行脱硅，最后加入氯化钙进行沉淀钒和钨。
[0003]但是，现有技术由于在溶液过多的引入了氯离子使得在操作过程中会形成高盐废水，对环境造成一定的影响。同时由于氯离子的引入使得对处理过程中的设备、管道和阀门等设备具有严苛的要求，同时还需要配备其他辅助设备来消除氯离子带来的环境问题，使得整体工艺中设备投资较高，日常维护工作量增大。
[0004]因此，目前急需一种回收率高及设备友好的回收方法以从含钒、钨和硅的碱性溶液中回收钒和钨。

技术实现思路

[0005]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种从含钒、钨和硅的碱性溶液中制备钒钨混合钙盐的方法，实现了对溶液中钒和钨的绿色高效的回收，钒和钨的回收率均高于90％。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种从含钒、钨和硅的碱性溶液中制备钒钨混合钙盐的方法，所述方法包括以下步骤：
[0008](1)向含有钒、钨和硅的碱性溶液中加入硫酸调节pH，之后加入硫酸镁进行除硅，然后进行固液分离，得到一次处理液；
[0009](2)向步骤(1)得到一次处理液中加入石灰粉体在搅拌下进行沉淀反应，然后进行固液分离，得到钒钨钙盐固体。
[0010]本专利技术通过采用硫酸作为溶液pH的调整剂，硫酸镁作为脱硅剂，石灰作为沉淀剂，避免了采用盐酸所带来的设备材质与环保问题。通过工艺条件的控制，使和优先与钙反应，抑制石膏的生成；同时，通过强烈搅拌抑制溶液中石灰表面生成钒钨钙盐或石膏，避免石灰因被包裹而反应不充分，从而实现溶液中钒和钨高回收率和提高产品中钒和钨含量，其中本专利技术中得到的滤液可以返回水处理过程中进行循环利用，进而减少工艺对环境的污染及实现了水资源的高效利用。本专利技术中利用硫酸镁作为脱硅剂避免了氯离子的
引入，而镁盐在现有技术中是脱硅的常规选择，同时利用镁盐进行脱硅在现有技术中已是比较成熟的技术，相关的工艺参数已有披露，因此在本专利技术中对脱硅的过程不做具体限定及说明。
[0011]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述含有钒、钨和硅的碱性溶液中包含NaOH、Na2SiO3、Na2WO4和Na3VO4。
[0012]作为本专利技术优选的技术方案，所述碱性溶液中NaOH的浓度为10-200g/L，例如可以是10g/L、30g/L、50g/L、75g/L、100g/L、150g/L或200g/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0013]优选地，所述碱性溶液中V的浓度以V2O5计为1-20g/L，例如可以是1g/L、3g/L、5g/L、7g/L、10g/L、13g/L、16g/L或20g/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0014]优选地，所述碱性溶液中W的浓度以WO3计为10-50g/L，例如可以是10g/L、15g/L、20g/L、25g/L、30g/L、35g/L、40g/L、45g/L或50g/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0015]优选地，所述碱性溶液中Si的浓度以SiO2计为10-80g/L，例如可以是10g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、70g/L或80g/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0016]本专利技术中的碱性溶液来源可以是废脱硝催化剂碱浸溶液，包括浸出溶液、经过蒸发或膜浓缩后的浸出溶液及其他含有上述组分的溶液，本专利技术中就不在赘述。
[0017]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述调节pH的终点pH为10-12，例如可以是10、10.5、11、11.5或12等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0018]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述石灰粉体为生石灰粉体和/或熟石灰粉体，优选为生石灰粉体。
[0019]优选地，所述石灰粉体的加入量为一次处理液中钒和钨摩尔量之和的1-1.3倍，例如可以是1倍、1.05倍、1.1倍、1.15倍、1.2倍、1.25倍或1.3倍等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述搅拌的速度为200-500r/min，例如可以是200r/min、250r/min、300r/min、350r/min、400r/min、450r/min或500r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0021]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述沉淀反应的温度为60-100℃，例如可以是60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0022]优选地，步骤(2)所述沉淀作业的时间为3-6h，例如可以是3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h或6h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0023]作为本专利技术优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
[0024](1)向含有钒、钨和硅的碱性溶液中加入硫酸将溶液的pH调至10-12，之后加入硫酸镁进行除硅，然后进行固液分离，得到一次处理液；其中，所述含有钒、钨和硅的碱性溶液中包含NaOH、Na2SiO3、Na2WO4和Na3VO4；所述碱性溶液中NaOH的浓度为10-200g/L；所述碱性
溶液中V的浓度以V2O5计为1-20g/L；所述碱性溶液中W的浓度以WO3计为10-50g/L；所述碱性溶液中Si的浓度以SiO2计为10-80g/L；
[0025](2)向步骤(1)得到一次处理液中加入石灰粉体在搅拌速度为200-500r/min和温度为60-100℃的条件下进行沉淀反应3-6h，然后进行固液分离，得到钒钨钙盐固体；其中，所述石灰粉体为生石灰粉体和/或熟石灰粉体；所述石灰粉体的加入量为一次处理液中钒和钨摩尔量之和的1-1.3倍。
[0026]与现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从含钒、钨和硅的碱性溶液中制备钒钨混合钙盐的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)向含有钒、钨和硅的碱性溶液中加入硫酸进行调节pH，之后加入硫酸镁进行除硅，然后进行固液分离，得到一次处理液；(2)向步骤(1)得到一次处理液中加入石灰粉体在搅拌下进行沉淀反应，然后进行固液分离，得到钒钨钙盐固体。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述含有钒、钨和硅的碱性溶液中包含NaOH、Na2SiO3、Na2WO4和Na3VO4。3.如权利要求2所述的方法，所述碱性溶液中NaOH的浓度为10-200g/L；优选地，所述碱性溶液中V的浓度以V2O5计为1-20g/L；优选地，所述碱性溶液中W的浓度以WO3计为10-50g/L；优选地，所述碱性溶液中Si的浓度以SiO2计为10-80g/L。4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述调节pH的终点pH为10-12。5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述石灰粉体为生石灰粉体和/或熟石灰粉体，优选为生石灰粉体；优选地，所述石灰粉体的加入量为一次处理液中钒和钨摩尔量之和的1-1.3倍。6.如权利要求1-5任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李会泉，刘晋隆，王兴瑞，陈艳，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：