本发明专利技术公开了一种制钒的氨气回收制铵和废水循环使用的工艺，传统的提钒工艺程序复杂，且最难控制和处理的就是氨气排放和废水处理。本工艺可从采矿冶炼开始直接提取偏钒酸铵及多钒酸铵；在用偏钒酸铵或多钒酸铵制成高纯五氧化二钒过程中，可集束排放的全部氨气制成铵使用，确保废气零发放；采用多酸酯絮凝技术，使上述过程产生的全部废水得到有效处理，确保废水零排放，循环使用，且所有产品的纯度达到99.5～99.99％。99.5～99.99％。
【技术实现步骤摘要】
一种制钒的氨气回收制铵和废水循环使用的工艺
[0001]本申请是申请日为2018年09月13日、申请号为201811068047.6、专利技术名称为《一种制钒的氨气回收制铵和废水循环使用的工艺》的分案申请。
[0002]本专利技术属于制钒工艺
，具体涉及一种制钒的氨气回收制铵和废水循环使用的工艺。
技术介绍
[0003]钒元素被广泛于钢铁、有色金属、化工、合金、超导材料、汽车工业等领域，是一种重要的战略物资。
[0004]在自然界中钒元素分布极为分散，通常以V(Ⅲ)和V(Ⅳ)的形态存在，其中V(Ⅲ)占多数，三价钒能以类质同相形式进入硅酸盐矿物晶格中，同时，四价钒也可以类质同相形式存在于硅氧四面体结构中。此类矿石难于浸出，要将三价或四价钒浸出来，必须破坏晶体结构，使存在晶体结构中的钒释放出来。
[0005]常规的提钒工艺技术可以归纳为两种代表性的类型：焙烧提钒工艺(火法提钒工艺)和湿法提钒工艺。
[0006]湿法提钒工艺是对含钒原矿直接进行酸浸，包括在较高浓度酸性条件下，甚至是加热加压、氧化剂存在的环境下，实现在钒矿物中得到含钒液体的工艺过程。火法提钒工艺是矿石经过高温氧化焙烧，低价钒氧化转化为五价钒，再进行湿法浸出得到含钒液体，实现矿石提钒的工艺过程。在焙烧提钒工艺中，石煤加盐氧化钠化焙烧形成含钒熟料，用工艺水直接浸取(即水浸)得到含钒浓度较低的浸取液，然后加入氯化铵沉钒制得偏钒酸铵沉淀，焙烧后得到五氧化二钒粗品(粗钒)，再将粗钒经碱溶、除杂、氯化铵二次沉钒得偏钒酸铵，热分解后得到纯度大于98％的五氧化二钒产品。从而形成“钠法焙烧、两步法沉钒工艺”或“加盐焙烧提钒工艺”，或者将石灰、石灰石或其它含钙化合物作添加剂与石煤造球后进行焙烧，使钒氧化为不溶于水的钒的钙盐，再碳酸化浸出成含钒溶液，再以酸或稀碱溶液浸出。后续或采用水解沉钒，或采用溶解萃取，或用离子交换，然后采用热解工艺精制钒。
[0007]总之，将钒矿石经过加盐焙烧形成含钒熟料后，必须用水或酸或碱进行浸取，使三价钒、四价钒或五价钒从含钒熟料中浸取出来，再采用萃取与反萃取法，或用离子交换法使钒盐与浸取液中的其他成分分离开来，最终钒盐与氨水，或其他铵盐发生反应，生成偏钒酸铵沉淀，热分解后得到较高纯度的五氧化二钒产品。
[0008]然而在焙烧提钒工艺中会有氨气等气体逆出焙烧炉外，用酸(硫酸)浸取时会产生大量废水，该废水中含有硫酸根和二氧化硫，即使进行中和处理，废水中仍然含有硫酸盐及其它有害物质(如氨氮、残余的硫酸根等)。传统的提钒工艺程序复杂，且最难控制和处理的就是氨气排放和废水处理。如果对于上述过程中产生的氨气和废水不加以技术处理，不但浪费资源，而且会造成对江河湖的环境污染，甚至对人类的饮用水源产生危害。
技术实现思路
[0009]本专利技术的目的是针对现有技术工艺中存在的问题，可从采矿冶炼开始直接提取偏钒酸铵(NH4VO3)及多钒酸铵(NH4)2V6O
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；在用偏钒酸铵(NH4VO3) 或多钒酸铵(NH4)2V6O
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制成高纯五氧化二钒(V2O5)过程中，可集束全部排放的氨气(NH3)制成铵(NH
4+
)使用，确保废气零排放；由于采用多酸酯(R)(一种专利技术专利产品，亦称絮凝剂)技术，使上述过程中产生的全部废水得到有效处理，确保全部废水零排放，循环使用，且生产的所有产品纯度达到 99.5～99.99％。
[0010]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0011]一种制钒的氨气回收制铵和废水循环使用的工艺，制钒工艺包括：
[0012]1)制备偏钒酸铵和多钒酸铵；
[0013]2)将偏钒酸铵和多钒酸铵制成高纯五氧化二钒，其特征和过程包括如下步骤：
[0014]a、碱溶：用偏钒酸铵(NH4VO3)或多钒酸铵(NH4)2V6O
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溶解于碱 (NaOH)中，加热溶解偏钒酸铵(NH4VO3)或多钒酸铵(NH4)2V6O
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会产生大量的氨气(NH3)，采用氨(NH3)与水进行热分离技术，氨气(NH3) 进入回收塔，水蒸气落入反应堆内；
[0015]b、调pH值：在边溶解、边调酸的过程中，氨气(NH3)进了回收塔，而有一部分氨气(NH3)由于酸的作用下生成了金属铵(NH
4+
)；
[0016]c、合成：钒酸钠(Na3VO4)浓液处于内在的铵(NH
4+
)状态，不能挥发出氨气(NH3)；
[0017]d、洗涤：偏钒酸铵+(NH4VO3)内存在大量的钠盐，必须配以一定量的铵(NH4)絮凝剂多酸酯进行洗涤，最后再用适量的纯净水喷淋，得到高纯偏钒酸铵(NH4VO3)；
[0018]e、烘干：在40～60℃的环境下烘烤偏钒酸铵(NH4VO3)，在此温度下脱去其水分(H2O)；f、灼烧：将偏钒酸铵(NH4VO3)在450～550℃的炉内进行转化五氧化二钒(V2O5)，高温使偏钒酸铵(NH4VO3)内的铵(NH
4+
)促变成了氨气(NH3)，把所有氨气(NH3)全部输入氨气(NH3)回收塔或氨气(NH3)回收装置中进行富集，在氨气(NH3)回收塔或氨气(NH3)回收装置内投入强酸制成铵；
[0019]所述制备偏钒酸铵和多钒酸铵的步骤包括：
[0020]选矿、球磨粉碎、加入转化剂、成球制成Φ8～12mm的球状、在 800℃～850℃的环境下焙烧已成球的含钒矿料、浸出、调节pH值、富集得到钒酸钠浓液或硫酸氧钒浓液、转形、除杂、合成偏钒酸铵或多钒酸铵；
[0021]所述浸出步骤为：
[0022]把焙烧好的钒(V)球进行浸出，用水、酸的任一种，采取冷浸出、加热浸出、喷淋浸出的任一种方式，把已转化或氧化好的钒(V)浸出来，生成钒酸钠(Na3VO4)浓液或硫酸氧钒(VOSO4)浓液；
[0023]所述富集的步骤：
[0024]对浓度为2～10g/L低钒(V)矿品采用水浸出的方式，用酸调整pH值 6～5，把内存的钒(V)能变成阳离子，采用731、717等阳离子树酯进行富集，当树酯饱和后，用氢氧化钠(NaOH)反萃取，富集后的钒浓液含量可以达到120～150g/L；
[0025]所述用酸浸出的钒浓液，用磷酸三苯酯TPP、(C6H5O)3PO浸出，或用二 (2
‑
乙基己基)磷酸酯(C
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H
35
O4P)及萃取剂P
‑
204、或用磺化煤油的组成有机相的任一种进行富集，再利用强酸(硫酸)反萃取，将钒浓液含量富集到120～150g/L；
[0026]所述转形步骤为：
[0027]基于水浸出、碱反萃取冷调pH值，使钒酸钠(Na3VO4)浓液在遇到酸时会形成红色，采取加热的方式使其酸相与钒离子脱钩，浓液转形至水形、油形状态；
[0028]所述除杂步骤为：
[0029]为保证偏钒酸铵(NH4VO3)的质量，已被转形的钒酸钠(本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制钒的氨气回收制铵和废水循环使用的工艺，制钒工艺包括：1)制备偏钒酸铵和多钒酸铵；2)将偏钒酸铵和多钒酸铵制成高纯五氧化二钒，其特征和过程包括如下步骤：a、碱溶：用偏钒酸铵(NH4VO3)或多钒酸铵(NH4)2V6O
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溶解于碱(NaOH)中，加热溶解偏钒酸铵(NH4VO3)或多钒酸铵(NH4)2V6O
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会产生大量的氨气(NH3)，采用氨(NH3)与水进行热分离技术，氨气(NH3)进入回收塔，水蒸气落入反应堆内；b、调pH值：在边溶解、边调酸的过程中，氨气(NH3)进了回收塔，而有一部分氨气(NH3)由于酸的作用下生成了金属铵(NH
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)；c、合成：钒酸钠(Na3VO4)浓液处于内在的铵(NH
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)状态，不能挥发出氨气(NH3)；d、洗涤：偏钒酸铵+(NH4VO3)内存在大量的钠盐，必须配以一定量的铵(NH4)絮凝剂多酸酯进行洗涤，最后再用适量的纯净水喷淋，得到高纯偏钒酸铵(NH4VO3)；e、烘干：在40～60℃的环境下烘烤偏钒酸铵(NH4VO3)，在此温度下脱去其水分(H2O)；f、灼烧：将偏钒酸铵(NH4VO3)在450～550℃的炉内进行转化五氧化二钒(V2O5)，高温使偏钒酸铵(NH4VO3)内的铵(NH
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)促变成了氨气(NH3)，把所有氨气(NH3)全部输入氨气(NH3)回收塔或氨气(NH3)回收装置中进行富集，在氨气(NH3)回收塔或氨气(NH3)回收装置内投入强酸制成铵；所述制备偏钒酸铵和多钒酸铵的步骤包括：选矿、球磨粉碎、加入转化剂、成球制成Φ8～12mm的球状、在800℃～850℃的环境下焙烧已成球的含钒矿料、浸出、调节pH值、富集得到钒酸钠浓液或硫酸氧钒浓液、转形、除杂、合成偏钒酸铵或多钒酸铵；所述浸出步骤为：把焙烧好的钒(V)球进行浸出，用水、酸的任一种，采取冷浸出、加热浸出、喷淋浸出的任一种方式，把已转化或氧化好的钒(V)浸出来，生成钒酸钠(Na3VO4)浓液或硫酸氧钒(VOSO4)浓液；所述富集的步骤：对浓度为2～10g/L低钒(V)矿品采用水浸出的方式，用酸调整pH值6～5，把内存的钒(V)能变成阳离子，采用731、717等阳离子树酯进行富集，当树酯饱和后，用氢氧化钠(NaOH)反萃取，富集后的钒浓液含量可以达到120～150g/L；所述用酸浸出的钒浓液，用磷酸三苯酯TPP、(C6H5O)3PO浸出，或用二(2
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乙基己基)磷...
【专利技术属性】
技术研发人员：许小弟，周宏辉，
申请(专利权)人：中钒联科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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