钒钠分离装置和方法，有利于解决目前在钒钠分离工艺中，工艺流程长，能耗高，钒回收率低等问题，有利于获得最佳的钒钠分离效果，提高钒的回收率，且工艺简单，能耗低，符合国家节能减排的政策，其特征在于，包括纳滤膜分离系统，所述纳滤膜分离系统的原液进口通过压力泵连接原液管路，所述纳滤膜分离系统的钠透过液出口连接钠透过液管路，所述纳滤膜分离系统的钒浓液回收口连接钒浓液回收管路。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钒钠溶液中的钒钠分离技术，例如湿法提钒工艺中的钒与钠分离、 水处理工艺中的钒钠分离等等，特别是一种。
技术介绍
钒是一种重要的战略资源，广泛应用于钢铁、合金、化工、钒电池等行业中。 钒在自然界分布很广，约占地壳质量0.02%，但其分布却十分分散，主要是和金属矿如 铁、钛、铀、钼、铜、铅、锌、铝等矿共生，或与碳质矿、磷矿共生。因此如何实现钒 与其他元素的分离，是实现钒的应用价值的关键所在。由于各种矿物的组成和结构不同，因此从不同矿物中提取钒的方法各异。钒渣 浸出提钒是一种重要且广泛采用的提钒工艺，即从钒钛磁铁矿(或含矾磁铁矿)提钒，通 常采用矿石炼铁——含钒铁水吹炼矾渔——银渣氧化钠化焙烧水浸提钒的方法。该方法 中，不可避免的混入了钠盐，如何实现浸出液中钒钠的分离是提钒工艺的关键所在。传统的钒钠分离工艺过程如下浸出液_净化液_ (加(NH4) 2S04)沉钒_ (搅拌加热)过滤洗涤_接第1路和第2路。第1路-多钒酸铵_高温热解_片状V205。第2路-沉钒母液_(加FeSO4)沉淀，得到钒酸铁返回焙烧工序，另外得到滤液 进入下一步_ (加Na2SO4)沉淀-滤液-蒸发浓缩-Na2S04、(NH4) 2S04。从上述工艺过程中看出，传统钒钠分离工艺流程长，产品质量不稳定、能耗 高、污水排放量大，且不易治理。其采用的蒸发浓缩工艺是万不得已的措施。因沉钒母 液中含有Na2S04、(NH4)2SO4,既无法返回工艺使用，又难以治理。蒸发浓缩工艺能耗 高，每生产1吨V2O5需处理废水40m3左右。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的缺陷或不足，提出一种。采 用所述装置或方法，有利于解决目前在钒钠分离工艺中，工艺流程长，能耗高，钒回收 率低等问题，有利于获得最佳的钒钠分离效果，提高钒的回收率，且工艺简单，能耗 低，符合国家节能减排的政策。本专利技术的技术构思是，采用纳滤膜的膜分离原理和纳滤膜荷电基团的道南 (Donnan)效应，在较低操作压力下实现钒钠溶液中不同价态离子钒与钠的分离，从而提 高钒的回收率，本专利技术的技术方案如下钒钠分离装置，其特征在于，包括纳滤膜分离系统，所述纳滤膜分离系统的原 液进口通过压力泵连接原液管路，所述纳滤膜分离系统的钠透过液出口连接钠透过液管 路，所述纳滤膜分离系统的钒浓液回收口连接钒浓液回收管路。3所述纳滤膜分离系统采用两个或两个以上纳滤膜元件串联而成的膜组件。所述纳滤膜分离系统采用4个纳滤膜元件串联而成的膜组件。所述压力泵采用高压泵，所述高压泵的原液进口端连接前置过滤装置，所述前 置过滤装置通过增压泵连接原液箱。所述前置过滤装置采用微滤器，所述增压泵与原液箱之间设置有原液调节阀。所述钒浓液回收管路连接循环脱钠溶液箱，所述循环脱钠溶液箱与纳滤膜分离 系统的钒浓液回收口之间设置有浓液调节阀，所述循环脱钠溶液箱通过脱钠溶液补水循 环处理管路连接原液箱。钒钠分离方法，其特征在于，包括以下步骤将包含钒钠的原液加压输入纳滤 膜分离系统中，通过纳滤膜元件串联而成的膜组件形成原液的反渗透过程和道南效应， 使得原液中的钠离子透过膜组件形成钠透过液并进入钠透过液管路，而原液中的钒离子 被膜组件截留形成钒浓液并进入钒浓液回收管路。所述钒浓液通过补加去离子水后进入原液，循环进行纳滤膜分离处理，实现进一步脱钠。采用纳滤膜处理钒钠混合溶液时，通过调节膜进出压力、PH值及温度，钒离子 的单次截留率高达99.5 100%，钠离子的单次截留率《8% ；钒离子的循环截留率高达 99.5 100%，钠离子的循环截留率低至0.49%，从而实现钒钠的分离。所述包含钒钠的原液通过增压泵输入微滤器进行前置过滤，以去除对膜组件有 损害的物质后，再由高压泵泵入纳滤膜分离系统中；所述膜组件中反渗透浓溶液侧的压 力范围为1.99 1.49MPa，跨膜压差为0.05 0.21MPa ；所述微滤器的孔径规格为4 6 μ m ；所述原液pH值调整为8.3 8.8。本专利技术的技术效果如下纳滤膜对钒的截留效果很好，基本上可以达到100%，钠的截留率很低，经过八 次循环后只有0.49%。基本上单次循环的截留率都在8%以下，经过了八次循环之后，钠 的总截留率降至0.49%，有高达99.51%的钠离子顺利的透过纳滤膜，和钒分离开，基本 上实现了钒钠完全分离。本专利技术的具有以下特点(1)纳米级孔径；(2)操作压力低；(3)具有离子选择性；(4)较好的耐压密性和较强的抗污染能力；(5)可取代传统处理过程中的多个步骤，因而比较经济。附图说明图1是实施本专利技术的钒钠分离装置结构示意图。图2是纳滤膜的渗透模式和反渗透模式工作原理示意图。图中标记列示如下1-原液箱，2-原液调节阀，3-增压泵，4-微滤器，5-高压泵，6_纳滤膜分离 系统，7-透过液箱，8-浓液调节阀，9-循环脱钠溶液箱，10-脱钠溶液补水循环处理管4路。11-渗透方向，12-反渗透方向，13-渗透浓溶液侧，14-渗透纳滤膜，15-渗透 稀溶液侧，16-加压装置，17-反渗透纳滤膜，18-反渗透稀溶液侧，19-反渗透浓溶液 侧。具体实施例方式下面结合附图(图1-图2)对本专利技术进行说明。本专利技术提出一种新型的，可以解决目前在钒钠分离工艺 中，工艺流程长，能耗高，钒回收率低等问题，能够获得最佳的钒钠分离效果，提高钒 的回收率，且工艺简单，能耗低，符合国家节能减排的政策。如图1所示，钒钠分离装置，包括纳滤膜分离系统6，所述纳滤膜分离系统6的 原液进口通过压力泵连接原液管路，所述纳滤膜分离系统6的钠透过液出口连接钠透过 液管路，所述纳滤膜分离系统6的钒浓液回收口连接钒浓液回收管路。所述纳滤膜分离 系统6采用两个或两个以上纳滤膜元件串联而成的膜组件。所述纳滤膜分离系统6采用4个纳滤膜元件串联而成的膜组件。所述压力泵采 用高压泵5，所述高压泵5的原液进口端连接前置过滤装置，所述前置过滤装置通过增压 泵3连接原液箱1。所述前置过滤装置采用微滤器4，所述增压泵3与原液箱1之间设置 有原液调节阀2。所述钒浓液回收管路连接循环脱钠溶液箱9，所述循环脱钠溶液箱9与 纳滤膜分离系统6的钒浓液回收口之间设置有浓液调节阀8，所述循环脱钠溶液箱9通过 脱钠溶液补水循环处理管路10连接原液箱1。图1中通过连接线箭头示意表示了钒钠分离方法的工艺流程。钒钠分离方法， 包括以下步骤将包含钒钠的原液加压输入纳滤膜分离系统中，通过纳滤膜元件串联而 成的膜组件形成原液的反渗透过程和道南效应，使得原液中的钠离子透过膜组件形成钠 透过液并进入钠透过液管路，而原液中的钒离子被膜组件截留形成钒浓液并进入钒浓液 回收管路。所述钒浓液通过补加去离子水后进入原液，循环进行纳滤膜分离处理，实现 进一步脱钠。图2是纳滤膜的渗透模式和反渗透模式工作原理示意图。如图2所示，图2中 的左边部分是纳滤膜的渗透模式，其渗透方向11是从渗透稀溶液侧15指向渗透浓溶液侧 13，并且穿过渗透纳滤膜14。图2中的右边部分是纳滤膜的反渗透模式，其反渗透方向 12是从渗透浓溶液侧19指向渗透稀溶液侧18，并且穿过反渗透纳滤膜17，在渗透浓溶液 侧19具有标记为16的加压工序或设置。膜分离法是利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的一种方法， 具有节能、高效等特本文档来自技高网...
【技术保护点】
钒钠分离装置，其特征在于，包括纳滤膜分离系统，所述纳滤膜分离系统的原液进口通过压力泵连接原液管路，所述纳滤膜分离系统的钠透过液出口连接钠透过液管路，所述纳滤膜分离系统的钒浓液回收口连接钒浓液回收管路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦华，李培佑，侯娜娜，刘雪冬，李士琦，
申请(专利权)人：北京能泰高科环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11
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