一种赤泥碳化协同提钒的方法与流程

本申请涉及固体废弃物资源回收，尤其涉及一种赤泥碳化协同提钒的方法。

背景技术：

1、赤泥是铝土矿冶炼氧化铝过程中产生的一种典型的有色冶金固体废弃物，目前赤泥的处置方式以坝场堆存为主，不但占用大量的土地资源，造成周边环境污染，而且耗费较多的堆存建设和维护费用。铝土矿中的钒含量在0.038％-0.14％，在拜耳法生产过程中，有25％-30％的钒在苛性钠作用下溶解进入铝酸钠溶液，其余70％-75％的钒未溶出而进入赤泥。从赤泥中回收有价值的金属钒，不仅可以减少环境污染，还可以实现资源的综合利用。

2、目前从矿石中提取钒的常规方法有钠化焙烧、钙化焙烧和直接酸浸，钠化焙烧工艺简单，但在焙烧过程中会释放大量腐蚀性气体(hcl，cl2，so2等)。钙化焙烧污染少，但是焙烧温度高，能耗大，且对于赤泥造成固废增量。直接酸浸法处理赤泥，通常采用浓酸浸出，浸出过程酸可溶性金属如铁、铝、钠等同时浸出，酸消耗量大，浸出液成分复杂，钒纯化分离难度大。因此有必要寻求一种成本低廉、绿色无害的赤泥提钒技术。

技术实现思路

1、本申请提供了一种赤泥碳化协同提钒的方法，以解决现有从赤泥提取钒的环保经济性较差的技术问题。

2、第一方面，本申请提供了一种赤泥碳化协同提钒的方法，所述方法包括：

3、得到碳酸氢盐溶液；

4、对赤泥、氧化剂以及浸出剂进行提钒反应，后进行固液分离，得到含钒浸出液和无害化赤泥；其中，所述浸出剂的组分包括所述碳酸氢盐溶液；

5、使用离子交换树脂对所述含钒浸出液进行吸附处理，得到负载钒离子交换树脂和尾液；

6、对所述尾液进行浓缩，后进行碳化结晶，得到碳酸氢盐产品，以实现所述碳酸氢盐产品循环使用于所述提钒反应中；

7、对所述负载钒离子交换树脂进行酸液解吸，得到钒酸盐溶液和贫钒树脂，以实现所述贫钒树脂循环使用于所述吸附处理中。

8、可选的，所述浸出剂的组分还包括如下至少一种：碳酸盐、co2气体。

9、可选的，得到碳酸氢盐溶液，包括：

10、对原材料进行化学反应，得到碳酸氢盐溶液；其中，所述原材料具有多种组合模式，所述多种组合模式包括如下一种：碳酸盐、co2气体以及水组合、金属氢氧化物和co2气体组合。

11、可选的，所述浸出剂包括如下至少一种金属离子：na+、k+，所述金属离子的浓度为10g/l～30g/l。

12、可选的，所述尾液包括如下至少一种金属离子：na+、k+，所述金属离子的浓度为30g/l～100g/l。

13、可选的，所述氧化剂包括如下至少一种：过氧化钠、过氧化钾、双氧水、硝酸钠、硝酸钾。

14、可选的，相对于100干重量份的所述赤泥，所述氧化剂为0.05重量份～2重量份。

15、可选的，所述提钒反应的工艺参数包括：体系液固比(4～15):1，反应温度40℃～150℃，反应压力0mpa～2mpa，反应时间0.5h～8h。

16、可选的，所述对所述负载钒离子交换树脂进行酸液解吸，得到钒酸盐溶液和贫钒树脂，以实现所述贫钒树脂循环使用于所述吸附处理中，包括：

17、对所述负载钒离子交换树脂进行硫酸解吸，得到钒酸盐溶液和贫钒树脂，以实现所述贫钒树脂循环使用于所述吸附处理中；其中，

18、所述硫酸的浓度为0.2mol/l～2mol/l。

19、可选的，所述对所述负载钒离子交换树脂进行酸液解吸，得到钒酸盐溶液和贫钒树脂，以实现所述贫钒树脂循环使用于所述吸附处理中，之后还包括：

20、向所述钒酸盐溶液中加入硫酸铵，得到偏钒酸铵产品；

21、对所述偏钒酸铵产品进行煅烧，得到五氧化二钒产品。

22、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

23、本申请实施例提供的该赤泥碳化协同提钒的方法，温和的碳酸氢盐可以完全或部分浸出赤泥中的钒，并且在碳酸氢根的作用下，赤泥中碱性物质发生中和反应，促进赤泥提钒过程碳化脱碱；氧化剂可以提高赤泥中钒的浸出率，在氧化剂作用下，赤泥中的三价钒、四价钒离子形态发生改变，氧化生成易溶的五价钒，浸出剂中的碳酸氢盐可以与五价钒反应生成偏钒酸钠，以及与赤泥中的钒酸钙反应生成偏钒酸钠；使用离子交换树脂对含钒浸出液进行吸附处理，得到负载钒离子交换树脂和尾液；尾液碳化经浓缩后碳化回收碳酸氢盐，碳化效率高，回收的碳酸氢盐可以循环使用于提钒过程；负载钒离子交换树脂经过酸液解吸，回收贫钒树脂，以实现该贫钒树脂循环使用于吸附处理中，降低赤泥提钒成本。综上，本申请内容解决了从赤泥提取钒的环保经济性较差的技术问题。

技术特征：

1.一种赤泥碳化协同提钒的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸出剂的组分还包括如下至少一种：碳酸盐、co2气体。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，得到碳酸氢盐溶液，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸出剂包括如下至少一种金属离子：na+、k+，所述金属离子的浓度为10g/l～30g/l。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述尾液包括如下至少一种金属离子：na+、k+，所述金属离子的浓度为30g/l～100g/l。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化剂包括如下至少一种：过氧化钠、过氧化钾、双氧水、硝酸钠、硝酸钾。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，相对于100干重量份的所述赤泥，所述氧化剂为0.05重量份～2重量份。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提钒反应的工艺参数包括：体系液固比(4～15):1，反应温度40℃～150℃，反应压力0mpa～2mpa，反应时间0.5h～8h。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述负载钒离子交换树脂进行酸液解吸，得到钒酸盐溶液和贫钒树脂，以实现所述贫钒树脂循环使用于所述吸附处理中，包括：

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述负载钒离子交换树脂进行酸液解吸，得到钒酸盐溶液和贫钒树脂，以实现所述贫钒树脂循环使用于所述吸附处理中，之后还包括：

技术总结本申请涉及一种赤泥碳化协同提钒的方法，所述方法包括：得到碳酸氢盐溶液；对赤泥、氧化剂以及浸出剂进行提钒反应，后进行固液分离，得到含钒浸出液和无害化赤泥；其中，所述浸出剂的组分包括所述碳酸氢盐溶液；使用离子交换树脂对所述含钒浸出液进行吸附处理，得到负载钒离子交换树脂和尾液；对所述尾液进行浓缩，后进行碳化结晶，得到碳酸氢盐产品，以实现所述碳酸氢盐产品循环使用于所述提钒反应中；对所述负载钒离子交换树脂进行酸液解吸，得到钒酸盐溶液和贫钒树脂，以实现所述贫钒树脂循环使用于所述吸附处理中。本申请内容解决了从赤泥提取钒的环保经济性较差的技术问题。技术研发人员：李花霞,康泽双,刘中凯,孙凤娟,曹瑞雪,彭钰欣,张延利,范泽坤,田野,张腾飞,胡秋云,苏欢欢受保护的技术使用者：中铝郑州有色金属研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5