一种胺类萃取杂多酸杂质制备高纯钒的方法

本发明涉及胺类萃取杂多酸杂质制备高纯钒的方法。普通钒的溶液中通常会掺杂铬、硅、磷、钨、钼、砷等杂质，在此溶液中加入酸，则会形成磷钨、磷钨钒、硅钨、磷钼钨、硅钼钨、钼钒砷、钨砷等杂多酸，采用胺类和协萃剂复配协同萃取普通钒溶液中的杂多酸除去溶液所含杂质，得到纯化的含钒萃余液，然后将含钒萃余液蒸发浓缩至钒元素40g/L，再在浓缩液中加入铵盐获得偏钒酸铵固体，再通过纯水洗涤、干燥、氧气气氛煅烧得到纯度大于99.9％的五氧化二钒；萃取杂多酸后的有机相用含碱溶液将杂多酸反萃形成杂多酸水相使有机相得到再生循环。本发明对设备要求低，操作简单，关键的萃取药剂热稳定性好，对酸、碱不敏感，再生与循环方法简单，易于工业化。

1.一种胺类萃取杂多酸杂质制备高纯钒的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)首先是制备合适萃取的含钒水相和新鲜有机相萃取前，通过调节pH值在2-7范围内，使含有杂质的含钒水相中的杂质都生成杂多酸；新鲜有机相采用有机胺类与协萃剂以不同比例复配后溶于非极性稀释剂中，并辅以长链醇作为相调节剂；(2)采用发明的萃取杂多酸体系按照一定条件进行萃取，并将负荷有机相进行反萃再生，使其得以循环，萃余液含有高纯的钒，浓缩，再通过步骤(3)进一步制备高纯五氧化二钒，具体为：将步骤(1)准备好的含钒水相和新鲜有机相按照体积比1:1混合至搅拌槽搅拌一定时间后静置分层，上层为负载了杂多酸的有机相，下层为高纯钒水相；将两者分开，富杂多酸有机相中加入含碱水相使杂多酸与碱反应形成含杂多酸水相，而富杂多酸有机相得到再生；高纯钒水相通过蒸发浓缩至40g/L的浓缩钒溶液；(3)将步骤(2)制得的浓缩钒溶液进行沉钒、洗涤、干燥、煅烧步骤制备高纯度的五氧化二钒，具体为：将步骤(2)所得浓缩钒溶液加热到一定温度后，在搅拌条件下分批次加入一定量的铵盐使钒以偏钒酸铵的形式沉淀下来，搅拌一定时间，待大部分钒沉下来之后，离心分离固液两相，并对固相偏钒酸铵进行洗涤、离心分离操作，之后将得到的偏钒酸铵放进烘箱干燥一定时间，再放入马弗炉，并在氧气气氛中煅烧制备纯度大于99.9％的高纯五氧化二钒；所述有机胺为含碳原子数大于或等于10的脂肪胺，包括伯胺、仲胺、叔胺、季铵盐类中的一种或至少两种的组合；所述协萃剂为中性磷类萃取剂、中性含氧萃取剂、中性含硫萃取剂、螯合萃取剂中的一种或至少两种的组合；所述长链醇优选为碳原子数在6-12范围内的单元醇、二元醇、三元醇中的一种或至少两种的组合；所述非极性稀释剂为饱和脂肪烃类、芳香烃类、取代碳氢化物、煤油中的一种或至少两种的组合；所述胺类萃取剂在新鲜有机相中的体积百分比为0.5-10％，协萃剂在新鲜有机相中的体积百分比为0.1-2.0％，长链醇在新鲜有机相中的体积百分比为0.1-2.0％。
2.根据权利要求1所述的一种胺类萃取杂多酸杂质制备高纯钒的方法，其特征在于：所述萃取前需要调节含杂质钒溶液的pH值在3-7范围。
3.根据权利要求1所述的一种胺类萃取杂多酸杂质制备高纯钒的方法，其特征在于：所述萃取前需要调节含杂质钒溶液的pH值在4-7范围。
4.根据权利要求1所述的一种胺类萃取杂多酸杂质制备高纯钒的方法，其特征在于：所述有机胺为三甲基烷胺类、三烷基叔胺类、卤代二甲基叔胺类中的一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种胺类萃取杂多酸杂质制备高纯钒的方法，其特征在于：所述有机胺为N236、N235、Alamine 336、Aliquat 336、N1923、Primene81R、Primene JMT、7203、7301中的一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1所述的一种胺类萃取杂多酸杂质制备高纯钒的方法，其特征在于：所述协萃剂为三烷基氧化磷类、酮类、亚砜类、肟类、羟基喹啉类中的一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求1所述的一种胺类萃取杂多酸杂质制备高纯钒的方法，其特征在于：所述协萃剂为：TRPO、MIBK、二辛基亚砜、7-烯烷基-8羟基喹啉、LIX64、LIX63、LIX65N、N530的一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求1所述的一种胺类萃取杂多酸杂质制备高纯钒的方法，其特征在于：所述长链醇优选为正己醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、2-甲基-1-戊醇、4-甲基-1-戊醇、3-乙基-2-庚醇、异辛醇中的一种或至少两种的组 合。
9.根据权利要求1所述的一种胺类萃取杂多酸杂质制备高纯钒的方法，其特征在于：所述非极性稀释剂为环己烷、正己烷、正庚烷、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、氯仿、磺化煤油中的一种或至少两种的组合。
10.根据权利要求1所述的一种胺类萃取杂多酸杂质制备高纯钒的方法，其特征在于：所述胺类萃取剂的体积百分比为0.5-5％，协萃剂的体积百分比为0.1-1.0％，长链醇的体积百分比为0.1-1.0％。
11.根据权利要求1所述的一种胺类萃取杂多酸杂质制备高纯钒的方法，其特征在于：所述碱优选为氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或至少两种的组合，所述含碱溶液质量浓度范围为1-30％；所述高纯钒溶液通过蒸发浓缩至浓缩钒溶液的温度为80-120摄氏度。
12.根据权利要求1所述的一种胺类萃取杂多酸杂质制备高纯钒的方法，其特征在于：所述碱优选为氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或至少两种的组合，所述含碱溶液质量浓度范围为1-20％；所述高纯钒溶液通过蒸发浓缩至浓缩钒溶液的温度为95-105摄氏度。