本發明涉及有色金屬提取技術領域,具體涉及一種分步動態調酸萃取鉬的方法。
背景技術:
從含鉬釩鎳廢催化劑中回收釩鉬,通常采用“加堿氧化焙燒-水浸過濾-濾液化學沉淀法除磷-凈化液銨鹽弱堿性沉淀偏釩酸銨-叔胺+煤油溶液酸性萃取鉬-氫氧化鈉溶液反萃取鉬-濃硫酸沉淀鉬酸”的工藝回收釩和鉬。釩鉬分離化學原理為:在堿性條件下,偏釩酸銨在銨離子過量情況下,溶解度小,而鉬酸銨溶解度大。采用銨鹽弱堿性沉淀釩制取偏酸酸銨時,一般銨鹽用量為化學計量量的3~4倍,銨鹽是過量的。叔胺+煤油溶液萃取鉬在ph=3時鉬萃取率最高,沉淀釩后的含鉬溶液為弱堿性(ph值為8~9),而叔胺是一種堿性萃取劑,因此在萃取前須將鉬溶液酸度調整,并將萃取劑用硫酸溶液進行轉型成“叔胺硫酸鹽型”,通常采用往鉬溶液中加入濃硫酸,將溶液ph調整為2.5~3.0作為萃取原料液,用1mh2so4溶液按油水比(體積比)=2:1將萃取劑平衡轉型。由于單鉬酸根離子在酸性條件下聚合生成多鉬酸根,如二鉬酸根離子(mo2o72-)、三鉬酸根離子(mo3o102-)、四鉬酸根離子(mo4o132-)、七鉬酸根離子(mo7o246-)和八鉬酸根離子(mo8o264-)等,在有銨離子存在情況下生成相應的多鉬酸銨鹽,其中七鉬酸銨為水溶性,其它為微溶于水,同時還生成鉬酸沉淀,而且沉淀時間長,過濾后母液還繼續出現沉淀物,造成泵、管道及流量計結晶堵塞,萃取過程中產生乳化物,損失萃取劑并嚴重影響萃取操作。
技術實現要素:
針對現有技術中的缺陷,本發明目的在于提供一種分步動態調酸萃取鉬的方法,以通過采用分步加酸的方法,實現邊調酸邊萃取,降低水相中鉬的濃度,使萃取過程中鉬不沉淀,且使叔胺-煤油溶液在最佳ph值范圍內萃取鉬,從而實現鉬的高效萃取,改善操作狀況,節省硫酸用量,提高鉬的回收率。
為實現上述目的,本發明提供的技術方案為:
本發明提供了一種步動態調酸萃取鉬的方法,包括如下步驟:s101:將硫酸銨與含釩鉬廢催化劑溶液混合,待充分沉淀后后過濾,得到濾渣偏釩酸銨和濾液;s102:采用酸溶液調節濾液的ph值至6.5~6.8;s103:采用轉型后萃取劑萃取s102處理后的濾液,得到負載鉬有機相和萃余水相;其中,萃取為單級三段萃取,在萃取過程中,分三段分別補加酸溶液。需要說明的是,s101中,含釩鉬廢催化劑溶液是將石油廢催化劑(屬于含釩鉬廢催化劑的一種)加碳酸鈉焙燒,然后采用工業水水浸后過濾,將濾液采用硫酸鋁或硫酸鎂進行化學沉淀除磷,過濾即得本發明實施例中的原料含釩鉬廢催化劑溶液;過濾得到的濾液中:釩的質量濃度為1.51~2.25g/l,鉬的質量濃度為8.6~12.3g/l,ph值為8.5~9.0。
在本發明的進一步實施方式中,s103中,轉型后萃取劑和濾液的相比o/a為1:(1.6~2.3)。
在本發明的進一步實施方式中,s103中,轉型后萃取劑的制備方法包括步驟:將萃取劑、仲辛醇和磺化煤油以10:10:80的體積比混合均勻,得到叔胺-煤油溶液;將叔胺-煤油溶液和酸溶液以2:1的相比o/a進行混合轉型,得到轉型后萃取劑。
在本發明的進一步實施方式中,萃取劑為三辛烷基叔胺。需要說明的是,三辛烷基叔胺即n235。
在本發明的進一步實施方式中,轉型后萃取劑的制備方法中采用的酸溶液為硫酸溶液;其中,硫酸的質量濃度為150~200g/l,溶劑為水。
在本發明的進一步實施方式中,s103中,單級三段萃取中,酸溶液按照(6~7):(4~2):(0~1)的比值分別在第一、二、三段加入,且第三段平衡后,水相的ph值為2.8~3.2。需要說明的是,本領域技術人員應該知曉:通過測定加酸之前溶液的ph值(即初始ph值:6.5~6.8),然后根據最終要得到的ph值(終ph值:2.8~3.2),以及(6~7):(4~2):(0~1)這個比例,計算每段酸的加入量。此外,申請人經過大量實驗發現,采用該分段加入比例,以及第三段平衡后,水相的ph值為2.8~3.2的參數設置,可以使萃余水相中鉬濃度≤0.02克/升,鉬萃取率大于99.5%,且避免出現鉬沉淀堵塞管道和流量計。
在本發明的進一步實施方式中,s103中,補加的酸溶液為硫酸溶液;其中,硫酸溶液是將質量分數為98%的濃硫酸和水以5:1的體積比混合而成。
在本發明的進一步實施方式中,s103中,單級三段萃取在單級三段萃取設備中進行。
在本發明的進一步實施方式中,s102中,酸溶液為硫酸溶液;其中,硫酸的質量分數為92.5%,溶劑為水。
在本發明的進一步實施方式中,s101中,硫酸銨和釩的摩爾比為(3.0~3.5):1。
本發明提供的技術方案,具有如下的有益效果:
(1)本發明采用濃硫酸(硫酸的質量分數為92.5%)將沉淀釩后的堿性含鉬溶液的ph值先調整至≥6.5,此時鉬仍以單一的鉬酸根離子(moo42-)存在,可防止出現鉬的沉淀,使料液輸送順暢,消除萃取過程三相物的產生,減少過濾工序;避免現有工藝中先將鉬溶液用濃硫酸調整ph至2.5~3.0時,出現大量的鉬酸(銨)沉淀,且過濾后繼續出現“后沉淀”,產生三相乳化物,造成萃取工藝無法正常操作的缺陷;
(2)本發明通過在萃取過程補加硫酸:水=5:1(體積比)的硫酸溶液,并采用高濃度硫酸溶液(硫酸的質量濃度為150~200g/l)轉型貧有機相的方法,保證叔胺萃取鉬的ph值在最佳的范圍,實現了鉬的高效萃取;
(3)本發明采用加入硫酸:水=5:1(體積比)的硫酸溶液,避免直接加入濃硫酸造成對萃取劑的氧化降解,延長了萃取劑的使用周期;
(4)本發明采用高濃度硫酸(硫酸的質量濃度為150~200g/l)轉型貧有機相,使轉型后萃取劑生成叔胺硫酸氫鹽,反應式為r3n+h2so4=[r3nh]+hso4-,低酸轉型時反應式為2r3n+h2so4=[r3nh]2so4,轉型后萃取劑萃取多鉬酸根離子時,發生如下反應(以四鉬酸根離子為例):2[r3nh]hso4+mo4o132-=[r3nh]2mo4o13+2hso4-或[r3nh]2so4+mo4o132-=[r3nh]2mo4o13+so42-;從上看出,高濃度酸轉型時,萃取一個四鉬酸根離子需要消耗兩個硫酸,產生兩個hso4-,其進一步電離出氫離子hso4-=h++so42-,可代替補加的硫酸,減少因補加5:1(體積比)的硫酸溶液造成對鉬溶液的稀釋,因此可為鉬聚合及保持萃余水相ph提供有利條件;
(5)本發明從單級三段萃取設備的三段分別補加硫酸:水=5:1(體積比)的硫酸溶液,酸液總加入量按照(6~7):(4~2):(0~1)比例分別從第一、二、三段加入,保證第三段平衡后水相ph值為3±0.2,萃余水相中鉬濃度≤0.02克/升,鉬萃取率大于99.5%,避免出現鉬沉淀堵塞管道和流量計;萃取過程中出現乳化,保證了萃取操作的順利進行。
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本發明的實踐了解到。
附圖說明
圖1為本發明實施例中的分步動態調酸萃取鉬的方法的流程示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案,因此只是作為示例,而不能以此來限制本發明的保護范圍。
下述實施例中的實驗方法,如無特殊說明,均為常規方法。下述實施例中所用的試驗材料,如無特殊說明,均為自常規試劑商店購買得到的。以下實施例中的定量試驗,均設置三次重復實驗,數據為三次重復實驗的平均值或平均值±標準差。
本發明采用的含釩鉬廢催化劑溶液,是將石油廢催化劑(含釩鉬廢催化劑)加碳酸鈉焙燒,然后采用工業水水浸后過濾,將濾液采用硫酸鋁或硫酸鎂進行化學沉淀除磷,過濾即得本發明實施例中的原料含釩鉬廢催化劑溶液。石油廢催化劑是來源于國內的石油精煉廠中,加氫脫硫過程得到的廢催化劑,其組分包括:五氧化二釩、鉬、磷和油類碳氫化合物等。
如圖1所示,本發明提供一種分步動態調酸萃取鉬的方法,包括如下步驟:
s101:將硫酸銨與含釩鉬廢催化劑溶液混合,待充分沉淀后過濾,得到濾渣偏釩酸銨和濾液;其中,硫酸銨和釩的摩爾比為(3.0~3.5):1;
s102:采用酸溶液調節濾液的ph值至6.5~6.8;其中,酸溶液為硫酸溶液,硫酸的質量分數為92.5%,溶劑為水;
s103:采用轉型后萃取劑萃取s102處理后的濾液,得到負載鉬有機相和萃余水相;其中,萃取為在單級三段萃取設備中進行單級三段萃取,在萃取過程中,分三段分別補加酸溶液,使第三段平衡后水相ph值為2.8~3.2,萃余水相中鉬濃度小于或等于0.02g/l,鉬萃取率大于99.5%,酸溶液為硫酸溶液,其是將質量分數為98%的濃硫酸和水以5:1的體積比混合而成,硫酸溶液在第一、二、三段的加入量的比值為(6~7):(4~2):(0~1);轉型后萃取劑和濾液的相比o/a為1:(1.6~2.3);
其中的轉型后萃取劑的制備方法包括步驟:將萃取劑三辛烷基叔胺、仲辛醇和磺化煤油以10:10:80的體積比混合均勻,得到叔胺-煤油溶液;將叔胺-煤油溶液和酸溶液以2:1的相比o/a進行混合轉型,得到轉型后萃取劑;其中,酸溶液為硫酸溶液,硫酸的質量濃度為150~200g/l,溶劑為水。
下面結合具體實施例對本發明提供的分步動態調酸萃取鉬的方法作進一步說明。
實施例一
本實施例提供一種分步動態調酸萃取鉬的方法,包括如下步驟:
s101:將硫酸銨與含釩鉬廢催化劑溶液混合,待充分沉淀后過濾,得到濾渣偏釩酸銨和濾液;
其中,硫酸銨和釩的摩爾比為3.5:1,得到的濾液中:釩的質量濃度為1.51g/l,鉬的質量濃度為12.3g/l,ph值為8.8。
s102:采用質量分數為92.5%的濃硫酸調節濾液的ph值至6.8;
此時未出現鉬酸(銨)沉淀,放置12小時后仍無沉淀。
s103:將萃取劑三辛烷基叔胺、仲辛醇和磺化煤油以10:10:80的體積比混合均勻,得到叔胺-煤油溶液;將叔胺-煤油溶液和質量濃度為150g/l的硫酸溶液以2:1的相比o/a進行混合轉型,得到轉型后萃取劑;
采用轉型后萃取劑萃取ph值為6.8的濾液,轉型后萃取劑和濾液的相比o/a為1:1.6,得到負載鉬有機相和萃余水相;
其中,萃取是在單級三段萃取設備中進行單級三段萃取,在萃取過程中,分三段分別補加硫酸溶液,硫酸溶液是將質量分數為98%的濃硫酸和水以5:1的體積比混合而成,硫酸溶液在第一、二、三段的加入量的比值為6:3:1。
實驗結果:經單級三段萃取鉬后,萃余水相的ph值為3.1,鉬的濃度為0.016g/l,釩的質量濃度為1.506g/l,鉬的萃取率達到99.9%。
萃取后澄清時油水分相快(8分鐘),兩相清亮、界面清晰,無乳化三相物產生,整個萃取過程操作順利,未出現堵塞管道和流量計現象。
實施例二
本實施例提供一種分步動態調酸萃取鉬的方法,包括如下步驟:
s101:將硫酸銨與含釩鉬廢催化劑溶液混合,待充分沉淀后過濾,得到濾渣偏釩酸銨和濾液;
其中,硫酸銨和釩的摩爾比為3.2:1,得到的濾液中:釩的質量濃度為1.8g/l,鉬的質量濃度為10.5g/l,ph值為8.5。
s102:采用質量分數為92.5%的濃硫酸調節濾液的ph值至6.5;
此時未出現鉬酸(銨)沉淀,放置12小時后仍無沉淀。
s103:將萃取劑三辛烷基叔胺、仲辛醇和磺化煤油以10:10:80的體積比混合均勻,得到叔胺-煤油溶液;將叔胺-煤油溶液和質量濃度為200g/l的硫酸溶液以2:1的相比o/a進行混合轉型,得到轉型后萃取劑;
采用轉型后萃取劑萃取ph值為6.5的濾液,轉型后萃取劑和濾液的相比o/a為1:2,得到負載鉬有機相和萃余水相;
其中,萃取是在單級三段萃取設備中進行單級三段萃取,在萃取過程中,分三段分別補加硫酸溶液,硫酸溶液是將質量分數為98%的濃硫酸和水以5:1的體積比混合而成,硫酸溶液在第一、二、三段的加入量的比值為7:2:1。
實驗結果:經單級三段萃取鉬后,萃余水相的ph值為2.8,鉬的濃度為0.018g/l,釩的質量濃度為1.794g/l,鉬的萃取率達到99.8%。
萃取后澄清時油水分相快(6分鐘),兩相清亮、界面清晰,無乳化三相物產生,整個萃取過程操作順利,未出現堵塞管道和流量計現象。
實施例三
本實施例提供一種分步動態調酸萃取鉬的方法,包括如下步驟:
s101:將硫酸銨與含釩鉬廢催化劑溶液混合,待充分沉淀后過濾,得到濾渣偏釩酸銨和濾液;
其中,硫酸銨和釩的摩爾比為3.0:1,得到的濾液中:釩的質量濃度為2.25g/l,鉬的質量濃度為8.6g/l,ph值為9.0。
s102:采用質量分數為92.5%的濃硫酸調節濾液的ph值至6.7;
此時未出現鉬酸(銨)沉淀,放置12小時后仍無沉淀。
s103:將萃取劑三辛烷基叔胺、仲辛醇和磺化煤油以10:10:80的體積比混合均勻,得到叔胺-煤油溶液;將叔胺-煤油溶液和質量濃度為180g/l的硫酸溶液以2:1的相比o/a進行混合轉型,得到轉型后萃取劑;
采用轉型后萃取劑萃取ph值為6.7的濾液,轉型后萃取劑和濾液的相比o/a為1:2.3,得到負載鉬有機相和萃余水相;
其中,萃取是在單級三段萃取設備中進行單級三段萃取,在萃取過程中,分三段分別補加硫酸溶液,硫酸溶液是將質量分數為98%的濃硫酸和水以5:1的體積比混合而成,硫酸溶液在第一、二、三段的加入量的比值為6.5:3.5:0。
實驗結果:經單級三段萃取鉬后,萃余水相的ph值為3.05,鉬的濃度為0.015g/l,釩的質量濃度為2.247g/l,鉬的萃取率達到99.8%。
萃取后澄清時油水分相快(6分鐘),兩相清亮、界面清晰,無乳化三相物產生,整個萃取過程操作順利,未出現堵塞管道和流量計現象。
對比例一
本對比例提供一種從含釩鉬廢催化劑溶液中萃取鉬的方法,包括如下步驟:
s101:將硫酸銨與含釩鉬廢催化劑溶液混合,待充分沉淀后過濾,得到濾渣偏釩酸銨和濾液;
其中,硫酸銨和釩的摩爾比為3.5:1,得到的濾液中:釩的質量濃度為1.51g/l,鉬的質量濃度為12.3g/l,ph值為8.8。
s102:采用質量分數為92.5%的濃硫酸調節濾液的ph值至3.0;
出現鉬酸(銨)沉淀,放置12小時后沉淀增加。
s103:將萃取劑三辛烷基叔胺、仲辛醇和磺化煤油以10:10:80的體積比混合均勻,得到叔胺-煤油溶液;將叔胺-煤油溶液和質量濃度為150g/l的硫酸溶液以2:1的相比o/a進行混合轉型,得到轉型后萃取劑;
采用轉型后萃取劑萃取ph值為5.0的濾液(去除沉淀后),轉型后萃取劑和濾液的相比o/a為1:1.6,得到負載鉬有機相和萃余水相;
其中,萃取是在單級三段萃取設備中進行單級三段萃取,在萃取過程中,分三段分別補加硫酸溶液,硫酸溶液是將質量分數為98%的濃硫酸和水以5:1的體積比混合而成,硫酸溶液在第一、二、三段的加入量的比值為6:3:1。
實驗結果:整個萃取過程操作不順利,出現堵塞管道和流量計現象,鉬的萃取率僅為87.5%。
對比例二
本實施例提供一種分步動態調酸萃取鉬的方法,包括如下步驟:
s101:將硫酸銨與含釩鉬廢催化劑溶液混合,待充分沉淀后過濾,得到濾渣偏釩酸銨和濾液;
其中,硫酸銨和釩的摩爾比為3.5:1,得到的濾液中:釩的質量濃度為1.51g/l,鉬的質量濃度為12.3g/l,ph值為8.8。
s102:采用質量分數為92.5%的濃硫酸調節濾液的ph值至6.8;
此時未出現鉬酸(銨)沉淀,放置12小時后仍無沉淀。
s103:將萃取劑三辛烷基叔胺、仲辛醇和磺化煤油以35:15:50的體積比混合均勻,得到叔胺-煤油溶液;將叔胺-煤油溶液和質量濃度為150g/l的硫酸溶液以2:1的相比o/a進行混合轉型,得到轉型后萃取劑;
采用轉型后萃取劑萃取ph值為6.8的濾液,轉型后萃取劑和濾液的相比o/a為1:1.6,得到負載鉬有機相和萃余水相;
其中,萃取是在單級三段萃取設備中進行單級三段萃取,在萃取過程中,分三段分別補加硫酸溶液,硫酸溶液是將質量分數為98%的濃硫酸和水以5:1的體積比混合而成,硫酸溶液在第一、二、三段的加入量的比值為6:3:1。
實驗結果:經單級三段萃取鉬后,萃余水相的ph值為3.1,鉬的濃度為0.628g/l,釩的質量濃度為1.386g/l,鉬的萃取率達到94.9%。
對比例三
本實施例提供一種分步動態調酸萃取鉬的方法,包括如下步驟:
s101:將硫酸銨與含釩鉬廢催化劑溶液混合,待充分沉淀后過濾,得到濾渣偏釩酸銨和濾液;
其中,硫酸銨和釩的摩爾比為3.5:1,得到的濾液中:釩的質量濃度為1.51g/l,鉬的質量濃度為12.3g/l,ph值為8.8。
s102:采用質量分數為92.5%的濃硫酸調節濾液的ph值至6.8;
此時未出現鉬酸(銨)沉淀,放置12小時后仍無沉淀。
s103:將萃取劑三辛烷基叔胺、仲辛醇和磺化煤油以20:5:75的體積比混合均勻,得到叔胺-煤油溶液;將叔胺-煤油溶液和質量濃度為150g/l的硫酸溶液以2:1的相比o/a進行混合轉型,得到轉型后萃取劑;
采用轉型后萃取劑萃取ph值為6.8的濾液,轉型后萃取劑和濾液的相比o/a為1:1.6,得到負載鉬有機相和萃余水相;
其中,萃取是在單級三段萃取設備中進行單級三段萃取,在萃取過程中,分三段分別補加硫酸溶液,硫酸溶液是將質量分數為98%的濃硫酸和水以5:1的體積比混合而成,硫酸溶液在第一、二、三段的加入量的比值為6:3:1。
實驗結果:經單級三段萃取鉬后,萃余水相的ph值為3.1,鉬的濃度為0.549g/l,釩的質量濃度為1.264g/l,鉬的萃取率達到95.5%。
對比例四
本實施例提供一種分步動態調酸萃取鉬的方法,包括如下步驟:
s101:將硫酸銨與含釩鉬廢催化劑溶液混合,待充分沉淀后過濾,得到濾渣偏釩酸銨和濾液;
其中,硫酸銨和釩的摩爾比為3.5:1,得到的濾液中:釩的質量濃度為1.51g/l,鉬的質量濃度為12.3g/l,ph值為8.8。
s102:采用質量分數為92.5%的濃硫酸調節濾液的ph值至6.8;
此時未出現鉬酸(銨)沉淀,放置12小時后仍無沉淀。
s103:將萃取劑三辛烷基叔胺、仲辛醇和磺化煤油以10:10:80的體積比混合均勻,得到叔胺-煤油溶液;將叔胺-煤油溶液和質量濃度為150g/l的硫酸溶液以2:1的相比o/a進行混合轉型,得到轉型后萃取劑;
采用轉型后萃取劑萃取ph值為6.8的濾液,轉型后萃取劑和濾液的相比o/a為1:1.6,得到負載鉬有機相和萃余水相;
其中,萃取是在單級三段萃取設備中進行單級三段萃取,在萃取過程中,分三段分別補加硫酸溶液,硫酸溶液是將質量分數為98%的濃硫酸和水以5:1的體積比混合而成,硫酸溶液在第一、二、三段的加入量的比值為3:5:2。
實驗結果:經單級三段萃取鉬后,鉬的濃度為0.537g/l,釩的質量濃度為1.294g/l,鉬的萃取率達到95.6%。
對比例五
本實施例提供一種分步動態調酸萃取鉬的方法,包括如下步驟:
s101:將硫酸銨與含釩鉬廢催化劑溶液混合,待充分沉淀后過濾,得到濾渣偏釩酸銨和濾液;
其中,硫酸銨和釩的摩爾比為3.5:1,得到的濾液中:釩的質量濃度為1.51g/l,鉬的質量濃度為12.3g/l,ph值為8.8。
s102:采用質量分數為92.5%的濃硫酸調節濾液的ph值至6.8;
此時未出現鉬酸(銨)沉淀,放置12小時后仍無沉淀。
s103:將萃取劑三辛烷基叔胺、仲辛醇和磺化煤油以10:10:80的體積比混合均勻,得到叔胺-煤油溶液;將叔胺-煤油溶液和質量濃度為150g/l的硫酸溶液以2:1的相比o/a進行混合轉型,得到轉型后萃取劑;
采用轉型后萃取劑萃取ph值為6.8的濾液,轉型后萃取劑和濾液的相比o/a為1:1.6,得到負載鉬有機相和萃余水相;
其中,萃取是在單級三段萃取設備中進行單級三段萃取,在萃取過程中,分三段分別補加硫酸溶液,硫酸溶液是將質量分數為98%的濃硫酸和水以5:1的體積比混合而成,硫酸溶液在第一、二、三段的加入量的比值為8:1:1。
實驗結果:經單級三段萃取鉬后,萃余水相的ph值為3.1,鉬的濃度為0.486g/l,釩的質量濃度為1.314g/l,鉬的萃取率達到96.0%。
對比例六
本對比例提供一種從含釩鉬廢催化劑溶液中萃取鉬的方法,包括如下步驟:
s101:將硫酸銨與含釩鉬廢催化劑溶液混合,待充分沉淀后過濾,得到濾渣偏釩酸銨和濾液;
其中,硫酸銨和釩的摩爾比為3.5:1,得到的濾液中:釩的質量濃度為1.51g/l,鉬的質量濃度為12.3g/l,ph值為8.8。
s102:采用質量分數為92.5%的濃硫酸調節濾液的ph值至6.8;
此時未出現鉬酸(銨)沉淀,放置12小時后仍無沉淀。
s103:將萃取劑三辛烷基叔胺、仲辛醇和磺化煤油以10:10:80的體積比混合均勻,得到叔胺-煤油溶液;將叔胺-煤油溶液和質量濃度為120g/l的硫酸溶液以2:1的相比o/a進行混合轉型,得到轉型后萃取劑;
采用轉型后萃取劑萃取ph值為6.8的濾液,轉型后萃取劑和濾液的相比o/a為1:1.6,得到負載鉬有機相和萃余水相;
其中,萃取是在單級三段萃取設備中進行單級三段萃取,在萃取過程中,分三段分別補加硫酸溶液,硫酸溶液是將質量分數為98%的濃硫酸和水以5:1的體積比混合而成,硫酸溶液在第一、二、三段的加入量的比值為6:3:1。
實驗結果:經單級三段萃取鉬后,鉬的濃度為0.465g/l,釩的質量濃度為1.221g/l,鉬的萃取率達到96.2%。
對比例七
本對比例提供一種從含釩鉬廢催化劑溶液中萃取鉬的方法,包括如下步驟:
s101:將硫酸銨與含釩鉬廢催化劑溶液混合,待充分沉淀后過濾,得到濾渣偏釩酸銨和濾液;
其中,硫酸銨和釩的摩爾比為3.5:1,得到的濾液中:釩的質量濃度為1.51g/l,鉬的質量濃度為12.3g/l,ph值為8.8。
s102:采用質量分數為92.5%的濃硫酸調節濾液的ph值至6.8;
此時未出現鉬酸(銨)沉淀,放置12小時后仍無沉淀。
s103:將萃取劑三辛烷基叔胺、仲辛醇和磺化煤油以10:10:80的體積比混合均勻,得到叔胺-煤油溶液;將叔胺-煤油溶液和質量濃度為150g/l的硫酸溶液以2:1的相比o/a進行混合轉型,得到轉型后萃取劑;
采用轉型后萃取劑萃取ph值為6.8的濾液,轉型后萃取劑和濾液的相比o/a為1:1.6,得到負載鉬有機相和萃余水相;
其中,萃取是在單級三段萃取設備中進行單級三段萃取,在萃取過程中,分三段分別補加硫酸溶液,硫酸溶液是將質量分數為98%的濃硫酸和水以19:1的體積比混合而成,硫酸溶液在第一、二、三段的加入量的比值為6:3:1。
實驗結果:經單級三段萃取鉬后,鉬的濃度為0.743g/l,釩的質量濃度為1.283g/l,鉬的萃取率達到93.9%。
對比例八
本對比例提供一種從含釩鉬廢催化劑溶液中萃取鉬的方法,包括如下步驟:
s101:將硫酸銨與含釩鉬廢催化劑溶液混合,待充分沉淀后過濾,得到濾渣偏釩酸銨和濾液;
其中,硫酸銨和釩的摩爾比為3.5:1,得到的濾液中:釩的質量濃度為1.51g/l,鉬的質量濃度為12.3g/l,ph值為8.8。
s102:采用質量分數為92.5%的濃硫酸調節濾液的ph值至6.8;
此時未出現鉬酸(銨)沉淀,放置12小時后仍無沉淀。
s103:將萃取劑三辛烷基叔胺、仲辛醇和磺化煤油以10:10:80的體積比混合均勻,得到叔胺-煤油溶液;將叔胺-煤油溶液和質量濃度為150g/l的硫酸溶液以2:1的相比o/a進行混合轉型,得到轉型后萃取劑;
采用轉型后萃取劑萃取ph值為6.8的濾液,轉型后萃取劑和濾液的相比o/a為1:1.6,得到負載鉬有機相和萃余水相;
其中,萃取是在單級三段萃取設備中進行單級三段萃取,在萃取過程中,分三段分別補加硫酸溶液,硫酸溶液是將質量分數為98%的濃硫酸和水以3:1的體積比混合而成,硫酸溶液在第一、二、三段的加入量的比值為6:3:1。
實驗結果:經單級三段萃取鉬后,鉬的濃度為1.018g/l,釩的質量濃度為1.158g/l,鉬的萃取率達到91.7%。
對比例九
本對比例提供一種從含釩鉬廢催化劑溶液中萃取鉬的方法,包括如下步驟:
s101:將硫酸銨與含釩鉬廢催化劑溶液混合,待充分沉淀后過濾,得到濾渣偏釩酸銨和濾液;
s102:將濾液加98%濃硫酸調節ph值至0.01后進行萃取,萃取劑采用體積比為磷酸三丁酯10%,三辛胺10%和煤油80%,萃取劑用量與水相用量體積比1:2,萃取溫度為25℃;
s103:萃出液用濃度18%的氨水反萃取得到鉬酸銨溶液,用活性炭吸附殘余有機物后用硝酸調節ph值為2得到鉬酸銨沉淀,鉬酸銨淀烘干得到最終鉬酸銨產品,沉淀鉬酸銨后的母液再進行萃取進一步回收其中的鉬。
實驗結果:本對比例含釩鉬廢催化劑中鉬的回收率為90.7%。
另外,為了進一步說明本發明提供的一種分布動態調酸萃取鉬的方法的效果,本發明進行了對含高濃度釩鉬的溶液進行萃取鉬的試驗。
試驗方法:
溶液配制:配制含高濃度釩鉬的催化劑溶液,其理化性質包括:釩的質量濃度為52.8g/l,鉬的質量濃度為76.3g/l,ph值為8.8。
萃取方法:采用本發明提供的分布動態調酸萃取鉬的方法進行萃取,包括如下步驟:
s101:采用質量分數為92.5%的濃硫酸調節濾液的ph值至6.8;
此時未出現鉬酸(銨)沉淀,放置12小時后仍無沉淀。
s102:將萃取劑三辛烷基叔胺、仲辛醇和磺化煤油以10:10:80的體積比混合均勻,得到叔胺-煤油溶液;將叔胺-煤油溶液和質量濃度為150g/l的硫酸溶液以2:1的相比o/a進行混合轉型,得到轉型后萃取劑;
采用轉型后萃取劑萃取ph值為6.8的濾液,轉型后萃取劑和濾液的相比o/a為1:1.6,得到負載鉬有機相和萃余水相;
其中,萃取是在單級三段萃取設備中進行單級三段萃取,在萃取過程中,分三段分別補加硫酸溶液,硫酸溶液是將質量分數為98%的濃硫酸和水以5:1的體積比混合而成,硫酸溶液在第一、二、三段的加入量的比值為6:3:1。
實驗結果:經單級三段萃取鉬后,萃余水相的ph值為3.0,鉬的濃度為0.098g/l,釩的質量濃度為75.951g/l,鉬的萃取率達到99.87%。
需要說明的是,除了上述實施例一至實施例三列舉的情況,選用其他的制備方法參數也是可行的。本發明提供的單級三段萃取,就是指常規意義上的三級萃取,三級萃取是指在三級串聯的設備中進行三級萃取的方法,并且每段中,轉型后萃取劑和濾液的相比o/a均相同。本發明提供的技術方案,具有如下的有益效果:(1)本發明采用濃硫酸(硫酸的質量分數為92.5%)將沉淀釩后的堿性含鉬溶液的ph值先調整至≥6.5,此時鉬仍以單一的鉬酸根離子(moo42-)存在,可防止出現鉬的沉淀,使料液輸送順暢,消除萃取過程三相物的產生,減少過濾工序;避免現有工藝中先將鉬溶液用濃硫酸調整ph至2.5~3.0時,出現大量的鉬酸(銨)沉淀,且過濾后繼續出現“后沉淀”,產生三相乳化物,造成萃取工藝無法正常操作的缺陷;(2)本發明通過在萃取過程補加硫酸:水=5:1(體積比)的硫酸溶液,并采用高濃度硫酸溶液(硫酸的質量濃度為150~200g/l)轉型貧有機相的方法,保證叔胺萃取鉬的ph值在最佳的范圍,實現了鉬的高效萃取;(3)本發明采用加入硫酸:水=5:1(體積比)的硫酸溶液,避免直接加入濃硫酸造成對萃取劑的氧化降解,延長了萃取劑的使用周期;(4)本發明采用高濃度硫酸(硫酸的質量濃度為150~200g/l)轉型貧有機相,使轉型后萃取劑生成叔胺硫酸氫鹽,反應式為r3n+h2so4=[r3nh]+hso4-,低酸轉型時反應式為2r3n+h2so4=[r3nh]2so4,轉型后萃取劑萃取多鉬酸根離子時,發生如下反應(以四鉬酸根離子為例):2[r3nh]hso4+mo4o132-=[r3nh]2mo4o13+2hso4-或[r3nh]2so4+mo4o132-=[r3nh]2mo4o13+so42-;從上看出,高濃度酸轉型時,萃取一個四鉬酸根離子需要消耗兩個硫酸,產生兩個hso4-,其進一步電離出氫離子hso4-=h++so42-,可代替補加的硫酸,減少因補加5:1(體積比)的硫酸溶液造成對鉬溶液的稀釋,因此可為鉬聚合及保持萃余水相ph提供有利條件;(5)本發明從單級三段萃取設備的三段分別補加硫酸:水=5:1(體積比)的硫酸溶液,酸液總加入量按照(6~7):(4~2):(0~1)比例分別從第一、二、三段加入,保證第三段平衡后水相ph值為3±0.2,萃余水相中鉬濃度≤0.02克/升,鉬萃取率大于99.5%,避免出現鉬沉淀堵塞管道和流量計;萃取過程中出現乳化,保證了萃取操作的順利進行。
需要注意的是,除非另有說明,本申請使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬領域技術人員所理解的通常意義。除非另外具體說明,否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對步驟、數字表達式和數值并不限制本發明的范圍。在這里示出和描述的所有示例中,除非另有規定,任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的,而不是作為限制,因此,示例性實施例的其他示例可以具有不同的值。
最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍,其均應涵蓋在本發明的保護范圍當中。