第10卷增刊1 2010年4月
过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
蒸发母液离子交换法分离钒的实验研究
金会心，陈肖虎，毛小浩，陈颖，赵平源
(贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳550003)
VoL.10 Suppl. No.1
Apr.2010
摘要：采用201x7强碱性阴离子交换树脂对从蒸发母液中分离钒进行了实验研究，结果表明，树脂对V,0，的吸附率随蒸发母液pH值以及流速的降低而增加，当树脂与蒸发母液的体积比为0.06，蒸发母液的pH值为8，流速为1 mL/min时，V2Os的吸附率可达到86.87%.通过交换机理分析表明，不同pH值和钒浓度下，蒸发母液中钒离子的存在形式不同，从而导致树脂与钒的理论交换量不同，在碱性游液中，树脂与钒的理论交换量随溶液pH降低而增加，
关键词：蒸发母液；离子交换：钒；201x7树脂中图分类号：TF111.3
文献标识码：A
1前言
文章编号：1009-606X(2010)S1-0138-04
分离的方法从蒸发母液中分离出了富钒渣.我国拜耳法氧化铝厂蒸发母液中钒的浓度较低，通常为0.2L左
自然界中钒的分布很广，约占地壳重量的0.02%"]，比锌、镍、铜、铅、锡、锑在地壳中的含量还高、但钒在地壳中十分分散，以高品位钒的独立矿物形式存在的很少．在成矿过程中，由于钒参加海水中有机体的循环过程等，它在自然界常以痕量形式存在于许多矿物中，铝土矿就是其中之一，钒的地球化学性质和铝、铁相似，故三价钒离子常取代三价铝离子或三价铁离子，类质同象形式赋存在铝土矿中(2)，氧化铝生产过程中，铝土矿中的含钒矿物在氧化铝溶出过程中很少受温度影响而成为钒酸钠进入溶波[3，各工序循环溶液的含钒量(以V2O计)，随铝土矿的化学成分及其处理方法不同而各异。在烧结法生产氧化铝的过程中，由于配料添加大量石灰，二次脱硅添加大量石灰乳，使铝酸钠溶液中的钒酸钠以钒酸钙的形式存在于各种残渣中[4，在拜耳法生产氧化铝过程中，钒也以钒酸钠形式进入铝酸钠溶液，主要富集在蒸发母液中，因此氧化铝生产中的蒸发母液可作为回收钒的原料之一，从蒸发母液中回收钒的一般方法是首先从蒸发母液中结晶析出钒酸盐，然后采用离子交换，铵盐沉钒，偏钒酸铵缎烧等工艺获得最终产品V2O,(3]，从蒸发母液中结晶析出钒酸盐效果的好坏，与母液中钒酸根离子的浓度和碱浓度有很大关系，因为钒在铝酸钠循环母液中积累，其最大溶解度可达 0.7g/L[]，并且钒在铝酸钠溶液中的溶解度随碱浓度增加而降低，要使钒酸盐结晶析出，应使溶液中钒的过饱度达到较大程度，对于钒含量较低的蒸发母液，则不利于钒酸盐的结晶析出.针对北乌拉尔氧化铝厂含钒浓度高达0.8g/L的蒸发母液，AHamKHH等[7采用结晶-离心
右[，采用结晶法从钒含量较低的蒸发母液分离钒存在很大困难，本工作针对含量较低的蒸发母液，采用离子交换法直接从蒸发母液中回收钒的实验研究，为氧化铝生产中钒的综合回收提供参考依据，
实验 2
2.1原料及试剂
2.1.1原料液的成分分析
原料液为来自于某氧化铝厂的蒸发母液，主要成分分析如表1所示，从表1中分析数据可以看出，实验所用蒸法母液中V20s的含量较低，仅为0.151g/L
表1蒸发母液的成分分析
Table1
Composition analysis of sample (g/L)
Component
Na:Or
AlO,
Na:Ok.
Fe:Os
ViOs
Sio
Conlent (g/L)228.323124.692204.5560.2670.3820.151 2.1.2离子交换树脂
实验选用强碱性季胺型阴离子交换树脂(商业名称为201×7树脂或717树脂)，其基本性能参数如表2所示.201×7树脂通常有OH型和CT型，实验所选用的为 CT型，树脂使用前先用清水没洗多次，除去泡沫和落解性色素，直至洗涤水变清后，交换树脂便可装柱使用。
表2201×7树脂的基本性能参数
Table 2Performance paramcters of 201×7 resin
Parameter
Exchange capacity (mmol/g) Proportion of size (0.3~1.2 mm) Bulk density (g/mL)
Proportion of round pellets (%) pH value
The highest temperature (°C) Type
Value
≥3.4 (dry), ≥1.3 (wet)
≥95% 0.66~0.75 ≥90 1~14 100 cr
收稿日期：20090820，修回日期：20091126
作者简介：金会心(1972-)，女，内蒙古自治区赤峰市人，博士，副教授，主要研究方向为资源综合利用，E-mail:jinhuixin@sina.com 万方数据