Способ извлечения ванадия из ванадийсодержащих материалов

 

Изобретение относится к способу извлечения ванадия из ванадийсодержащих материалов, включающему окислительный обжиг их с реагентными добавками, выщелачивание огарка, гидролитическое осаждение концентрата пятиокиси ванадия, его фильтрацию с последующей отмывкой на фильтре водой и расплавлением. Сущность изобретения: перед отмывкой водой концентрат пятиокиси ванадия обрабатывают на фильтре 2-7%-ным раствором сульфата аммония при отношении твердого к жидкому 1:3^oC10, толщине слоя осадка 15-40 мм, температуре 20-60^oC, pH 3,5-6,0, времени прокачки раствора 1-5 мин. 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения ванадия из шлаков и других ванадийсодержащих материалов и может быть использовано при производстве ванадиевой продукции.

Известны способы извлечения ванадия из различных ванадийсодержащих материалов путем окислительного обжига их с различными реагентными добавками, выщелачивания огарка с последующим выделением из раствора ценного компонента (сб. Химия и технология ванадиевых соединений. Пермь, 1974. Второе Всесоюзное совещание по химии, технологии и применению ванадиевых соединений. Алма-Ата, 1974). Однако, основным недостатком промышленных способов переработки ванадиевых шлаков является низкое качество получаемой пятиокиси ванадия (82-84% V₂O₅ пятиокиси ванадия, получаемой на Чусовском металлургическом заводе 90-92% V₂O₅, получаемой в АО "Ванадий-Тулачермет") потребность в ванадиевой продукции более высокого качества по содержанию ведущего компонента на международном рынке постоянно возрастает.

Анализ мирового рынка ванадия по состоянию на июль 1993 года показывает, что по качеству пятиокиси ванадия рынок США предпочтительнее, поскольку содержание V₂O₅ в концентрате пятиокиси ванадия достигает 95% Для укрепления позиций на мировом рынке ванадия необходимо поднять качество производимой в России пятиокиси ванадия по ведущему компоненту до 95% Известен способ (авт.св. N 788777, кл. C 22 B, 34/22), по которому извлекают техническую пятиокись ванадия с пониженным содержанием примесей из шлаков и других ванадийсодержащих материалов, путем обжига их с карбонатами или окислами кальция или магния, кислотного выщелачивания огарка, гидролиза и обработки концентрата пятиокиси ванадия на стадии фильтрации раствором сульфата алюминия.

Несмотря на то, что способ прост в исполнении, легко вписывается в технологическую схему получения технической пятиокиси ванадия, не требует значительных дополнительных затрат и реагентов, однако, известный способ, основанный на обменном замещении ионов марганца на ионы магния или алюминия позволяет получать техническую пятиокись ванадия только с пониженным содержанием примесей (марганца, железо), а содержание основного компонента увеличивается незначительно, за счет разницы атомных весов замещаемых элементов, (т.е. до 93,0 93,5% V₂O₅.

Наиболее близким по технической сущности является способ, изложенный в (серия Химия N 5, M. Знание, 1979 с. 33-34. Н.П. Слотвинский-Сидак, В.К. Андреев. Ванадий в природе и технике. Новое в жизни, науке и технике), по которому извлечение ванадия осуществляется из ванадийсодержащих материалов путем окислительного обжига их с реагентными добавками, выщелачивание огарка, гидролитического осаждения концентрата пятиокиси ванадия, его фильтрации, отмывки водой и расплавления.

Несмотря на простоту способа, конечный продукт концентрат пятиокиси ванадия получается с невысоким содержанием основного компонента (85-92%). Технической задачей предполагаемого изобретения является повышение содержания ведущего компонента в пятиокиси ванадия до 95-96% снижение загрязнения окружающей среды.

Технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения ванадия из ванадийсодержащих материалов, включающем окислительный обжиг их с реагентными добавками, выщелачивание огарка, гидролитическое осаждение компонента пятиокиси ванадия, его фильтрацию с последующей отмывкой на фильтре водой и расплавлением, отличающийся тем, что перед отмывкой водой концентрат пятиокиси ванадия обрабатывают на фильтре 2 7% раствором сульфата аммония при отношении твердого к жидкому 1:3-10, толщине слоя осадка 15-40 мм, температуре 20-60^oC, pH 3,5 6,0, время прокачки раствора 1 5 мин.

Обработка концентрата пятиокиси ванадия по предлагаемому регламенту позволяет получить пятиокись ванадия с содержанием ведущего компонента до 95-96% что удовлетворяет требованиям международного стандарта на техническую пятиокись ванадия (см. табл. 1) и позволяет производителю укрепить позиции на мировом рынке ванадия.

Получение пятиокиси ванадия с содержанием V₂O₅ 95-96% основано на ионном обмене элементов примесей на расчетное и отработанное в лабораторных и промышленных условиях количество ионов аммония.

Снижение загрязнения окружающей среды достигается за счет уменьшения производства технической пятиокиси ванадия т.к. потребность для выплавки специальных сталей более качественной пятиокиси ванадия (V₂O₅ 95%) меньше по сравнению с использованием для этих же целей пятиокиси ванадия с содержанием V₂O₅ 90-93% Обработка пасты технической пятиокиси ванадия сульфатом аммония менее 2% концентрации при отношении твердого к жидкому менее 1:3-10, толщине слоя менее 15 мм, при температуре менее 20^oC, pH среде кислее 3,5 и скорости прокачки быстрее 2 мин не позволяет получить пятиокись ванадия заявленного качества.

Обработка пасты технической пятиокиси ванадия раствором сульфата аммония с концентрацией выше 7% при отношении твердого к жидкому более 1:3-10, толщине слоя выше 40 мм, температуре выше 60^oC, pH щелочнее 6,5 и скорости прокачки выше 5 мин также не позволяет получить плавленную пятиокись ванадия предлагаемого качества.

Для пояснения изобретения ниже приводится описание, показывающее в качестве примера варианта осуществления способа.

Пример. 1000 Г ванадийсодержащего шлака с содержанием V₂O₅ 18,3% смешали с известняком в отношении CaO/V₂O₅ 0,6, и обожгли в окислительной атмосфере при t 830^oC в течение часа. Получили обожженную шихту с содержанием V₂O₅общ 15,81% V₂O₅ к/р 14,67, V₂O₅/в 14,2, которую подвергли выщелачиванию. Гидролизом из ванадийсодержащих растворов с содержанием V₂O₅ 20,1 г/л осадили концентрат пятиокиси ванадия, который разделили на 18 равных частей (по весу) 1 16 пробы обработали сульфатом аммония по регламенту, указанному в табл. 2. 17 18 пробы явились контрольным вариантом.

Результаты представленные в табл. 2 показывают, что по предложенному регламенту можно получать техническую пятиокись ванадия с содержанием ведущего компонента 95-96% снизить загрязнение окружающей среды и укрепить позиции производителя на мировом рынке ванадия.

Формула изобретения

Способ извлечения ванадия из ванадийсодержащих материалов, включающий окислительный обжиг их с реагентными добавками, выщелачивание огарка, гидролитическое осаждение концентрата пятиокиси ванадия, его фильтрацию с последующей отмывкой на фильтре водой и расплавлением, отличающийся тем, что перед отмывкой водой концентрат пятиокиси ванадия обрабатывают на фильтре 2 7%-ным раствором сульфата аммония при отношении твердого к жидкому 1 3 10, толщине слоя осадка 15 40 мм, температуре 20 60^oС, pН 3,5 6,0, времени прокачки раствора 1 5 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2