Способ получения молибдата кальция
Владельцы патента RU 2291110:
Государственное учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) (RU)
ЗАО Научно-производственное предприятие "Уралтехномет" (RU)
Изобретение может быть использовано в гидрометаллургии редких металлов при переработке растворов, содержащих молибден. Способ получения молибдата кальция включает обработку исходного раствора молибдата калия раствором нитрата кальция в стехиометрически необходимом количестве с добавлением азотной кислоты, массовое отношение которой к углекислому калию, содержащемуся в исходном растворе, составляет 0,90-0,96. Изобретение позволяет достичь извлечения молибдена из молибденсодержащих растворов до 99,2%, получить молибдат кальция без образования отходов. 1 табл.
Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов и может быть использовано при переработке растворов, содержащих молибден.
Известны способы получения молибдата кальция, включающие обработку раствора хлористого кальция раствором молибдата натрия. Наиболее близким к заявляемому является способ получения молибдата кальция из растворов молибдата натрия (Авторское свидетельство SU №109461, кл. С 01 G 39/00, 1957).
Способ основан на реализации реакции
Осаждение молибдата кальция из раствора в твердую фазу осуществляют при избытке хлористого кальция и температуре 25-30°С.
Раствор молибдата натрия содержит сульфат натрия. Нами установлено, что кроме реакции 1 попутно идет взаимодействие сульфата натрия с хлористым кальцием по реакции
Образующийся сульфат кальция осаждается вместе с молибдатом кальция и снижает качество целевого продукта.
Первоначальная промывка молибдата кальция нейтральным раствором молибдата натрия при кипячении и агитации позволяет удалить в основном сульфат натрия. Последующая промывка молибдата кальция небольшими порциями воды практически не очищает его от сульфата кальция.
Существенным недостатком известного способа получения молибдата кальция является образование растворов хлористого натрия, содержащих хлористый кальций. Растворы хлоридов создают трудности в их утилизации и ухудшают окружающую среду.
На практике при выщелачивании огарка раствором кальцинированной соды полученный раствор молибдата натрия содержит карбонат натрия, который также реагирует с хлористым кальцием
Карбонат кальция выпадает в осадок и также загрязняет молибдат кальция.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание более эффективного способа получения молибдата кальция из растворов молибдата щелочного металла путем повышения извлечения молибдена и чистоты конечного продукта.
Технический результат достигается тем, что в способе получения молибдата кальция, включающем обработку исходного раствора молибдата щелочного металла раствором соли кальция, согласно изобретения, в качестве исходного раствора молибдата щелочного металла используют раствор молибдата калия, в качестве раствора соли кальция используют раствор нитрата кальция. При этом нитрат кальция берут в стехиометрически необходимом количестве, с добавлением азотной кислоты, массовое отношение которой к углекислому калию, содержащемуся в исходном растворе, составляет 0,90-0,96.
Нами установлено, что взаимодействие молибдата калия с нитратом кальция в растворе идет по реакции
с образованием молибдата кальция, выпадающего в осадок. Раствор молибдата калия, полученный при выщелачивании огарка раствором углекислого калия, также содержит карбонат и сульфат калия.
Экспериментально показано, что сульфата кальция не образуется, ибо это соединение неустойчиво в присутствии молибдата калия. Поэтому сера остается в растворе.
Карбонат калия взаимодействует с нитратом кальция по реакции
с выделением в осадок карбоната кальция.
Установлено, что реакцию 5 можно значительно ограничить, если в раствор молибдата калия вводить вместе с раствором нитрата кальция азотную кислоту для осуществления реакции
Однако количество азотной кислоты должно быть ограничено, поскольку при ее избытке возможны реакции
с образованием молибденовой кислоты.
Растворимость этой кислоты в воде при температуре 80°С составляет 3,5 г/л. Поэтому молибден будет оставаться в растворе.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Раствор молибдата калия, содержащий (г/л): 157 МоО3, 10,4 K2СО3 и 17,1 K2SO4, обрабатывали раствором нитрата кальция и азотной кислоты при температуре 90°С.
Образующийся осадок отделяли на фильтре, промывали, сушили и анализировали на содержание карбонатов. Фильтрат объединяли с промводой и определяли в нем концентрацию молибдена. На основании анализов устанавливали извлечение молибдена в молибдат кальция.
Отношение HNO3:K2СО3 (по массе) изменяли в пределах 0,82-1,04.
Результаты экспериментов приведены в таблице.
Из данных таблицы видно, что высокое извлечение молибдена из раствора в молибдат кальция достигается при отношении HNO3 к K2СО3 в пределах 0,90-0,96. Если отношение ниже 0,90, то карбонат калия не разрушается, протекает реакция 5 и в молибдате присутствует СаСО3 (2,4-3,2%).
Если отношение выше 0,96, то избыток азотной кислоты реагирует по реакциям 7 и 8. При этом молибден остается в растворе и его переход в молибдат кальция уменьшается.
Согласно анализам получаемый молибдат кальция при отношении 0,90-0,96 по составу близок к соединению CaMoO4, практически не содержит серы и соответствует по качеству марке МДК-2.
Преимущества предлагаемого способа.
1. Получение молибдата кальция осуществляется без образования отходов, так как образующийся попутно нитрат калия является комплексным минеральным удобрением.
2. Не требуется промывать молибдат кальция для удаления серы.
3. Достигается 99,1-99,2% извлечения молибдена из раствора в молибдат кальция.
| Таблица Результаты экспериментов способа получения молибдата кальция. | |||
| № п/п | HNO3:K2СО3 (по массе) | Извлечение Мо в CaMoO4, % | СаСО3 в CaMoO4 (мас.%) |
| 1 | 0,82 | 99,1 | 3,2 |
| 2 | 0,86 | 99,2 | 2,4 |
| 3 | 0,90 | 99,2 | 0,2 |
| 4 | 0,96 | 99,1 | 0,1 |
| 5 | 1,0 | 96,2 | 0,05 |
| 6 | 1,04 | 94,7 | 0,03 |
Способ получения молибдата кальция, включающий обработку исходного раствора молибдата щелочного металла раствором соли кальция, отличающийся тем, что в качестве исходного раствора молибдата щелочного металла используют раствор молибдата калия, в качестве раствора соли кальция используют раствор нитрата кальция в стехиометрически необходимом количестве с добавлением азотной кислоты, массовое отношение которой к углекислому калию, содержащемуся в исходном растворе, составляет 0,90-0,96.
