способ переработки технического пентаоксида ванадия
Классы МПК: | C22B34/22 получение ванадия C22B3/12 в неорганических щелочных растворах C22B3/44 химическими способами C01G31/02 оксиды |
Автор(ы): | Кудрявский Ю.П., Казанцев В.П., Трапезников Ю.Ф., Стрелков В.В., Глухих С.М., Бездоля И.Н. |
Патентообладатель(и): | ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО- технология" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-10-04 публикация патента:
27.06.2003 |
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, в частности, на предприятиях черной и цветной металлургии для получения пентаоксида ванадия из технического пентаоксида ванадия, содержащего 50-95% V2О5 и примеси оксидов Fe, Cr, Mn, Al, Si, Mg, Cu и др. Способ переработки технического пентаоксида ванадия включает его обработку раствором гидроксида натрия, отделение нерастворимого остатка оксигидратов металлов-примесей от раствора метаванадата натрия (NaVO3), введение в раствор аммонийсодержащих неорганических соединений, осаждение и кристаллизацию NH4VO3, фильтрование суспензии, отделение маточного раствора от осадка NH4VO3, промывку осадка, его сушку и прокалку с получением товарного пентаоксида ванадия. Новым в способе является то, что обработку раствором гидроксида натрия ведут с концентрацией 40-120 г/дм3 NaOH, нерастворимый остаток после отделения от раствора метаванадата натрия обрабатывают при 90-100oС раствором гипохлорита натрия с концентрацией 30-90 г/дм3, взятым в количестве 2-4 дм3 на 1 кг нерастворимого остатка, в течение 3-4 ч при перемешивании, после чего в пульпу вводят натриевую серусодержащую соль, выбранную из ряда Na2S, NaHS, Na2SO3, Na2S2O3, остаток отделяют от раствора, который объединяют с раствором NaVО3, образующимся на стадии обработки технического пентаоксида ванадия раствором гидроксида натрия. Кроме того, обработку технического пентаоксида ванадия раствором гидроксида натрия ведут при Ж:Т=4
8 в течение 0,5-2 ч при 60-90oС. При этом целесообразно натриевую серусодержащую соль вводить в количестве 5-20 г/дм3 в виде раствора с концентрацией 50-150 г/дм3. Способ позволяет повысить степень извлечения ванадия в продукт. 2 з.п.ф-лы.
![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207019/247.gif)
Формула изобретения
1. Способ переработки технического пентаоксида ванадия, включающий его обработку раствором гидроксида натрия, отделение нерастворимого остатка оксигидратов металлов-примесей от раствора метаванадата натрия (NаVО3), введение в раствор аммонийсодержащих неорганических соединений, осаждение и кристаллизацию NH4VО3, фильтрование суспензии, отделение маточного раствора от осадка NH4VO3, промывку осадка, его сушку и прокалку с получением товарного пентаоксида ванадия, отличающийся тем, что обработку раствором гидроксида натрия ведут с концентрацией 40-120 г/дм3 NaOH, нерастворимый остаток после отделения от раствора метаванадата натрия обрабатывают при 90-100oС раствором гипохлорита натрия с концентрацией 30-90 г/дм3, взятым в количестве 2-4 дм3 на 1 кг нерастворимого остатка, в течение 3-4 ч при перемешивании, после чего в пульпу вводят натриевую серусодержащую соль, выбранную из ряда: Na2S, NaHS, Na2SO3, Na2S2O3, остаток отделяют от раствора, который объединяют с раствором NаVО3, образующимся на стадии обработки технического пентаоксида ванадия раствором гидроксида натрия. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку технического пентаоксида ванадия раствором гидроксида натрия ведут при Ж:Т=4![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207019/247.gif)
Описание изобретения к патенту
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, в частности, на предприятиях черной и цветной металлургии для получения пентаоксида ванадия из технического пентаоксида ванадия, содержащего 50-95% V2О5 и примеси оксидов Fe, Cr, Mn, Al, Si, Mg, Сu и др. Известен (см. Цветная металлургия, 1976, 11, с.29-30) способ переработки ванадийсодержащих технических промпродуктов. Согласно данному способу технический окситрихлорид вливают в 10%-ный раствор аммиака или гидроксида натрия, пульпу фильтруют, титановый кек отделяют от раствора, из которого выделяют метаванадат аммония, последний промывают, сушат и прокаливают при 550oC с получением пятиокиси ванадия. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится образование больших количеств ванадийсодержащих отходов производства: титановый кек; сточные воды - маточные растворы и промводы метаванадата аммония; неудовлетворительная степень извлечения ванадия из исходных технических промпродуктов в товарный пентаоксид ванадия, что связано с безвозвратными потерями ванадия с отходами производства. Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является известный способ переработки технического пентаоксида ванадия (см. Цветная металлургия, 1995, 7-8, с. 33-37), заключающийся в следующем. Технический V2О5, содержащий примеси оксидов Fe, Mn, Cr, Si, Mg, Ca и др., обрабатывают щелочным реагентом - раствором гидроксида натрия, нерастворимый остаток (оксигидраты металлов-примесей) отделяют от раствора метаванадата натрия - NaVO3, который обрабатывают аммонийсодержащим неорганическим соединением (NH4Cl, NH4NO3 и др.), выделяющуюся из раствора твердую фазу - осадок метаванадата аммония (NH4VO3) отделяют (фильтрованием) от раствора, промывают, сушат и прокаливают с получением товарного пентаоксида ванадия V2О5, соответствующего по качеству требованиям ТУ - выбран в качестве прототипа. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже результата, относятся неудовлетворительная степень извлечения ванадия из исходных ванадийсодержащих промпродуктов - технического пентаоксида ванадия - в раствор NaVO3 и связанные с этим потери ванадия со вторичными отходами - нерастворимым остатком, относительно высокое содержание ванадия в этих вторичных отходах, что требует принятия специальных мер либо по дополнительному доизвлечению ванадия, либо по его переработке и извлечении с целью предохранения загрязнения окружающей среды. Заявленное техническое решение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении рентабельности технологии переработки технического пентаоксида ванадия и в снижении вредного воздействия отходов производства. Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявленного изобретения, заключается в повышении степени извлечения ванадия из технического пентаоксида ванадия в раствор NaVO3 и затем - в товарный пентаоксид ванадия, уменьшение потерь ванадия за счет снижения содержания ванадия во вторичных отходах производства - нерастворимом остатке после отделения раствора NaVO3. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе переработки технического пентаоксида ванадия, включающем его обработку раствором гидроксида натрия, отделение нерастворимого остатка оксигидратов металлов-примесей от раствора метаванадата натрия (NaVO3), введение в раствор аммонийсодержащих неорганических соединений, осаждение и кристаллизацию метаванадата аммония (NH4VO3), фильтрование суспензии, отделение маточного раствора от осадка NH4VO3, промывку осадка, его сушку и прокалку с получением товарного пентаоксида ванадия, особенность заключается в том, что обработку раствором гидроксида натрия ведут с концентрацией 40-120 г/дм3 NaOH, нерастворимый остаток после отделения раствора метаванадата натрия обрабатывают при 90-100oС раствором гипохлорита натрия с концентрацией 30-90 г/дм3, взятым в количестве 2-4 дм3 на 1 кг нерастворимого остатка в течение 3-4 ч при перемешивании, после чего в пульпу вводят натриевую серусодержащую соль, выбранную из ряда Na2S, NaHS, Na2SO3, Na2S2O3, осадок отделяют от раствора, который объединяют с раствором NаVО3, образующимся на стадии обработки технического пентаоксида ванадия раствором гидроксида натрия. Кроме того, обработку технического пентаоксида ванадия раствором NaOH ведут при Ж:Т=(8![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207019/247.gif)
![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207001/177.gif)
![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207001/177.gif)
![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207001/177.gif)
![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207001/177.gif)
- извлечение ванадия из исходного технического V2О5 в раствор-фильтрат после отделения нерастворимого остатка и его промывки - 74%;
- сквозное извлечение ванадия в товарную продукцию - 72,0%;
- содержание V2O5 в товарной продукции - 97,0-98,8%, что соответствует требованиям ТУ на V2O5 квалификации ВНО-1 и ВНО-2;
- потери ванадия со вторичными отходами производства - нерастворимым остатком - 26%;
- "выход" влажного (60%) нерастворимого остатка, подлежащего захоронению в шламохранилище, - 600 г/кг (кг/т) исходных ванадийсодержащих промпродуктов - технического V2О5;
- содержание ванадия в нерастворимом остатке - 34,4% (61,2%V2O5) - в пересчете на сухой прокаленный продукт. Таким образом, известный способ-прототип позволяет получать - при сравнительно высоких технологических показателях - из ванадиевых полупродуктов (технического пентаоксида ванадия) товарный V2О5, по всем нормируемым примесям соответствующую требованиям действующих ТУ. Вместе с тем, при переработке исходного технического V2О5 по известному способу-прототипу образуется значительное количество вторичных отходов производства - неутилизируемого ванадийсодержащего нерастворимого остатка. В частности, на 1 т исходного технического V2О5 (
![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207120/8776.gif)
![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207001/177.gif)
![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207001/177.gif)
![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207001/177.gif)
![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207001/177.gif)
![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207120/8776.gif)
![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207001/177.gif)
![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207001/177.gif)
- степень извлечения ванадия из исходного технического V2O5 в раствор после отделения и промывки нерастворимого остатка - 95% (в известном способе-прототипе - 74% - пример 1);
- потери ванадия с вторичными отходами производства - нерастворимым остатком - 5% (в известном способе-прототипе - 26% - пример 1);
- сквозная степень извлечения ванадия из технического V2О5 в товарную продукцию - 95% (по известному способу-прототипу - 72% - пример 1);
- содержание V2O5 в товарной продукции составляло (для различных опытов) 98,0-99,0%, что соответствует требованиям ТУ на V2О5 квалификации ВНО-1 и ВНО-2; содержание регламентируемых примесей (Fe, Si, Mn, Cr, S, P, As,
![способ переработки технического пентаоксида ванадия, патент № 2207392](/images/patents/263/2207274/931.gif)
Класс C22B34/22 получение ванадия
Класс C22B3/12 в неорганических щелочных растворах
Класс C22B3/44 химическими способами