способ переработки конверторных ванадийсодержащих шлаков

Формула изобретения

Способ переработки конверторных ванадийсодержащих шлаков, включающий подготовку шлака, обжиг с добавлением реакционной добавки, выщелачивание огарка раствором соды при температуре, по меньшей мере, 90°С в течение 1-2 ч с получением ванадатного раствора и выделением из него оксида ванадия, отличающийся тем, что при обжиге в качестве реакционной добавки вводят отвальный шлам ванадиевого производства, содержащий гематит и оксид марганца, при мольном соотношении ванадия к марганцу, равном 1:1, температуре 800-850°С в течение 3 ч, выщелачивание проводят раствором соды при мольном соотношении V₂O₅:Na ₂CO₃, равном 1:1,2-1,8, с фильтрацией раствора ванадата натрия и промывкой осадка водой, из полученного раствора разделяют ванадий и натрий электрохимической обработкой в мембранной системе, сорбцией или нейтрализацией серной кислотой с последующим осаждением солей поливанадиевых кислот.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, к способам извлечения ванадия из конверторного ванадийсодержащего шлака.

Конверторные ванадийсодержащие шлаки содержат ряд ценных элементов - ванадий, марганец, хром и титан. Существующие технологии переработки конверторных шлаков предусматривают извлечение только одного компонента - ванадия и достигается это за счет введения реакционных добавок на стадии окислительного обжига-соды или известняка, подавляющих взаимодействие марганца с ванадием. Натриевая и кальциевая реакционные добавки вытесняют марганец из высококислородных кислоторастворимых ванадиевых соединений в труднорастворимые соединения (Mn ₂О₃, Mn₂O₄, MnO₂ ). При последующем выщелачивании огарка в слабокислой среде H ₂SO₄ эти соединения марганца не растворяются. Таким образом, кальциевая и натриевая реакционные добавки, вводимые на стадии обжига, снижают переход марганца в раствор, который теряется с отвальным шламом.

Известен способ извлечения ванадия из конверторного шлака, включающий обжиг с карбонатами или оксидами кальция, двухстадийное выщелачивание серной кислотой при рН 2,0-3,0 и температуре не выше 70°С с последующей промывкой осадка 3%-ным раствором H₂SO₄ и гидролизом ванадия из объединенных растворов (патент РФ №2118389, 1995).

После отделения оксида ванадия маточный или сливной раствор, содержащий 0,3-0,7 г/л V₂O₅ и 7-8 г/л MnO подвергают известкованию (Производство технической пятиокиси ванадия и феррованадия. Технологическая инструкция ТП 127-Ф-05-88. Тула, 1988 г.).

При известковании происходит нейтрализация серной кислоты, образуется плохо отстаивающийся осадок, состоящий из оксидов марганца, кальция и сульфата кальция (черновой марганцевый концентрат). Влажный осадок в виде пульпы откачивается на шламовое поле. Таким образом, способ не предусматривает комплексного использования конверторного шлака и черновой марганцевый концентрат является отходом производства. К другим недостаткам можно отнести:

- низкое извлечение ванадия в готовую продукцию - около 75%;

- невысокое качество готового продукта (92-93% V₂O₅);

- дополнительно вводится операция отмывки его раствором сульфата железа или магния.

Известен способ, по которому конверторный шлак подвергают окислительному обжигу с содой с последующим двухстадийным выщелачиванием огарка водой и раствором серной кислоты (Технологическая инструкция ТИ 115-Ф-10-95. Производство пятиокиси ванадия. ОАО «Чусовский металлургический завод», 1995 г.).

Переработка конверторных шлаков по содовой технологии характеризуется следующими недостатками:

- шихта, состоящая из конверторного шлака и соды, подвергается сухому измельчению, что вызывает загрязнение рабочих помещений пылью шлака и соды;

- порошкообразная «содовая» шихта, склонная к оплавлению и скатыванию в обжиговой печи, ухудшает фильтрацию, усложняет технологию;

- в раствор переходит кремний и хром;

- низкое извлечение ванадия в готовую продукцию - около 65%;

- сложный солевой состав сточных вод и невозможность использования вод в замкнутом водообороте;

- потеря марганца с отвальными шламами.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ переработки конверторных ванадийсодержащих шлаков, включающий подготовку шлака, обжиг с добавлением реакционной добавки, выщелачивание огарка раствором соды при температуре, по меньшей мере, 90°С в течение 1-2 часов с получением ванадатного раствора и выделением из него технического оксида ванадия (DE 2324737, кл. С 22 В 7/04, 24.01.1974). К недостаткам способа относится недостаточно высокое извлечение и качество ванадиевой продукции.

Задачей изобретения является разработка способа комплексной утилизации конверторного шлака, предусматривающего более мягкое ведение всех технологических операций, снижение запыленности рабочих помещений вредными веществами (содой), снижение оплавления и окатываемости шихты на стадии окислительного обжига, селективное выщелачивание и повышение скорости фильтрации ванадиевых растворов.

Техническим результатом является повышение извлечения и качества ванадиевой продукции, ликвидация сброса сливных вод и повышение товарной ценности химотходов по марганцу, титану и хрому.

Это обеспечивается в способе переработки конверторных ванадийсодержащих шлаков, включающем подготовку шлака, обжиг с добавлением реакционной добавки, выщелачивание огарка раствором соды при температуре, по меньшей мере, 90°С с получением ванадатного раствора и выделением из него оксида ванадия, в котором при обжиге в качестве реакционной добавки вводят отвальный шлам ванадиевого производства, содержащий гематит и оксид марганца, при мольном соотношении ванадия к марганцу, равным 1:1, температуре 800-850°С в течение 3-х часов, выщелачивание проводят раствором соды при мольном соотношении V₂O₅:Na ₂CO₃, равном 1:1,2-1,8, с фильтрацией раствора ванадата натрия и промывкой осадка водой, из полученного раствора разделяют ванадий и натрий электрохимической обработкой в мембранной системе, сорбцией или нейтрализацией серной кислотой с последующим осаждением солей поливанадиевых кислот.

Сущность изобретения заключается в следующем. Элементное и закисное железо в составе конверторного шлака, окисляясь автогенно, выделяет значительное количество тепла, что приводит к локальному перегреву и оплавлению продуктов реакции, повышенное содержание оксида ванадия более 16% увеличивает соответственно и количество легкоплавкой фазы. Снижение термичности шихты достигается введением оксида железа в виде -Fe ₂О₃, который связывает вюстит (FeO) в магнетит (Fe₃О₄) и выделяет свободный полуторный оксид ванадия (V₂О₅), -фазу. Окисление магнетита растянуто во времени и не вызывает местного перегрева. В фазе R₂O₃ при дальнейшем повышении температуры происходит окисление ванадия за счет внутреннего окислителя - Mn₂О₃ - с образованием более тугоплавкого химического соединения - Mn₂V₂ O₇.

При температуре 800-850°С магнетит полностью переходит в гематит -Fe ₂O₃, который не вступает во взаимодействие с солями ванадия. Предложенный режим позволяет держать технологическое вскрытие на уровне 92-95%. На первом этапе идет формирование стабильной электронной структуры (+V) за счет внутреннего окислителя по схеме:

Происходит формирование октаэдрической структуры оксида ванадия, а тетраэдрические пустоты занимает окись марганца. Стабильность структуры настолько высока, что многочисленные нагревы и охлаждения на воздухе не вызывают ее изменения, степень окисления ванадия и марганца остается постоянной, соответственно +5 и +2.

На втором этапе проводится обменная реакция в водном растворе между пированадатом марганца и содой по уравнению:

Способ позволяет получить карбонат марганца в твердой фазе, пированадат натрия в водной фазе, не затрагивая хрома, кремния, титана и железа, которые остаются в нерастворимом осадке. Селективное выщелачивание ванадия из огарка производится содовым раствором при мольном соотношении V₂О₅:Na ₂СО₃, равном 1:1,2-1,8, при температуре не ниже 90°С в течение 1,0-2,0 часов.

Фильтрация и промывка осадка водой позволяет перевести в водную фазу около 90% ванадия, не затрагивая марганец, титан, кремний и хром (эти элементы в растворе отсутствуют). Фильтрация идеальна, осадок кристаллический, равномерно распределяется на фильтре.

Из водного раствора ванадата натрия рН 8,6-9,5 с концентрацией V₂O₅, равной 35-45 г/л, можно выделить ванадий несколькими способами - электрохимической обработкой в мембранной системе, сорбцией или нейтрализацией серной кислотой.

В процессе мембранной конверсии солей ванадатов натрия ионы водорода либо протонируют катионы ванадия, либо связываются в воду. В постоянном электрическом поле системы анод - катионообменная мембрана - катод идут следующие процессы:

на аноде Н ₂O-2е2H ⁺+1/2O₂

в анолите 10 Na₃ VO₄+6Н⁺H ₆V₁₀O₂₈+30Na⁺

на мембране - перенос ионов натрия в католит

на катоде - разложение воды с генерацией NaOH

Электрохимическая обработка растворов ортованадата натрия в мембранной системе позволяет эффективно вывести 90% натрия. Замена реагентного подкисления электрохимическим резко уменьшает солевой фон в растворах.

В процессе сорбции иона натрия на катионите Кд-2 в Н-форме протекает реакция:

30RH+10Na₃VO₄H ₆V₁₀O₂₈+30RNa+12H₂ O

При достижении рН 2,0 выводится до 90% натрия.

Нейтрализация раствора ортованадата натрия серной кислотой протекает по реакции:

10Na₃VO₄+15H₂ SO₄H ₆V₁₀O₂₈+15Na₂SO ₄+12Н₂О

с получением ванадиевой кислоты.

Нерастворимый осадок после водной промывки содержит карбонат марганца и часть невскрытого пированадата марганца, его можно использовать в качестве реакционной добавки на стадии обжига. Кроме того, готовность этого продукта к переводу марганца в раствор высока и можно утверждать о высокой готовности этого продукта к переводу марганца и части ванадия в раствор серной кислоты. Разделение марганца и ванадия возможно на смоле АМп. Маточник сорбции содержит 50-60 г/л MnO, который можно использовать для производства электролитического диоксида марганца MnO₂ -ЭДМ.

Предложенный способ позволяет:

- улучшить экологическую обстановку в отделениях шихтоподготовки и обжига;

- упростить процесс окислительного обжига конверторного шлака с отвальными шламами ванадиевого производства, содержащими гематит и оксид марганца, устранив оплавление, окатывание, пылеунос соды;

- исключить переход хрома (+6) и кремния в водные растворы;

- повысить скорость фильтрации содовых и кислых растворов на порядок;

- позволит организовать замкнутый водооборот и исключить сброс сливных вод в окружающий водный бассейн;

- повысить извлечение и качество ванадиевой продукции;

- появляется реальная возможность извлечь из остатков марганец, хром и титан.

Примеры конкретного осуществления способа

Пример №1.

Берут исходную навеску шихты, состоящую из 100 г конверторного ванадийсодержащего шлака состава, мас.%: V₂O₅ - 12, MnO - 10, FeO - 45 и 10 г отвального шлама ванадиевого производства состава, мас.%: Fe₂ О₃ - 45, MnO - 10, V₂O₅ - 1,5, смешивают и проводят окислительный обжиг при температуре 850°С в течение 3-х часов (мольное соотношение ванадия к марганцу равно 1:1,25).

Полученный огарок весом 113 г содержит V₂ O₅ - 12,15 г, Mn - 11,0 г. Технологическое вскрытие составляет 97,1%. Огарок выщелачивают раствором соды, в качестве которого используют карбонизированный оборотный щелочной раствор электродиализа, при температуре 98°С в течение 1,5 часов до достижения мольного соотношения V₂O₅ :Na₂СО₃, равного 1:1,8. Извлечение в раствор оксида ванадия составило 11,75 г (96,7%). Горячую пульпу фильтруют, осадок промывают водой до содержания натрия в промводе 1 г/л.

Нерастворимый осадок содержит, мас.%: V₂О ₃ - 1,3, MnO - 12, Fe₂O₃ - 43,5, Cr₂О₃ - 7, SiO₂ - 15, TiO ₂ - 8, Na₂O - 0,2 и является отвальным шламом ванадиевого производства.

Ванадийсодержащий раствор подвергают электродиализу, в результате получают раствор с содержанием 77,7 г/л V₂O₅, 5,2 г/л Na и рН 5,0. Ванадийсодержащий раствор нагревают до кипения и при рН 1,8 осаждают ванадий в виде поливанадата натрия. Прямое извлечение V₂O ₅ составило 90,8%. Состав прокаленного продукта 95,6% V ₂О₅, 4,2% Na₂O.

Пример №2.

Берут исходную навеску шихты, состоящую из 100 г конверторного ванадийсодержащего шлака и 10 г отвального шлама ванадиевого производства состава, как в примере 1, смешивают и проводят окислительный обжиг при температуре 850°С в течение 3-х часов (мольное соотношение ванадия к марганцу равно 1:1,15).

Полученный огарок весом 106,2 г содержит V₂O₅ - 12,0 г, Mn - 10,0 г. Технологическое вскрытие составляет 97,7%. Огарок выщелачивают раствором соды, в качестве которого используют карбонизированный оборотный щелочной раствор электродиализа, при температуре 98°С в течение 1,5 часов до достижения мольного соотношения V ₂O₅:Na₂СО₃, равного 1:1,8. Извлечение в раствор оксида ванадия составило 11,76 г (98,0%). Горячую пульпу фильтруют, осадок промывают водой до содержания натрия в промводе 1 г/л.

Нерастворимый осадок содержит, мас.%: V₂O₅ - 1,2, MnO - 11, Fe₂ О₃ - 42,8, Cr₂O₃ - 7,2, SiO ₂ - 15,5, TiO₂ - 8,2, Na₂O - 0,1 и является отвальным шламом ванадиевого производства.

Ванадийсодержащий раствор подвергают электродиализу, в результате получают раствор с содержанием 78,2 г/л V₂O₅, 5,6 г/л Na и рН 5,3. Ванадийсодержащий раствор нагревают до кипения и при рН 1,8 осаждают ванадий в виде поливанадата натрия. Прямое извлечение V₂O₅ составило 92,2%. Состав прокаленного при 550°С продукта 94,8% V₂O₅, 5,1% Na₂O.

Пример №3.

Огарок от примера 2 выщелачивают раствором соды, в качестве которого используют карбонизированный оборотный щелочной раствор электродиализа, при температуре 98°С в течение 2-х часов до достижения мольного соотношения V ₂O₅:Na₂СО₃, равного 1:1,2. Извлечение в раствор оксида ванадия составило 11,78 г (98,1%).

Ванадийсодержащий раствор подвергают электродиализу, в результате получают раствор с содержанием 78,3 г/л V₂ O₅, 5,7 г/л Na и рН 5,4. Ванадийсодержащий раствор нагревают до кипения и при рН 1,8 осаждают ванадий в виде поливанадата натрия. Прямое извлечение V₂O₅ составило 92,0%. Состав прокаленного при 550°С продукта 95,0% V ₂O₅, 5,0% Na₂O.

Пример №4.

Берут исходную навеску шихты, состоящую из 100 г конверторного ванадийсодержащего шлака состава, мас.%: V₂O₅ - 10, MnO - 8,0, FeO - 46,5 и 10 г отвального шлама ванадиевого производства состава, мас.%: Fe₂О₃ - 45, MnO - 5,0, V₂O₅ - 1,5, смешивают и проводят окислительный обжиг при температуре 850°С в течение 3-х часов (мольное соотношение ванадия к марганцу равно 1:1,1).

Полученный огарок весом 112 г содержит V₂O ₅ - 10,15 г, Mn - 18,5 г. Технологическое вскрытие составляет 97,5%. Огарок выщелачивают раствором соды, в качестве которого используют карбонизированный оборотный щелочной раствор электродиализа, при температуре 98°С в течение 1,5 часов до достижения мольного соотношения V₂O₅:Na₂СО₃ , равного 1:1,8. Извлечение в раствор оксида ванадия составило 9,72 г (95,7%).

Ванадийсодержащий раствор подвергают электродиализу, в результате получают раствор с содержанием 64,8 г/л V₂ O₅, 4,8 г/л Na и рН 4,2. Ванадийсодержащий раствор нагревают до кипения и при рН 1,8 осаждают ванадий в виде поливанадата натрия. Прямое извлечение V₂O₅ составило 92,5%. Состав прокаленного продукта 96,2% V₂O ₅, 3,8% Na₂O.

Пример №5.

Огарок от примера 3 выщелачивают раствором соды при температуре 98°С в течение 1,5 часов до достижения мольного соотношения V ₂O₅:Na₂СО₃, равного 1:1,8. Извлечение в раствор оксида ванадия составило 9,72 г (95,7%).

Ванадийсодержащий раствор нейтрализуют кислотой до рН 7,0 и осаждают солями аммония в виде поливанадатов аммония и натрия. Прямое извлечение V₂O₅ составило 93,6%. Состав прокаленного продукта 98,5% V₂O ₅, 1,5% Na₂O.

Пример №6.

Огарок от примера 3 выщелачивают раствором соды при температуре 98°С в течение 1,5 часов до достижения мольного соотношения V ₂O₅:Na₂СО₃, равного 1:1,8. Извлечение в раствор оксида ванадия составило 9,72 г (95,7%).

Ванадийсодержащий раствор нейтрализуют кислотой до рН 2,5 и ванадий сорбируют на смолу Амп до 450 кг V₂O ₅ на 1000 кг смолы. Десорбцию проводят смесью NH ₄OH и NH₄NO₃. Из десорбата осаждают метаванадат аммония. Прямое извлечение V₂O₅ составило 92,3%. Состав прокаленного продукта 99,9% V₂ O₅, 0,01% Na₂O.

Пример №7.

Исходную навеску измельченного и отмагниченного конверторного шлака, мас.% V - 10,5, Mn - 7,2, Ca - 1,1, Fe - 31,4 в количестве 100 г тщательно перемешали с отвальным шламом ванадиевого производства состава, мас.% V - 1,1; Mn - 3,4; Ca - 1,1; Fe - 34,2 в количестве 30; 60; 100,9 г.

Влияние гематитсодержащего шлама на технологическое вскрытие ванадия из конверторного шлака представлено в таблице 1. Из приведенных данных можно сделать вывод: расход гематитсодержащих отходов на стадии шихтовки и обжига должен составлять 30-100% к конверторному шлаку.

Технологическое вскрытие - это абсолютное количество оксида ванадия, которое переходит в раствор из огарка при обработке его 7% раствором серной кислоты при Т:Ж=1:100. Технологическое вскрытие ванадия из конвертерного шлака 92-97%. При меньшем расходе отвального шлама чем 30% снижается извлечение, при большем чем 100% снижается производительность обжиговой печи. Предложенное техническое решение позволяет перерабатывать конверторные шлаки совместно с отвальными шламами ванадиевого производства с высоким выходом ванадия в щелоче- и кислоторастворимые формы.

Выщелачивание ванадия производится 9-15% раствором соды при соотношении Na₂CO₃/V₂O ₅ 1,6-1,5 кг/ кг в течение 90 мин и температуре не менее 90°С. Результаты исследований представлены на чертеже и в таблице 2. Содовое выщелачивание позволяет добиться селективного перехода ванадия в раствор в виде ортованадата натрия, ионная форма ванадия играет важную роль на последующих операциях соосаждения, поэтому расход соды на оксид ванадия от 1,6 до 1,8 кг/кг при концентрации 9-15% Na₂СО₃ определяется соотношением Т:Ж=1:2,0-3,0. Температура выщелачивания не менее 90°С в течение 90 мин. В этих условиях кремний и хром в раствор не извлекаются, а марганец переходит в плохо растворимый карбонат марганца (Mn₂СО₃). Из приведенных выше данных видно, что в сильнощелочных растворах образуется одноядерный тетраэдрический ион ванадия - VO₄ ^3-. По мере вывода иона натрия через мембрану ванадий превращается в димерную, мономерную формы, а далее - полимерную ванадиевую кислоту, в составе которой находится небольшая часть натрия. В таблице 3 приведены результаты осаждения ванадия из растворов с разным соотношением натрия к ванадию. Из таблицы 3 следует, что нейтрализация раствора Na₃VO₃ серной кислотой до рН 2,0 с последующим откипячиванием раствора позволяет получить осадок, содержащий V₂O₅ ˜ 85-88% и Na₂O - 8-10%, а при соотношении натрия к ванадию менее 0,2 моля/моль ванадия V₂O₅ ˜ 95-97% и Na₂O - 1,5-1,7%.

Пример №8.

Опытно-промышленные испытания.

Шлак производства ОАО «ЧМЗ», поступающий в колодах, из вагонов выгружается на площадку в складе шлака, где разбивается капровым шаром на куски крупностью до 200 мм. В процессе разделки шлака производится отмагничивание материала (крупных скардовин) магнитной шайбой. Раздробленный шлак на бойной площадке разравнивается, на горячий шлак равномерно рассыпается отвальный шлам ванадиевого производства в количестве 20% от массы шлака.

С бойной площадки раздробленный шлак грейфером подается в бункер щековой дробилки, где производится первая стадия дробления до 80 мм. Раздробленный шлак складируется в промежуточном бункере, откуда системой транспортеров и элеватором подается в бункера шаровых мельниц, затем питателями дозируется в шаровые мельницы для более тонкого измельчения. Мелющими телами служат шары 80 мм.

Размолотый до 15 мм шлак с помощью элеватора через магнитный сепаратор для отделения металловключений подается в трубчатые мельницы, сюда же через дозатор подается 10% шлама ванадиевого производства. В трубчатых мельницах производятся перемешивание, усреднение с одновременным измельчением до фракции 0,15 мм. Химический состав сырья приведен в таблице 4.

Измельченная шихта с помощью системы элеваторов и транспортера подается в печной бункер, далее шнековым питателем - в обжиговую печь. Обжиг шихты осуществляется во вращающейся печи. Температура в расширенной части печи 830-850°С. Загрузка печи по обожженной шихте в период испытаний в среднем составила 2500 кг/час. Результаты обжига конверторного шлака с добавкой 30% шлама приведены в таблице 5.

Анализ обжига шихты показал, что суммарное вскрытие пятиокиси ванадия в период испытаний изменялось в пределах от 90,5 до 95,2% (среднее 93,4%). Для выщелачивания в содовый осадитель закачивается вода либо промывной раствор, подогревается острым паром до 70°С. При перемешивании загружается сода в количестве 10-12% Na₂СО₃ в растворе. Затем в содовый раствор загружается обожженная шихта при соотношении Т:Ж=1:3. Температура выщелачивания не ниже 90°С, время - 1,5 часа. После выщелачивания пульпа перекачивается на нутч-фильтр.

В период испытаний было проведено 11 операций, переработано 36 т обожженной шихты. Результаты исследований представлены в таблице 6. Согласно полученным экспериментальным данным можно констатировать, что:

- при температуре выщелачивания не менее 90°С в течение 90 мин и концентрации Na₂ СО₃ в растворе 10-12% хром в раствор не извлекается, марганец переходит в малорастворимый в этих условиях карбонат марганца (MnCO₃). При этом образуются ортованадаты натрия в водной фазе;

- химический состав разовых проб щелочных растворов изменяется в следующих пределах:

V2O5 =28,6-42,4 г/л	Cr2O 3=0,01-0,08 г/л
Fe2O3=0,003-0,005 г/л	MnO=0,0-0,0044 г/л
Р=0,005-0,016 г/л	Na+ =-30-40 г/л
SiO2 =1,0-1,2 г/л	СО3 2--=20,0-21,0 г/л

- раствор после промывки отвала в среднем содержит 14,9 г/л V₂O₅ и 3,8% Na₂СО₃ ;

- в отвальных шламах содержание V₂O₅ общего составило от 1,39 до 3,26% (среднее 2,1%).

Осаждение пятиокиси ванадия проводили методом термогидролиза с серной кислотой. В осадитель закачивали:

1,2-2,0 м³ воды,

250-280 литров серной кислоты 93%,

щелочной раствор 5,2-6,0 м³.

Раствор во время закачивания перемешивали сжатым воздухом. Осаждение пятиокиси ванадия проводили при рН 1,7-1,9. Кипячение раствора осуществляли острым паром в течение 30 мин. Пульпу пятиокиси ванадия перекачивали на нутч-фильтр для фильтрации и последующих промывок (5-10 промывок ) с целью удаления натрия и серы.

В процессе осаждения было получено 11 т пасты пятиокиси ванадия. Содержание V₂O₅ в сливных водах от 0,25 до 0,97 г/л (среднее 0,47 г/л), кислотность 0,9-1,3% (среднее 1,0%) H₂SO₄ . Результаты осаждения пятиокиси ванадия, представленные в таблицах 7 и 7а, показали, что данным способом можно получить пасту пятиокиси ванадия с содержанием основного вещества не ниже 90%. Анализ разовых проб пятиокиси ванадия в ходе испытаний показал, что химический состав ее изменяется в следующих пределах:

V2O5 =85,1-95,3%;	CaO=0,2-1,1%;
S=0,6-1,8%;	Fe2O 3=0,75-1,2%;
MnO<0,17%;	TiO2=0,01-0,04%;
Cr2O 3<0,1%;	SiO2 =0,12-0,9%;
Na+ =4,4-7,4%;	P=0,01-0,02%.

Экспериментально установлено:

- промывка пасты пятиокиси ванадия осуществляется при Т:Ж=1:1,

- число промывок не меньше 7.

В пятиокиси ванадия, полученной из промывных вод (опыты №10, 11, 12), содержание V₂O₃ составило 95%.

Таблица 1 Влияние гематитсодержащего отвала на технологическое вскрытие
Состав шихты		Температура обжига	Содержание компонентов								Соотношение	Содержание в огарке, мас.%		Технологическое вскрытие
материал	количество		V 2O5		MnO		CaO		FeO
	г	°С	мас.% мол	г	мас.% мол	г	мас.% мол	г	мас.% мол	г	шлак отвал	V2O5	V2O5 общ	%
Шлак	100,0		15,50	15,50	10,6	10,6	1,40	1,40	31,70	31,70
Отвал	30,0		1,1	0,33	5,10	1,53	1,10	0,33	34,20	25,12
Шихта	130,0	850	18,18	15,83	9,60	12,13	1,33	1,73	32,60	56,52	1:0.3	11,20	12,21	91,8
II
Шлак	100,0		15,50	15,50	10,60	10,60	1,40	1,40	31,70	31,70 31,40
Отвал	60,0		2,48	1,49	6,53	3,91	1,52	0,91	35,60
Шихта	160,0	850	10,65	16,99	9,07	14,51	1,45	2,31	39,43	63,10	1:0,6	9,97	10,35	96,4
III
Шлак	100,0		15,50	15,50	10,60	10,60	1,40	1,40	31,70	31,70
Отвал	100,9		1,96	1,97	6,20	6,24	2,10	2,12	38,70	39,00
Шихта	200,9	850	8,69	17,47	8,38	16,84	1,75	3,52	35,00	70,30	1:1	8,41	8,64	97,4

Таблица 2 Влияние расхода соды на извлечение ванадия из пированадата марганца при Т:Ж=1:1,5 и температуре 90°С в течение 90 мин
№№ п/п	Сода			Огарок		Раствор ванадия, содовый								Отношение Na2 СО3/ V2O 5, г/г
	Объем, мл	Na2СО3, г	Na2СО3, г	Вес, г	V2O 5, %	Объем, мл	V2O5, г/л	Извлеч. V2O5 %	Ионная форма	pH	MnO	SiO2	Cr2О3
1	150	7,5	5,0	100	12,55	200	14,6	23,3	V3 О9 3-	9,5	0,007	0,02	отс.	0,6
2	150	15,0	10,0	100	12,55	200	39,9	63,6	V2O 7 4-	10,0	0,01	0,03	отс.	1,2
3	150	22,5	15,0	100	12,55	200	59,9	95,5	VO4 3-	10,5	0,01	0,05	отс.	1,8

Таблица 3 Результаты осаждения ванадия из растворов с переменным отношением Na:V при 90°C в течение 1 часа при рН 2,0, полученного нейтрализацией, электродиализом и сорбцией
Способ обработки	Отношение мол/мол Na/V	рН	Содержание в маточнике V 2O5, г/л	Осадок, %		VO2+ :VO2
				V2O5	Na2O
Нейтрализация	3:1	2,0	0,3	83,5	9,8	-
Электродиализ	2:1	2,0	0,3	90,5	7,2	-
	0,2:1	1,8	0,1	97,8	0,7	-
Сорбция	2:1	2,0	0,3	91,3	8,2	-
	1:1	2,0	0,3	95,0	7,4	-
	0,2:1	1,9	0,2	98,0	0,6	-
Восстановление	0,2:1	2,0	0,1	98,5	0,3	1:20