СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ КОНВЕРТЕРНОГО ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕГО ШЛАКА Российский патент 1997 года по МПК C22B34/22 

Описание патента на изобретение RU2080401C1

Изобретение относится к металлургии, в частности, к способам извлечения ванадия из шлаков и может быть использовано при производстве пятиокиси ванадия высокой степени чистоты.

Известен способ извлечения ванадия из шлаков с получением чистой пятиокиси ванадия по сложной многостадийной схеме, состоящей из двух переделов, причем каждый передел осуществляется на отдельном предприятии, поскольку отработанные технологические растворы нельзя совместно использовать в замкнутом технологическом контуре. К таким предприятиям относятся АО "Ванадий-Тулачермет" г. Пышма Свердловской области.

На первом этапе (АО "Ванадий-Тулачермет") из конвертерных ванадиевых шлаков по известково-сернокислотной технологии получают техническую пятиокись ванадия с содержанием ведущего компонента 90-92%
Затем (второй этап г. Пышма Свердловской области) техническую плавленную пятиокись ванадия измельчают, распульповывают и выщелачивают в 40% растворе едкого натрия с последующей фильтрацией. Получают два продукта: ванадийсодержащий раствор до 100-120 г/л V2O5 и до 20% твердых отходов с содержанием V2O5 19-26% MnO 8-12% CaO общ 10-13% Fe общ 2 4% S общ 0,06% P 0,04-0,07% Растворы подвергают гидролитическому разложению в присутствии избытка солей аммония (NH4Cl). Полученный ванадат аммония разлагают при 400-450oC.

Однако, данный способ имеет существенные недостатки:
технология сложная, многооперационная, дорогостоящая со значительными транспортными затратами и большим расходом солей аммония;
низкое извлечение ванадия в готовый продукт;
наличие твердых отходов (нерастворенной в NaOH пятиокись ванадия), требующих специальных мер хранения, т.к. проблема утилизации их не решена;
наличие большого объема сливных вод, использование которых в обороте невозможно из-за наличия ионов натрия и хлора. Известен способ извлечения ванадия из шлаков с получением чистой пятиокись ванадия из щелочных ванадийсодержащих растворов на стадии гидролиза в присутствии 60% избытка солей аммония (по отношению к содержанию V2O5 г/л в предгидролизном растворе) (Химия и технология ванадиевых соединений. Пермь. 1974, с.198).

Недостатками данного способа являются:
большой расход хлорида аммония (3-5 т NH4Cl на 1 т V2O5).

наличие натрий- и хлорсодержащих сливных вод, утилизация которых невозможна.

Наиболее близким по технической сущности является способ (Слотвинский-Сидак Н. П. Андреев В.К. Ванадий в природе и технике. М. Знание, 1979, с. 40-41), по которому извлечение ванадия из конвертерного ванадийсодержащего шлака осуществляют путем окислительного обжига его кальцийсодержащей добавкой, выщелачивания огарка, гидролиза полученного раствора с получением пасты технической пятиокиси ванадия.

Недостатком данного способа является сравнительно низкое содержание ведущего компонента 90-92% V2O5.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности и экономичности извлечения ванадия из шлаков с получением чистой пятиокиси ванадия, завершающейся в одном технологическом процессе стадии производства технической пятиокиси ванадия, повышение извлечения, исключение загрязнения окружающей среды ионами натрия, хлора и решением проблемы оборота отработанных технологических растворов.

Технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения ванадия из конвертерного ванадийсодержащего шлака включающем окислительный обжиг его с кальцийсодержащей добавкой выщелачивание огарка, гидролиз полученного раствора с получением пасты технической пятиокиси ванадия, отличающийся тем, что пасту технической пятиокиси ванадия подвергают распульповке в -3-10%-ном растворе сульфата аммония при отношении твердого к жидкому 1:3-10, pH 1,45-3,5, температуре 25-97oC в течение 15-120 мин с последующим направлением полученных после распульповки маточных растворов на гидролиз при подержании отношения раствора после выщелачивания огарка к маточному 10:1-2.

Извлечение ванадия из шлаков по предложенному регламенту позволяет получить пятиокись ванадия с содержанием ведущего компонента от 97 до 99,5% что соответствует техническим условиям ТУ 48-4-429-82 ванадия пятиокись для металлургических целей. Получение пятиокиси ванадия высокого качества основано на ионном обмене элементов примесей на ион аммония.

Повышение извлечения достигается за счет исключения 20% твердых отходов, образующихся при выщелачивании технической пятиокиси ванадия в растворе едкого натрия.

Исключение загрязнения окружающей среды ионами натрия и хлора достигается тем, что вместо выщелачивания технической плавленной пятиокиси ванадия в растворе едкого натрия с последующим гидролитическим разложением полученного ванадийсодержащего раствора в присутствии солей аммония (NH4Cl), пасту технической пятиокиси ванадия распульповывают в растворе сульфата аммония, при указанных в формуле параметрах, а маточные растворы после распульповки направляют на гидролиз, где происходит усвоение иона аммония (образование метаванадата его) с одновременным улучшением качества технической пятиокиси ванадия, сливные воды после гидролиза нейтрализуются и утилизируются по соответствующей известково-сернокислой технологии.

Распульповка пасты пятиокиси ванадия в растворе сульфата аммония с концентрацией менее 3% pH кислее 1,45, температура ниже 25oC и менее 15 мин не позволяет получить пятиокись ванадия предлагаемого качества (97-99,5% V2O5 с маточным раствором сульфата аммония из-за растворения V2O5 в более кислой среде.

Распульповка концентрата пятиокиси ванадия в растворе сульфата аммония с концентрацией выше 10% Т Ж более 10, pH щелочнее 3,5, температуре выше 97oC и более 120 мин позволяет получить пятиокись ванадия заданного качества, но приводит к значительному удорожанию продукта из-за дополнительного расхода реагента и энергетических затрат.

Пример.

2000 г ванадийсодержащего шлака с содержанием V2O5 18% смешали с 414,74 г 93% известняка и обожгли в окислительной атмосфере при 830oC в течение 60 мин, получили 2216 г обожженной ванадиевой шихты с содержанием V2O5 общ 16,377, V2O5 к/р-15, 18, V3O5 -14,91% Обожженную шихту подвергли выщелачиванию и получили 10 л ванадийсодержащих растворов с содержанием V2O5 22,3 г/л. Растворы разделили на 2 части, из одной части ванадийсодержащих растворов (5 л) высокотемпературным гидролизом получили пасту концентрат) технической пятиокиси ванадия, разделили его на 13 частей (по весу). 1-12 пробы распульповали в сульфате аммония по регламенту, указанному в таблице, 13 часть явилась контрольным вариантом.

Из 2 частей ванадийсодержащих растворов (5 л) провели гидролиз, как в основном технологическом цикле (pH 1,45, t 98oC, τ60= 60 мин) с добавлением полученных после распульповки маточных растворов, по регламенту, указанному в таблице. 13 часть явилась контрольным вариантом.

Таким образом, предложенный способ, как показали результаты, изложенные в таблице, позволяют получить чистую пятиокись ванадия с содержанием ведущего компонента 97 99% и снизить загрязнение окружающей среды водного бассейна ионами аммония.

Похожие патенты RU2080401C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ 1995
  • Тарабрин Г.К.
  • Бирюкова В.А.
  • Рабинович Е.М.
  • Мерзляков Н.Е.
  • Волков В.С.
  • Чернявский Г.С.
  • Кузьмичев С.Е.
  • Савостьянов В.С.
  • Тарабрина В.П.
  • Уманский В.А.
  • Чекалин В.В.
  • Чутчиков В.Н.
RU2080402C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ 1997
  • Тарабрин Г.К.
  • Тартаковский И.М.
  • Рабинович Е.М.
  • Бирюкова В.А.
  • Мерзляков Н.Е.
  • Волков В.С.
  • Назаренко Н.Н.
  • Кузьмичев С.Е.
  • Шарафутдинов В.В.
  • Чернявский Г.С.
  • Воронцов Б.А.
  • Фролов А.Т.
  • Сухов Л.Л.
RU2118389C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ 1995
  • Тарабрин Г.К.
  • Бирюкова В.А.
  • Рабинович Е.М.
  • Мерзляков Н.Е.
  • Волков В.С.
  • Фролов А.Т.
  • Тартаковский И.М.
  • Кузьмичев С.Е.
  • Чернявский Г.С.
  • Чекалин В.В.
  • Савостьянов В.С.
RU2080403C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ ШЛАКОВ 1995
  • Тарабрин Г.К.
  • Бирюкова В.А.
  • Рабинович Е.М.
  • Волков В.С.
  • Мерзляков Н.Е.
  • Кузьмичев С.Е.
  • Тарабрина В.П.
  • Тартаковский И.М.
RU2090640C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ 1999
  • Тарабрин Г.К.
  • Рабинович Е.М.
  • Бирюкова В.А.
  • Сухов Л.Л.
  • Чернявский Г.С.
  • Кузьмичев С.Е.
  • Рева А.Г.
  • Савостьянов В.С.
  • Рабинович М.Е.
  • Фролова О.В.
  • Бубнов О.Н.
  • Дьяков А.В.
  • Воронцов Б.А.
  • Есина В.Г.
  • Чикирев В.Л.
RU2162113C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ 1996
  • Тарабрин Г.К.
  • Бирюкова В.А.
  • Рабинович Е.М.
  • Чекалин В.В.
  • Мерзляков Н.Е.
  • Кузьмичев С.Е.
  • Тартаковский И.М.
  • Фролов А.Т.
  • Волков В.С.
  • Тарабрина В.П.
  • Савостьянов В.С.
  • Чутчиков В.Н.
RU2102511C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ 2000
  • Тарабрин Г.К.
  • Бирюкова В.А.
  • Рабинович Е.М.
  • Кузьмичев С.Е.
  • Рева А.Г.
  • Савостьянов В.С.
  • Дьяков А.В.
  • Чернявский Г.С.
  • Воронцов Б.А.
  • Сухов Л.Л.
  • Есина В.Г.
  • Харитонов А.Н.
RU2169203C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ 1995
  • Тарабрин Г.К.
  • Рабинович Е.М.
  • Бирюкова В.А.
  • Мерзляков Н.Е.
  • Фролов А.Т.
  • Тарабрина В.П.
  • Тартаковский И.М.
  • Кузьмичев С.Е.
  • Волков В.С.
  • Уманский В.А.
RU2082795C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ 1996
  • Тарабрин Г.К.
  • Бирюкова В.А.
  • Рабинович Е.М.
  • Волков В.С.
  • Кузьмичев С.Е.
  • Мерзляков Н.Е.
  • Савостьянов В.С.
  • Тартаковский И.М.
  • Тарабрина В.П.
  • Уманский В.А.
  • Фролов А.Т.
  • Чернявский Г.С.
  • Чекалин В.В.
  • Чутчиков В.Н.
RU2095452C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ 1998
  • Козицын А.А.
  • Плеханов К.А.
  • Мосягин С.А.
  • Шевелева Л.Д.
  • Лебедь А.Б.
  • Ходыко И.И.
RU2148669C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 080 401 C1

Реферат патента 1997 года СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ КОНВЕРТЕРНОГО ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕГО ШЛАКА

Изобретение относится к способу извлечения ванадия из конвертерного ванадийсодержащего шлака, включающему окислительный обжиг его с кальцийсодержащей добавкой, выщелачивание огарка, гидролиз раствора с получением пасты технической пятиокиси ванадия. Сущность изобретения: пасту технической пятиокиси ванадия подвергают распульповке в 3-10%-ном растворе сульфата аммония при отношении твердого к жидкому 1:3-10, pH = 1,543-3,57, температуре 25-97oC в течение 15-120 мин с последующим направлением полученных после распульповки маточных растворов на гидролиз при поддержании отношения раствора после выщелачивания огарка к маточному 10:1-2. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 080 401 C1

Способ извлечения ванадия из конвертерного ванадийсодержащего шлака, включающий окислительный обжиг его с кальцийсодержащей добавкой, выщелачивание огарка, гидролиз полученного раствора с получением пасты технической пятиокиси ванадия, отличающийся тем, что пасту технической пятиокиси ванадия подвергают распульповке в 3-10%-ном растворе сульфата аммония при отношении твердого к жидкому 1 3 10, pН 1,45 3,5, температуре 25 97oС в течение 15 - 120 мин с последующим направлением полученных после распульповки маточных растворов на гидролиз при поддержании отношения раствора после выщелачивания огарка к маточному 10 1 2.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2080401C1

Н.П.Слотвинский-Сидак, В.К.Андреев
Ванадий в природе и технике.- М., Знание, 1979, с
Приспособление с иглой для прочистки кухонь типа "Примус" 1923
  • Копейкин И.Ф.
SU40A1

RU 2 080 401 C1

Авторы

Тарабрин Г.К.

Бирюкова В.А.

Рабинович Е.М.

Мерзляков Н.Е.

Волков В.С.

Кузьмичев С.Е.

Тарабрина В.П.

Чекалин В.В.

Савастьянов В.С.

Даты

1997-05-27Публикация

1995-07-20Подача