RU2351668C1 - Способ получения пятиокиси ванадия - Google Patents
Способ получения пятиокиси ванадия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2351668C1 RU2351668C1 RU2007135684/02A RU2007135684A RU2351668C1 RU 2351668 C1 RU2351668 C1 RU 2351668C1 RU 2007135684/02 A RU2007135684/02 A RU 2007135684/02A RU 2007135684 A RU2007135684 A RU 2007135684A RU 2351668 C1 RU2351668 C1 RU 2351668C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vanadium pentoxide
- mno
- manganese
- reagent
- hydrated
- Prior art date
Links
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 149
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 27
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 59
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 15
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 abstract description 9
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 abstract 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 21
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 20
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 16
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 9
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 9
- 229910000628 Ferrovanadium Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 7
- PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N iron vanadium Chemical compound [V].[Fe] PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 5
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 3
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ARZRWOQKELGYTN-UHFFFAOYSA-N [V].[Mn] Chemical group [V].[Mn] ARZRWOQKELGYTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- -1 calcium cations Chemical class 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения пятиокиси ванадия повышенного качества из гидратированного осадка технической пятиокиси ванадия. Способ включает фильтрацию осадка, промывку его водой и реагентную обработку растворами кальцийсодержащих солей для вывода из него марганца. При этом реагентную обработку проводят в соотношении 3,0-8,5 г Ca2+ на 1 г MnO. Полученный раствор направляют для реагентной обработки новых порций гидратированного осадка технической пятиокиси ванадия при том же соотношении Са2+ к MnO. При накоплении марганца в растворе его регенерируют добавкой суспензии гидрооксида кальция, содержащей СаО, или пушонки с расходом 1,0-1,45 г СаО на 1 г MnO при перемешивании. После этого отделяют марганцевый концентрат. Жидкую фазу возвращают для проведения реагентной обработки новых порций гидратированного осадка технической пятиокиси ванадия. Техническим результатом является получение второго товарного продукта - марганцевого концентрата, снижение себестоимости продукции и улучшение экологии. 1 ил., 4 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения пятиокиси ванадия из шлаков и других ванадийсодержащих материалов, и может быть использовано при производстве ванадиевой продукции.
Очистка ванадиевой продукции от примесей является сложной задачей гидрометаллургических процессов. Большая часть известных способов очистки концентрата пятиокиси ванадия касается примесей фосфора, кремния, которые осуществляются, в основном, из ванадийсодержащих растворов в щелочной среде.
При смешивании растворов, получаемых двухстадийным выщелачиванием ванадия из обожженных шлаков в ОАО «Ванадий-Тула» путем промывки гидратированного осадка пятиокиси ванадия водой, растворами солей магния, железа и др., получают плавленную пятиокись ванадия, содержащую 90-95% V2O5 и 2,6-1,0% MnO (Сирина Т.П., Мизин В.Г, Рабинович Е.М. и др. Извлечение ванадия и никеля из отходов теплоэлектростанций. Екатеринбург: УрО РАН, 2001, стр.152-153, рис.3.12).
Из пятиокиси ванадия такого состава невозможно получать высокосортный феррованадий марки FeV80 из-за высокого содержания MnO, т.к., как показала практика, для выплавки этой марки феррованадия этот показатель не должен превышать 0,50% мас. Кроме того, при замещении по реакции обмена марганца в гидратированном осадке пятиокиси ванадия остаются катионы реагентных растворов, которые снижают качество готовой продукции, и затрудняется утилизация сбросных растворов.
Для снижения содержания примесей в технической пятиокиси ванадия, полученной из щелочных растворов водного выщелачивания ванадия после обжига конвертерных шлаков с добавкой соды, разработана технология обработки щелочной пятиокиси ванадия (получена из растворов от водного выщелачивания) растворами хлорида кальция («Снижение содержания примесей в технической пятиокиси ванадия. // Тез. докл. VIII Всерос. конф. «Ванадий. Химия, технология, применения». Чусовой, 2000, с.135). Данный способ взят за прототип.
При обработке растворами CaCl2 пятиокиси ванадия, осажденной из щелочных растворов и содержащей в % мас.: 89,3 V2O5; 0,81 MnO и 2,88 Na2O получен осадок с содержанием, % мас.: 91,2-95,15 V2O5, 0,045-0,14 MnO и 0,16-0,47 Na2O.
Замещение катионами кальция ионов марганца, натрия и др. не снижает технологических свойств получаемой при этом пятиокиси ванадия, поскольку при выплавке феррованадия в состав шихты вводится известь и за счет присутствия кальция в составе пятиокиси ванадия появляется возможность снизить расход извести при выплавке феррованадия и комплексно использовать реагентную добавку.
Недостатками известной технологии являются:
1. Невозможность получать высокосортную пятиокись ванадия из всего объема растворов (щелочных/рН-ных плюс кислых), что снижает эффективность производства.
2. Высокий расход реагента CaCl2, а следовательно, и повышение себестоимости ванадиевой продукции, что особенно сказывается при обработке пятиокиси ванадия с повышенным содержанием марганца, которую в настоящее время выпускают оба производителя РФ - ОАО «Ванадий-Тула» и ОАО «Чусовской металлургический завод». Повышение содержания марганца в технической пятиокиси ванадия произошло из-за изменения состава исходного сырья, что повлекло за собой изменение технологии доменной плавки чугуна и стадии получения конвертерных шлаков. Содержание оксида марганца в шлаках колеблется в пределах 11-22%, а в гидратированном осадке пятиокиси ванадия достигает порой 2,5-3,5% мас.
3. Большое количество отработанных сбросных растворов, содержащих марганец, что требует затрат на их обезвреживание.
4. Потери марганца как второго ценного макрокомпонента шлака.
5. Нестабильность процесса, т.к. при снижении расхода CaCl2 отработка реагентными растворами не обеспечивала необходимое, требуемое для выплавки высокосортного феррованадия содержание MnO в готовом продукте менее 0,50% мас. (см. чертеж).
6. Высокое водопотребление, т.к. для обработки каждой новой порции пятиокиси ванадия используется свежеприготовленный раствор.
7. Невозможность организовать оборот реагентного раствора и его регенерацию.
Задачей создания изобретения является разработка высокоэкономической, комплексной технологии производства пятиокиси ванадия повышенного качества, а следовательно, и высокосортной ванадиевой продукции с одновременным комплексным использованием исходного сырья, например конвертерных шлаков, получением второго товарного продукта - марганцевого концентрата, снижение себестоимости продукции за счет регенерации реагентного раствора и улучшение экологии путем оборота раствора в технологическом цикле, сокращение токсичных стоков и водопотребления.
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом, таких как способ получения пятиокиси ванадия повышенного качества из гидратированного осадка технической пятиокиси ванадия, включающий фильтрацию осадка, промывку его водой и реагентную обработку растворами кальцийсодержащих солей для вывода из него марганца, и отличительных существенных признаков, таких как реагентная обработка осадка технической пятиокиси ванадия растворами кальцийсодержащих солей, которую проводят в соотношении 3,0-8,5 г Са2+ на 1 г MnO, полученный раствор направляют для реагентной обработки новых порций гидратираванного осадка технической пятиокиси ванадия при том же соотношении Са2+ к MnO, и при накоплении марганца в растворе его регенерируют добавкой суспензии гидрооксида кальция, содержащей СаО или пушонки с расходом 1,0-1,45 г СаО на 1 г MnO, при перемешивании, отделяют марганцевый концентрат, а жидкую фазу возвращают для проведения реагентной обработки новых порций гидратированного осадка технической пятиокиси ванадия.
Эксперименты показали, что проведение реагентной обработки осадка гидратированной пятиокиси ванадия растворами кальцийсодержащих солей с соотношением г Са2+/г MnO (далее N) менее 3,0 не позволяет получить конечный продукт - пятиокись ванадия необходимого качества с содержанием MnO менее 0,50% мас. Соотношение более 8,5 г Са2+/г MnO нецелесообразно, т.к. увеличение расхода реагента не приводит к дальнейшему существенному снижению содержания марганца (см. чертеж), а затраты увеличиваются. Раствор, получающийся после реагентной обработки и имеющий концентрацию CaCl2, обеспечивающую соотношение N=3-8,5, используется для обработки новых порций пятиокиси ванадия. Такой прием приводит к сокращению расхода кальцийсодержащих реагентов примерно в 2 раза.
Выведение марганца из гидратированной пятиокиси ванадия проходит по реакции:
где R - это поливанадаты - основа технической пятиокиси ванадия.
Накопление марганца в растворе при многократном использовании реагентного раствора снижает его реакционную активность, поэтому марганец выделяют в осадок, а кальцийсодержащий реагент регенерируют. Регенерация проходит по реакциям:
Марганец переходит в осадок, а кальций в хорошо растворимые соли, например хлорид кальция или нитрат кальция, т.е. практически происходит регенерация кальцийсодержащих реагентов. Расход оксида кальция менее 1,0 г СаО на 1 г MnO не обеспечивает полноту выведения марганца из регенерируемого раствора, а превышение этого расхода свыше 1,45 нецелесообразно, т.к. увеличивается расход СаО, а степень осаждения марганца практически остается на том же уровне (табл.2). Кроме того, с увеличением расхода СаО марганцевый концентрат обедняется по ведущему компоненту - марганцу и за счет соосаждения гипса обогащается серой, что снижает его товарную ценность.
Регенерированный раствор, содержащий кальцийсодержащие реагенты в количестве, обеспечивающем отношение N в пределах заявляемого способа, используют для обработки новых порций гидратированного осадка технической пятиокиси ванадия. При недостатке кальцийсодержащего реагента, снижении N менее чем 3,0 проводится подпитка-добавка в реагентный раствор свежего порошка кальцийсодержащего реагента.
Вышеперечисленная совокупность признаков как известных, так и новых позволяет осуществить высокоэкономичный комплексный процесс производства пятиокиси ванадия повышенного качества, а следовательно, и высокосортной ванадиевой продукции с одновременным комплексным использованием исходного сырья, например конвертерных шлаков, получением второго товарного продукта - марганцевого концентрата, снижение себестоимости продукции за счет регенерации реагентного раствора и улучшение экологии путем оборота раствора в технологическом цикле, сокращения токсичных стоков и водопотребления.
Указанные выше отличительные признаки, каждый в отдельности и все совместно, направлены на решение поставленной задачи и являются существенными. Использование предлагаемого сочетания существенных отличительных признаков в известном уровне техники не обнаружено, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "новизна".
Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи, является не очевидной для специалистов в данной области техники и свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию патентоспособности "изобретательский уровень".
Изобретение иллюстрируется примерами. Обоснование параметров предлагаемого способа приведено в примерах 1-6, таблицах 1-4 и на чертеже.
Пример 1
Гидратированный осадок технической пятиокиси ванадия, полученный в текущем производстве ОАО «Чусовской металлургический завод», после обжига конвертерного шлака с добавкой 7% соды, двухстадийного (водного и кислотного) выщелачивания, после фильтрации и водной промывки, содержащий 48,7% отн. влаги и в % мас. в сухой массе: 84,9 V2O5, 1,17 MnO, разделили на равные части по 97,5 г влажного (50 г сухого) и, поместив на воронку Бюхнера, обработали реагентным раствором CaCl2 в слое при отношении Т:Ж=1:7, создавая соотношение Ca2+ на 1 г MnO (далее N) в пределах 2-10. Осадки, получаемые после реагентной обработки, промывки водой и прокалки осадка при 450°С в течение 1,0 часа анализировали на содержание MnO. Результаты экспериментов, представленные на чертеже, показывают, что при соотношении N меньше 3,0 невозможно получить содержание MnO в обработанной пятиокиси ванадия ниже 0,50%. Повышение соотношения N более 8,5 экономически нецелесообразно, т.к. не дает существенного снижения MnO в конечном продукте.
Пример 2
Навеску 586 г влажного (300 г сухого) гидратированного осадка технической пятиокиси ванадия, условия получения и состав которого приведены в примере 1, обработали при отношении Т:Ж=1:6 реагентным раствором CaCl2, содержащим 49 г/л реагента, при соотношении N=9,1 и промыли водой при Т:Ж=1:2. Полученная пятиокись ванадия соответствует требованиям для выплавки феррованадия марки FeV80 и содержит в % мас.: 86,8 V2O5 и 0,10 MnO. Расход реагента - порошка CaCl2 составил 0,294 г/г исходной сухой пятиокиси ванадия (опыт 1, табл.1 пример по прототипу). Раствор после обработки первой порции, содержащий 37,5 г/л CaCl2 и 0,72 г/л MnO, направили на обработку 400 г новой порции такой же пятиокиси ванадия (опыт 2, табл.1) без добавки реагента, соотношение N=5,06. Состав пятиокиси ванадия, % мас.: 86,7 V2O5; 0,29 MnO; 0,16 Na2O; 3,8 CaO; 4,3 Fe2O3; 0,02 MgO и Al2О3; 0,34 TiO2; 0,37 Cr2O3. Такой состав вполне соответствовал требованиям для выплавки высокосортного феррованадия. Расход реагента CaCl2 за два опыта (порошок) составил 88,2 г на 700 г осадка и равен 0,126 г/г, т.е. снижен в 2,3 раза (опыты 1-2, табл.1) в сравнении с опытом 1 по прототипу.
Таким образом показана возможность снижения расхода реагента при использовании раствора, полученного после первого цикла реагентной обработки, для повышения качества новой порции гидратированного осадка пятиокиси ванадия.
Пример 3
Раствор, полученный после реагентной обработки осадка технической пятиокиси ванадия, содержащий, г/л: 32,1 CaCl2, 2,68 MnO и 0,31 V2O3, разделили на равные объемы по 0,2 л и в каждую порцию добавили суспензию гидрооксида кальция, содержащую 80 г/л СаО с расходом 0,90-1,50 г СаО на 1 г MnO (табл.2, опыты 1-5). Пульпу выдержали при перемешивании 30 мин, отделили марганцевый концентрат, промыли его водой и высушили при 105°С до постоянной массы. Результаты опытов, приведенные в табл.2, показывают, что оптимальной добавкой является расход 1 г СаО на 1 г MnO в пределах 1,0-1,45. При снижении расхода менее 1,0 г СаО/г MnO марганец из раствора выделяется неполностью - степень его осаждения 82,7% отн. Увеличение расхода оксида кальция при регенерации жидкой фазы до 1,45 г СаО на 1 г MnO позволяет не только получить высокую степень осаждения марганца ванадия, регенерировать CaCl2, увеличив его содержание с 32,1 до 36,0 г/л, но и осадить марганцевый концентрат с содержанием 49,3-76,8% MnO и 0,10-0,25% S, пригодный для использования в металлургии или в составе шихты при изготовлении сварочных электродов. Повышение расхода до 1,50 г СаО на 1 г MnO нецелесообразно, т.к. не приводит к улучшению показателей процесса: снижается содержание MnO в марганцевом концентрате, повышается содержание серы, а концентрация CaCl2 в жидкой фазе не увеличивается. Кроме того, из-за повышения расхода СаО в суспензии повышается показатель рН и происходит растворение ванадия - его концентрация от следов возрастает до 0,09 г/л.
Пример 4
Навеску 30 г (по сухому) влажной технической пятиокиси ванадия, состав которой приведен в примере 1, обработали при Т:Ж=1:6 в слое жидкой фазой, полученной после отделения марганцевого концентрата, образовавшегося при регенерации реагентного раствора по условиям примера 3 (табл.2, опыт 4) с содержанием CaCl2 36 г/л при соотношении N=6,66, не добавляя свежего порошка CaCl2 (опыт 1, табл.3). Затем полученный раствор, имеющий содержание CaCl2 30,9 г/л, вернули на обработку новой порции технической пятиокиси ванадия (опыт 2, табл.3) на второй цикл реагентной обработки при N=4,04, получив при этом после обработки раствор с содержанием CaCl2 22,4 г/л. В него добавили порошок хлорида кальция до концентрации 40,4 г/л CaCl2 и использовали его для реагентной обработки новой порции технической пятиокиси ванадия при N=3,47 (опыт 3, табл.3). В результате экспериментов на всех опытах получена кондиционная пятиокись ванадия, пригодная для выплавки феррованадия марки FeV80 с содержанием MnO 0,22-0,37%. На обработку 90 г пятиокиси ванадия за счет использования регенерированного по заявляемому способу раствора добавлено 3,24 г CaCl2 или расход реагента составил всего 0,036 г CaCl2/г исходного гидратированного осадка пятиокиси ванадия, что в 8,2 раза ниже в сравнении с опытом, проведенным по условиям прототипа (табл.1, опыт 1).
Пример 5
Ванадийсодержащий шлак, содержащий, % мас.: 18,2 V2O5 и 12,3 MnO, смешали с известняком в соотношении CaO/V2O5=0,6 и обожгли в окислительной атмосфере при 830°С в течение 1,5 часов. Из обожженной шихты выщелачили ванадий и из полученных растворов (рН-ного и кислотного выщелачивания) осадили гидратированную пятиокись ванадия. Влажность осадка 45,3%, содержание V2O5 86,8%, MnO - 2,65%.
Осадок разделили на две части и провели его реагентную обработку с соотношением N=8 при Т:Ж=1:5 раствором Са(NO3)2 по двум вариантам в течение 30 мин:
1 - при репульпации в реагентном растворе;
2 - в слое, пропуская реагентный раствор через слой осадка. Результаты экспериментов, приведенные в табл.4, показывают, что по предлагаемому способу можно получать пятиокись ванадия с низким содержанием марганца при любом варианте обжига исходных конвертерных шлаков - с добавкой соды (примеры 1-4) и известняка, а также способа реагентной обработки - в слое или репульпации.
Пример 6
К 0,5 л раствора, полученного после трехкратного использования реагентного раствора CaCl2 для обработки гидратированного осадка пятиокиси ванадия, полученного в текущем производстве ОАО «Ванадий-Тула», содержащего в г/л: 55,0 CaCl2; 2,5 MnO и 0,35 V2O5, добавили при перемешивании порошок СаО известь (пушонку) с расходом 1,35 г СаО на 1 г MnO и выдерживали в течение 0,5 часа. После отделения жидкой фазы осадок марганцевого концентрата промыли водой, высушили и прокалили при 700°С в течение 1 часа. Прокаленный марганцевый концентрат содержал, % мас.: 50,3 MnO; 35,0 СаО; 5,3 V2O5; 0,26 S; 0,15 Cr2O3; 5,8 SiO2; 0,035 Р. В составе жидкой фазы содержание CaCl2 увеличилось до 60,4 г/л, содержание MnO и V2O5 было на уровне «следов».
Итак, показана не только регенерация реагентного раствора, состав которого позволяет использовать его для обработки новых порций гидратированного осадка пятиокиси ванадия для повышения его качества, но и получение товарного марганцевого концентрата, пригодного для использования в металлургии или других отраслях промышленности.
Таким образом, результаты, представленные в примерах 1-6, показывают, что по предложенному способу при его реализации можно получить техническую пятиокись ванадия с низким содержанием марганца, снизить затраты на реагенты в 2-8 раз, водопотребление и уровень сброса токсичных растворов в технологическом цикле, а также комплексно использовать исходное сырье - вывести марганец в виде товарного марганцевого концентрата, пригодного для использования в металлургии, в составе шихты при изготовлении сварочных электродов или в других отраслях промышленности.
Из описания и практического применения настоящего изобретения специалистам будут очевидны и другие частные формы его выполнения. Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.
| Таблица 1 | ||||||||||||||
| Влажность исходной пятиокиси ванадия, % отн.=48,8. Состав исходной пятиокиси ванадия (сухой), % мас.: 84,9 V2O5; 1,17 MnO. Отношение Т:Ж на реагентной обработке 1:6; промывка 1:2. | ||||||||||||||
| № опытов | Условия опытов | Результаты опытов | ||||||||||||
| Введено, г |
|
Состав растворов, г/л | Состав пятиокиси ванадия, % мас. | Расход г CaCl2 на г исх. пятиокиси ванадия | Примечания | |||||||||
| Сухой пятиокиси ванадия | MnOX) | CaCl2 | Всего Са2+ | Исходный CaCl2 | После обраб. | |||||||||
| с оборотным р-ром | порошок | всего | CaCl2 | MnO | V2O5 | MnO | ||||||||
| 1 | 300 |
|
нет | 88,2 | 88,2 | 31,8 | 9,1 | 49,0 | 37,5 | 0,72 | 86,8 | 0,19 | 0,294 | Пример по прототипу |
| 2 | 400 |
|
90,0 | нет | 90,0 | 32,49 | 5,06 | 37,5 | 32,1 | 1,38 | 86,7 | 0,29 | нет | Использ. раствор после обработки в оп.1 |
| *) Числитель - введено в составе пятиокиси ванадия, знаменатель - с оборотным раствором | ||||||||||||||
| Таблица 2 | ||||||||
| Определение оптимального расхода г СаО/ г MnO при регенерации реагентного раствора. Раствор после реагентной обработки пятиокиси ванадия: MnO - 2,68 г/л; CaCl2 - 32,1 г/л; V2O5 - 0,31 г/л. | ||||||||
| № опытов п/п | Расход |
Результаты опытов | ||||||
| Состав жидкой фазы, г/л | Состав марганцевого концентрата, % мас. | Степень осаждения марганца, % отн. | ||||||
| MnO | V2O5 | CaCl2 | MnO | V2O5 | S | |||
| 1 | 0,90 | 0,45 | 0,11 | 35,4 | 71,2 | - | 0,09 | 82,7 |
| 2 | 1,00 | 0,22 | - | 35,8 | 76,8 | - | 0,10 | 91,5 |
| 3 | 1,35 | следы | 0,05 | 36,1 | 53,5 | 5,7 | 0,20 | ~100% |
| 4 | 1,45 | то же | следы | 36,0 | 49,3 | 3,2 | 0,25 | то же |
| 5 | 1,50 | то же | 0,09 | 36,0 | 37,2 | 0,47 | то же | |
| Таблица 3 | ||||||||||||||
| Влажность исходной пятиокиси ванадия, % отн.=48,8. Состав исходной пятиокиси ванадия (сухой), % мас.: 84,9 V2O5; 1,17 MnO. Отношение Т:Ж на реагентной обработке 1:6; промывка 1:2. | ||||||||||||||
| № опытов | Условия опытов | Результаты опытов | Примечания: для реагентной обработки использованы | |||||||||||
| Введено, г |
|
Состав растворов, г/л | Состав пятиокиси ванадия, % мае. | Расход г CaCl на г исх. пятиокиси ванадия | ||||||||||
| Сухой пятиокиси ванадия | MnOX) | CaCl2 | Всего Са2+ | Исходный CaCl2 | После обраб. | |||||||||
| с оборотным р-ром | Порошок | всего | CaCl2 | MnO | V2O5 | MnO | ||||||||
| 1 | 30 |
|
6,48 | нет | 6,48 | 2,34 | 6,66 | 36,0 | 30,9 | 0,81 | 87,9 | 0,22 | нет | Жидкая фаза после регенерации от оп.4, табл.2 (пример 3) |
| 2 | 30 |
|
5,56 | нет | 5,56 | 2,01 | 4,04 | 30,9 | 22,4 | 2,25 | 87,1 | 0,35 | нет | Раствор от оп.1, табл.3 (пример 4) |
| 3 | 30 |
|
4,03 | 3,24 | 7,27 | 2,62 | 3,47 | 40,4 | 34,8 | 2,68 | 87,5 | 0,37 | 0,108 | Раствор от оп.2 табл.3 (пример 4) с добавкой порошка CaCl2 до 40,4 г/л |
| Среднее | 0,036 | |||||||||||||
| *) Числитель - введено в составе пятиокиси ванадия, знаменатель - с оборотным раствором | ||||||||||||||
| Таблица 4 Исходная пятиокись ванадия: влажность 45,3% отн. Состав, % мас.: 86,5 V2O5, 2,65 MnO (по сухому). Навеска влажной пятиокиси ванадия: 27,42 г. |
|||||||
| № опытов | Условия реагентной обработки | Состав, % мас. пятиокиси ванадия | |||||
| Способ | Введено, г | N | |||||
| MnO | Са++ | Ca(NO3)2 | V2O5 | MnO | |||
| 1 | Репульпация | 0,398 | 3,18 | 13,02 | 8,0 | 94,9 | 0,12 |
| 2 | В слое | 0,398 | 3,18 | 13,02 | 8,0 | 95,2 | 0,09 |
Claims (1)
- Способ получения пятиокиси ванадия повышенного качества из гидратированного осадка технической пятиокиси ванадия, включающий фильтрацию осадка, промывку его водой и реагентную обработку растворами кальцийсодержащих солей для вывода из него марганца, отличающийся тем, что реагентную обработку осадка технической пятиокиси ванадия растворами кальцийсодержащих солей проводят в соотношении 3,0-8,5 г Са2+ на 1 г MnO, полученный раствор направляют для реагентной обработки новых порций гидратированного осадка технической пятиокиси ванадия при том же соотношении Са2+ к MnO и при накоплении марганца в растворе его регенерируют добавкой суспензии гидрооксида кальция, содержащей СаО, или пушонки с расходом 1,0-1,45 г СаО на 1 г MnO при перемешивании, отделяют марганцевый концентрат, а жидкую фазу возвращают для проведения реагентной обработки новых порций гидратированного осадка технической пятиокиси ванадия.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007135684/02A RU2351668C1 (ru) | 2007-09-26 | 2007-09-26 | Способ получения пятиокиси ванадия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007135684/02A RU2351668C1 (ru) | 2007-09-26 | 2007-09-26 | Способ получения пятиокиси ванадия |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2351668C1 true RU2351668C1 (ru) | 2009-04-10 |
Family
ID=41014918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007135684/02A RU2351668C1 (ru) | 2007-09-26 | 2007-09-26 | Способ получения пятиокиси ванадия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2351668C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2687523C1 (ru) * | 2018-10-04 | 2019-05-14 | Акционерное общество "ЕВРАЗ Ванадий Тула" | Способ получения плавленого гранулированного пентоксида ванадия |
| CN115852171A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-03-28 | 大连融科储能集团股份有限公司 | 一种从钒钛磁铁矿分离提取钒锰钛的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3472612A (en) * | 1967-09-11 | 1969-10-14 | Nat Lead Co | Process for recovering vanadium from an alkali metal vanadate solution |
| US4039582A (en) * | 1975-12-29 | 1977-08-02 | Gakif Zakirovich Nasyrov | Method of preparing vanadium pentoxide |
| SU1208818A1 (ru) * | 1983-09-27 | 1995-10-10 | Научно-исследовательский институт металлургии | Способ получения пятиокиси ванадия высокой степени чистоты |
| RU2148555C1 (ru) * | 1999-02-22 | 2000-05-10 | ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат" | Способ получения пятиокиси ванадия |
-
2007
- 2007-09-26 RU RU2007135684/02A patent/RU2351668C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3472612A (en) * | 1967-09-11 | 1969-10-14 | Nat Lead Co | Process for recovering vanadium from an alkali metal vanadate solution |
| US4039582A (en) * | 1975-12-29 | 1977-08-02 | Gakif Zakirovich Nasyrov | Method of preparing vanadium pentoxide |
| SU1208818A1 (ru) * | 1983-09-27 | 1995-10-10 | Научно-исследовательский институт металлургии | Способ получения пятиокиси ванадия высокой степени чистоты |
| RU2148555C1 (ru) * | 1999-02-22 | 2000-05-10 | ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат" | Способ получения пятиокиси ванадия |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Тезисы докладов VIII Всероссийской конференции «Ванадий. Химия, технология, применение». г.Чусовой, 2000, с.135. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2687523C1 (ru) * | 2018-10-04 | 2019-05-14 | Акционерное общество "ЕВРАЗ Ванадий Тула" | Способ получения плавленого гранулированного пентоксида ванадия |
| CN115852171A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-03-28 | 大连融科储能集团股份有限公司 | 一种从钒钛磁铁矿分离提取钒锰钛的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA123164C2 (uk) | Спосіб обробки для повторного використання залишків хлорування розплаву солі | |
| RU2238246C2 (ru) | Способ уменьшения концентрации растворенных металлов и металлоидов в водном растворе | |
| RU2337879C1 (ru) | Способ переработки фосфогипса, содержащего соединения фосфора и лантаноиды | |
| CN104016398B (zh) | 一种利用工业废水中的稀硫酸生产硫酸盐的方法 | |
| CN101760641B (zh) | 从硫酸镁溶液中回收镁的工艺 | |
| CN101665265A (zh) | 一种利用高砷氧化锌和钢铁厂锌灰生产硫酸锌的方法 | |
| CN103304059A (zh) | 一种冶炼烟气制酸工艺中酸性废水的处理系统及方法 | |
| CN109867382B (zh) | 一种酸洗废液中金属离子的资源化回收方法、由其制得的产品及其用途 | |
| CN107043128B (zh) | 一种铁盐溶液浸出法制备人造金红石的方法 | |
| CN107673374A (zh) | 炼钢厂烧结烟尘及脱硫废液综合利用方法 | |
| CN101760646A (zh) | 含镁矿石的浸出方法 | |
| KR20200059639A (ko) | 중조로 탈황 처리된 더스트를 이용한 석고 제조방법 | |
| CN109988902B (zh) | 一种铁强化赤泥脱碱并分离回收铁的方法 | |
| RU2351668C1 (ru) | Способ получения пятиокиси ванадия | |
| CN101760637A (zh) | 含镁矿石的浸出工艺 | |
| CN101760638B (zh) | 从硫酸镁溶液中回收镁的方法 | |
| CN111252875A (zh) | 一种含重金属废水的处理工艺 | |
| CN102220495B (zh) | 沉钒母液的净化方法 | |
| WO2005068358A1 (en) | Production of 'useful material(s)' from waste acid issued from the production of titanium dioxyde | |
| JPH0952716A (ja) | めっき廃液からのソフトフェライト用複合酸化物粉末の製造方法 | |
| RU2479492C2 (ru) | Способ очистки сточных вод | |
| CN118142543A (zh) | 钛白废酸和铁锰渣资源化利用方法、脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN100351181C (zh) | 用钛白副产硫酸亚铁制备软磁用高纯氧化铁的方法 | |
| RU74636U1 (ru) | Аппаратурно-технологический комплекс для получения пентаоксида ванадия | |
| RU2198842C2 (ru) | Способ получения оксида магния |