<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Gewinnung des Vanadiums aus Vanadium und Erdalkallverbindungen enthaltendem
Material.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung des Vanadiums aus Vanadium und Erdalkaliverbindungen enthaltendem Material.
Die gebräuchlichen Verfahren zur Gewinnung des Vanadiums aus seinen Erzen bestehen im wesentlichen im Rösten des Erzes mit einem geeigneten Flussmittel, z. B. Kochsalz, Sodaasche oder beiden, Auslaugen des gerösteten Materials mit Wasser, Filtrieren der vanadiumhaltigen Flüssigkeit und Fällen des Vanadiums aus dieser Flüssigkeit durch Hinzufügen der erforderlichen Menge Schwefelsäure. Die Kosten der Flussmittel, die zu den gerösteten Bestandteilen hinzugefügt werden, sind hoch, ebenso die sonstigen Ausgaben, insbesondere für die Säure.
Gemäss der Erfindung werden die Nachteile der bekannten Verfahren dadurch vermieden, dass als Ausgangsmaterial die Vanadiumerze, gegebenenfalls nur mit sehr geringen Zuschlägen von Erdalkaliverbindungen, aber ohne sonstige Zusätze verwendet und nach dem Rösten bei einer Temperatur in Wasser abgeschreckt werden, die höher liegt, als die Umwandlungstemperatur der Erdalkalivanadate in wasserunlösliche Form. Der technische Fortschritt liegt in der Einfachheit und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Die meisten Vanadiumerze enthalten Verbindungen des Kalziums, Magnesiums oder anderer Erdalkalimetalle, wie z. B. Kalziumsulfat. In den meisten Fällen kann das natürliche Erz direkt verarbeitet werden, da die darin enthaltenen Erdalkaliverbindungen ausreichen, um eine praktisch vollständige Extraktion des gesamten Vanadiumgehaltes zu sichern.
Bei gewissen Erzen kann ein geringer Zusatz weiterer Erdalkaliverbindungen zwecks Ergänzung des bereits enthaltenen Kalziums usw. notwendig sein ; die Kosten für einen solchen Zusatz sind aber ausserordentlich gering. Weiterhin stellt das Abschrecken in Wasser eine einfache und wirtschaftliche Behandlung dar, da keine Kosten für alkalische Flüssigkeiten aufgewendet werden müssen, wie bei bekannten Verfahren.
Die Erfindung fusst auf der Erkenntnis, dass sich beim Rösten der Erze wasserlösliche Erdalkalivanadate bilden, welche Erkenntnis bisher unbekannt war, so dass man infolgedessen nicht mit der Möglichkeit rechnen konnte, zur Gewinnung des Vanadiums aus dem gerösteten Erz einfach Wasser zu verwenden. Diese Erkenntnis hat auch bei dem z. B. in der deutschen Patentschrift Nr. 264373 beschriebenen unmittelbaren Abschrecken vanadiumhaltigen Röstgutes mit Wasser vollständig gefehlt.
Bei der praktischen Durchführung wird das Material vorteilhafterweise in einem Röstofen bei einer Temperatur zwischen etwa 815 und 9250 C geröstet. Es werden z. B. eine Reihe von wasserlöslichen Kalziumvanadaten durch Rösten dicht oberhalb der Bildungstemperatur des normalen wasserlöslichen Kalziumorthovanadats (629 C) hergestellt. Das Erz wird dann in Wasser abgeschreckt und das abgeschreckte Material mit Wasser zu dem gewünschten Grad der Feinheit gemahlen. Das gemahlene Material wird dann filtriert, wobei ein Filtrat erhalten wird, das einen grossen Teil des ursprünglich in dem Erz enthaltenen Vanadiums enthält, das im folgenden als abgeschreckte Flüssigkeit bezeichnet wird und ein Rückstand, der im folgenden als Abschreckrückstand bezeichnet wird.
Dann wird eine Lauge des Abschreckrückstandes mit verdünnter Sehwefelsäurelösung hergestellt und das ausgelaugte Material wird filtriert, wobei ein Filtrat, das im folgenden als saure Flüssigkeit bezeichnet wird, die eine zusätzliche Menge des im Erz enthaltenen Vanadiums enthält und ein Endrückstand oder Abfall erhalten wird. Die abgeschreckten und sauren Flüssigkeiten werden dann gemischt und,
<Desc/Clms Page number 2>
nachdem sie erhitzt und dabei umgerührt worden sind, bildet sich ein Niederschlag, der gewöhnlich als VOj ; bezeichnet wird. Der Niederschlag wird dann filtriert und in der üblichen Weise ausgewaschen.
Kalziumsulfat hat jedoch die Neigung, mit dem Vanadium und dem Niederschlag bis zu einem gewissen Grade in Lösung zu gehen, wodurch die Reinheit des Produktes herabgesetzt wird. Im Falle dieser Erze ist es wünschenswert, einen Teil des gelösten Kalziumsulfat vor der Fällung des Vanadiums aus den Flüssigkeiten auszufällen. Dies kann durch Hinzufügen einer sauren Flüssigkeit zu der abgeschreckten Flüssigkeit geschehen, bis die Mischung schwach sauer ist, was durch einen Indikator angezeigt wird, wobei ein grosser Teil des Kalziumsulfats ausgefällt wird. Dieses wird dann abfiltriert und das Vanadium durch Hinzufügen einer weiteren Menge der sauren Flüssigkeit zu dem Filtrat der abgeschreckten Flüssigkeit, Erhitzen und Umrühren gefällt.
Die Fällung des Vanadiums aus der Vanadatlösung mit Hilfe einer sauren Flüssigkeit ist an sich bekannt, jedoch nicht für den Fall, dass die Lösung, wie bei vorliegender Erfindung, nur Erdalkalivandate enthält.
Das Rösten und Abschrecken nichtvanadiumhaltiger Erze, wie es bisher ausgeübt und in der hierauf bezüglichen Literatur beschrieben wird, erfolgte bisher zu dem einzigen Zweck der Zertrümmerung oder Zerkleinerung des Erzes oder des anderen behandelten Materials. Ähnliche metallurgische Ergebnisse können durch Zerbrechen oder Feinmahlen unter Anwendung der gebräuchlichen mechanischen Verfahren, z. B. in Kugelmühlen, erzielt werden.
Es wurde jedoch gefunden, dass die Ergebnisse, die durch Abschrecken des gerösteten vanadiumhaltigen Materials gemäss dem in der vorliegenden Erfindung angegebenen Vorgang erhalten werden, durch Zerbrechen oder Feinmahlen des Materials allein nicht erzielt werden können. Ebenso wurde gefunden, dass ähnliche metallurgische Ergebnisse durch Rösten des Materials und, nach dem Abschrecken, durch Auslaugen oder Mahlen in Wasser nicht erzielt werden können, sondern dass das Abschrecken des Materials bei der erfindungsgemäss angegebenen Temperatur für die erzielten Ergebnisse wesentlich ist.
Ausführungsbeispiel : Das 3'01% Vanadium enthaltende Erz wurde gemahlen, bis alles durch ein 20-Maschensieb hindurchging. Dann wurde es 105 Minuten lang bei etwa 900 C geröstet und solange es noch diese Temperatur hatte, in Wasser abgeschreckt. Das abgeschreckte Material wurde dann gemahlen, bis es zu 95% durch ein 200-Maschensieb hindurchging und filtriert. Dabei wurde gefunden, dass das Filtrat etwa 62% des ursprünglich in dem Erz enthaltenen Vanadiums enthielt.
Der gekühlte Rückstand wurde mit einer 7 Gewichtsprozent enthaltenden Schwefelsäurelösung ausgelaugt, die in der Lösung enthaltene Säure betrug rund 27 leg je Tonne Erz. Das ausgelaugte Material wurde dann filtriert und es wurde gefunden, dass die saure Flüssigkeit annähernd 27% des ursprünglich in dem Erz enthaltenen Vanadiums enthielt, was eine Gesamtgewinnung von annähernd 89% ergibt.
Dann wurde die saure Flüssigkeit zu der abgeschreckten Lösung hinzugefügt, bis die Mischung schwach sauer war, wobei annähernd 12'7 leg Kalziumsulfat je Tonne der Ausgangsmasse ausgefällt wurden.
Dieses Kalziumsulfat wurde dann abfiltriert und zu dem Filtrat wurde der Rest der sauren Lösung hinzugefügt. Die Mischung wurde dann auf etwa 82 C erhitzt und zwei Stunden lang auf dieser Temperatur gehalten und zwischendurch gerührt, um auf diese Weise das in den Flüssigkeiten enthaltene Vanadium auszufällen. Die Ausbeute der Fällung betrug annähernd 92%, das ergibt im Ganzen die Wiedergewinnung von annähernd 82% des in dem Erz enthaltenen Vanadiums. Der Niederschlag wurde dann gewaschen und getrocknet.
Im vorstehenden wurde die bevorzugte Art der Durchführung des Verfahrens beschrieben.
In einigen Fällen können gewisse Vorgänge ausgelassen werden. So ist das Mahlen des Erzes, das dem Rösten und Abschrecken folgt, nicht unbedingt für den Erfolg des Verfahrens wesentlich, es ergibt aber bessere Ergebnisse und ist daher vorteilhaft. Wenn das Erz beachtliche Mengen von Kalzium nicht enthält, kann dessen Fällung und Entfernung fortfallen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Gewinnung des Vanadiums aus Vanadium und Erdalkaliverbindungen enthaltendem Material durch Rösten dieses Materials bei einer Temperatur, bei welcher die Erdalkalimetallverbindungen und die Vanadiumverbindungen sich unter Bildung wasserlöslicher Erdalkalimetallvanadate umsetzen, dadurch gekennzeichnet, dass man das Röstgut in Wasser absehreckt, solange es noch die Temperatur aufweist, welche über der Umwandlungstemperatur der erwähnten wasserlöslichen Erdalkalimetallvanadate in wasserunlösliche Form liegt und die entstehende Lösung der wasserlöslichen Erdalkalimetallvanadate von dem Rückstand abtrennt.