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PERFECTIONNEMENTS DANS LA RECUPERATION DU VANADIUM DE
SOLUTIONS LE CONTENANT
La présente invention se rapporte à la récupération du vanadium de solutions contenant de l'acide vanadique libre..
.L'invention permet la récupération pratiquement com- plète du vanadium des dites solutions sous forme de produit à haute teneur. Ce produit peut, si on le désire, être sous une forme convenant pour le traitement direct au four pour la fabrication de ferrevanadium ou bien sous forme convenant pour plus ample traitement pour la préparation d'oxyde de vanadium,
Un autre objet de l'invention est que la phase de pré- cipitation du vanadium puisse tre employée comme phase dans la purification des solutions de zinc préalablement à la récu- pération électrolytique du zinc, permettant d'obtenir à la fois un vanadium commercial et du zinc métallique) des mi- nerais de zinc-vanadium et des produits métallurgiques.
Conformément à la présente Invention, la solution de vanadium est traitée par une combinaison ferrique et neutra'-
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lisée par l'addition d'une base, ou bien si elle contient déjà une composition ferrique. la solution est simplement neutralisée au moyen d'une base. De cette façon le vana- dium est précipité de la solution..
En vue d'obtenir un produit à forte teneur, la solution en du vanadium au besoin est d'abord épurée en/enlevant les im- puretés qui seraient précipitées par la base utilisée pour la précipitation du vanadium.
Le précipité de vanadium peut toutefois encore contenir des sulfates, qui peuvent tre enlevés comme il sera décrit ci-après..
Lorsque le vanadium existe dans la solution à traiter sous sa forme tétravalente, comme c'est le cas par exemple lorsque les impuretés ont été enlevées selon la méthode dé- crite dans la demande de brevet belge déposée le 3l août 1826, le vanadium avant la précipitation,.est converti à l'état pentavalent pour assurer la précipitation pratiquement com- plète du vanadium.
En employant la quantité requise de composé ferrique, et seulement autant de base qu'il est nécessaire pour neutrali- ser l'acide libéré par la réaction de l'acide vanadique avec le composé ferrique. le vanadium est entièrement précipité sous forme de vanadate ferrique. D'autre part, en employant moins de composé ferrique et plus de base, la quantité de fer dans le précipité de vanadium peut âtre réglée pour ré- pondre au traitement éventuel du vanadium produit.En tout cas, l'addition de composé ferrique permet que le vanadium soit pré- cipité par l'addition de beaucoup moins de base, et dans une période beaucoup plus courte qu'il ne serait nécessaire au- trement..
Si la solution dont le vanadium est précipité, con- tient du zinc en quantité suffisante, le précipité de vanadium outre sa teneur en vanadate de fer. consiste en un vanadate de zinc quelle que soit la base employée,.
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La précipitation du vanadium est.considérablement accélé- rée et la quantité de réactifs nécessaire est diminuée lorsqu* on procède à la précipitation à une température élevée, une température d'environ 50 C étant préférable pour des raisons économiques.
En appliquant cette invention au traitement 'Ne la solu- tion obtenue par la lixiviation acide des minerais ou autres produits métallurgiques contenant du zinc et du vanadium,,la solution est neutralisée par l'addition d'une base pour l'en- lèvement des impuretés qui sont ainsi précipitées, comme il est indiqué dans la phase B du diagramme annexé au brevet principale S'il existait du phosphore, il peut avantageusement être enlevé par la méthode décrite dans la demande de brevet belge déposée le 30 août 1928,- toutefois, comme le vanadium tendrait 4 se précipiter en même temps que les Impuretés sus- dites) il est désirable de le convertir de la valence en la- quelle il se rencontre normalement dans les solutions obtenues de ces minerais,
à la forme tétravalente sous laquelle il est moins susceptible de se précipiter pendant l'enlèvement des impuretés. A cette fin, on peut ajouter du sulfate ferreux pendant ou après la phase de lixiviation du minerai indiquée en A dans le même diagramme* Après que les impuretés sont en- levées le vanadium est converti de sa forme tétravalente à sa forme pentavaiente moins soluble pour faciliter sa précipita- tion subséquente..
Il peut être converti par exemple dans la phase a à l'é- tat pentavalent, par l'addition d'acide et d'un agent oxydant tel que le bi-oxyde de manganèse.Un composé ferreux tel qu'un sulfate ferreux, peut 'être ajouté pendant ou avant cette pé- riode et, après avoir été converti par l'agent oxydant à l'é- tat ferrique, il peut être employé comme composé ferrique né- cessaire pendant la phase de précipitation du vanadium..-près oxydation du vanadium.; la solution légèrement acide dans la-
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quelle le vanadium existe actuellement sous la forme penta- valente. est prête pour la précipitation du vanadium dans la phase D.
Le composé ferrique, tel que le sulfate de fer. est ajouté alors, s'il n'a pas été produit déjà dans la so- lution comme il est dit précédemment, et la solution est neutralisée par l'addition d'une base telle que l'oxyde de zinc,de la cendre de zinc, de la chaux ou du calcaire, à une température élevée de préférence aux environs de 50 C l'opé- ration étant avantageusement exécutée dans une cuve employant une agitation mécanique pour conserver la chaleur dans la solution.
La pulpe est maintenant filtrée et la masse filtrante du filtre est lavée dans la phase M. Le filtrat, qui contient le zinc, peut être purifié davantage comme on le désire, dans la phase I. et la solution est finalement soumise à l'électro- lyse pour effectuer le dépôt du zinc métallique dans la phase J.
Le précipité de vanadium pourrait contenir des sulfa- tes, surtout lorsqu'on a employé de la chaux ou du calcaire pour neutraliser la solution. Pour la production de ferro- vanadium-, il importe que le soufre soit éliminé du produit vanadium et par conséquent le précipité de vanadium est con- venablement lavé dans la phase F pour dissoudre le gypse, Si de l'eau fraîche est disponible en quantité suffisante, elle peut être employée dans ce but, la solubilité du gypse dans de l'eau fraîche étant considérée comme étant 1,5 à 2 grammes par litre d'eau dans le but de déterminer le volume d'eau requis.
Oomme variante, il est fait usage d'une solution de chlorure de sodium sous forme d'eau saumâtre naturelle ou'eau de mer. le gypse y étant plus aisément soluble que dans l'eau fraîche.
Si le précipité de vanadium contient des sulfates ba- siques ou autres composés basiques, le liquide de lavage est
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acidi-fié au degré voulu pour rendre les composés basiques solubles sans dissoudre sensiblement le vanadium. Cette opé- ration de lavage est exécutée de préférence dans une série de cuves avec agitation mécanique de la solution, l'opération étant continue* Le précipité de vanadium et l'eau sont alimen- tés en quantités réglées dans la première cuve de la série,, et passent par trop plein dans chacune des cuves successives; on employera par exemple trois cuves en série, dont la capaci- té combinée est telle que le précipité de vanadium soit soumis au lavage pendant une période de deux heures.
La boue ou pulpe est alors concentrée dans la phase G et filtrée dans la phase H le trop plein des condenseurs et le produit filtré passant par la décharge. La casse de résidu de filtrage est un produit de vanadium qui convient pour la fabrication du ferro-vanadium ou de l'oxyde de vanadium.
Lorsque le produit est destiné à la fabrication du ferro-vanadium,. il est bon que la teneur en fer puisse être modifiée comme on le désire, ce résultat est obtenu facile- ment en dosant convenablement les quantités de composés fer- riques et de la base, ajoutés ou présents dans la phase de précipitation du vanadium.
REVENDICATIONS.
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IMPROVEMENTS IN THE RECOVERY OF VANADIUM FROM
CONTAINER SOLUTIONS
The present invention relates to the recovery of vanadium from solutions containing free vanadic acid.
The invention enables the substantially complete recovery of the vanadium from said solutions as a high content product. This product may, if desired, be in a form suitable for direct treatment in the furnace for the manufacture of ferrevanadium or in a form suitable for further processing for the preparation of vanadium oxide,
Another object of the invention is that the vanadium precipitation phase can be used as a phase in the purification of zinc solutions prior to the electrolytic recovery of zinc, making it possible to obtain both a commercial vanadium and zinc metal) zinc-vanadium ores and metallurgical products.
In accordance with the present invention, the vanadium solution is treated with a combination of ferric and neutral.
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read by the addition of a base, or if it already contains a ferric composition. the solution is simply neutralized with a base. In this way the vanadium is precipitated from the solution.
In order to obtain a high content product, the vanadium solution if necessary is first stripped by removing any impurities which would be precipitated by the base used for the vanadium precipitation.
The vanadium precipitate can however still contain sulphates, which can be removed as will be described below.
When vanadium exists in the solution to be treated in its tetravalent form, as is the case, for example, when the impurities have been removed according to the method described in the Belgian patent application filed on August 31, 1826, the vanadium before the precipitation, is converted to the pentavalent state to ensure substantially complete precipitation of vanadium.
By employing the required amount of the ferric compound, and only as much of the base as is necessary to neutralize the acid liberated by the reaction of vanadic acid with the ferric compound. the vanadium is entirely precipitated in the form of ferric vanadate. On the other hand, by using less ferric compound and more base, the amount of iron in the vanadium precipitate can be adjusted to meet the possible treatment of the vanadium produced. In any case, the addition of ferric compound allows that the vanadium be precipitated by the addition of much less base, and in a much shorter period than would otherwise be necessary.
If the solution from which the vanadium is precipitated contains zinc in sufficient quantity, the vanadium precipitate in addition to its iron vanadate content. consists of a zinc vanadate whatever the base used ,.
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The precipitation of vanadium is considerably accelerated and the amount of reactants required is reduced when precipitation is carried out at an elevated temperature, a temperature of about 50 ° C. being preferable for economic reasons.
In applying this invention to the treatment of the solution obtained by the acid leaching of ores or other metallurgical products containing zinc and vanadium, the solution is neutralized by the addition of a base for the removal of minerals. impurities which are thus precipitated, as indicated in phase B of the diagram appended to the main patent If there was phosphorus, it can advantageously be removed by the method described in the Belgian patent application filed on August 30, 1928, - however , since vanadium would tend to precipitate together with the aforesaid impurities) it is desirable to convert it from the valence in which it normally occurs in the solutions obtained from these ores,
in the tetravalent form in which it is less likely to precipitate during the removal of impurities. For this purpose, ferrous sulphate can be added during or after the leaching phase of the ore indicated at A in the same diagram * After the impurities are removed the vanadium is converted from its tetravalent form to its less soluble pentavaite form for facilitate its subsequent precipitation.
It can be converted, for example, into phase a in the pentavalent state, by the addition of acid and an oxidizing agent such as manganese bi-oxide. A ferrous compound such as a ferrous sulfate, can be added during or before this period and, after being converted by the oxidizing agent to the ferric state, it can be employed as the necessary ferric compound during the vanadium precipitation phase. near oxidation of vanadium .; the slightly acidic solution in the-
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which vanadium currently exists in the pentavalent form. is ready for the precipitation of vanadium in phase D.
The ferric compound, such as iron sulfate. is then added, if it has not already been produced in the solution as stated previously, and the solution is neutralized by the addition of a base such as zinc oxide, ash of zinc, lime or limestone, at an elevated temperature preferably around 50 ° C. the operation being advantageously carried out in a tank employing mechanical agitation to conserve heat in the solution.
The pulp is now filtered and the filter mass of the filter is washed in phase M. The filtrate, which contains zinc, can be further purified as desired, in phase I. and the solution is finally subjected to electro - lysis to deposit the metallic zinc in phase J.
The vanadium precipitate could contain sulphates, especially when lime or limestone has been used to neutralize the solution. For the production of ferro-vanadium- it is important that the sulfur is removed from the vanadium product and therefore the vanadium precipitate is suitably washed in phase F to dissolve the gypsum. If fresh water is readily available. sufficient, it can be employed for this purpose, the solubility of the gypsum in fresh water being considered to be 1.5 to 2 grams per liter of water for the purpose of determining the volume of water required.
As a variant, use is made of a solution of sodium chloride in the form of natural brackish water or sea water. The gypsum being more readily soluble therein than in fresh water.
If the vanadium precipitate contains basic sulphates or other basic compounds, the washing liquid is
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acidified to the degree desired to render the basic compounds soluble without substantially dissolving the vanadium. This washing operation is preferably carried out in a series of tanks with mechanical agitation of the solution, the operation being continuous * The vanadium precipitate and water are fed in controlled amounts into the first tank of the series. ,, and go through overflow in each of the successive tanks; For example, three tanks will be employed in series, the combined capacity of which is such that the vanadium precipitate is washed for a period of two hours.
The sludge or pulp is then concentrated in phase G and filtered in phase H the overflow of the condensers and the filtered product passing through the discharge. Scrap filter residue is a vanadium product suitable for the manufacture of ferro-vanadium or vanadium oxide.
When the product is intended for the manufacture of ferro-vanadium ,. It is good that the iron content can be changed as desired, this result is easily obtained by suitably dosing the amounts of ferric compounds and the base, added or present in the vanadium precipitation phase.
CLAIMS.
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