CS202452B1

CS202452B1 - Method of producing pentavalent vanadium compounds from insoluble vanadium compounds containing materials by alkaline oxidative leaching

Info

Publication number: CS202452B1
Application number: CS678467A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Svejda; Irena Poduskova; Premysl Klan; Milos Riha; Jiri Masek
Original assignee: Zdenek Svejda; Irena Poduskova; Premysl Klan; Milos Riha; Jiri Masek
Priority date: 1967-09-25
Filing date: 1967-09-25
Publication date: 1981-01-30

Description

Vynález se týká získávání sloučenin pětimocného vanadu vysokotlakým alkalickým loužením.The present invention relates to the recovery of pentavalent vanadium compounds by high pressure alkaline leaching.

Dosavadním způsobem se sloučeniny vanadu, především kysličník vanadičný, vyrábějí tak, že se do jemně mleté suroviny, obsahující kysličník vanaditý nebo jinou nerozpustnou formu vanadu, přidá roztok hydroxidu sodného nebo draselného o koncentraci 250 až 400 g/l kysličníku sodného nebo kysličníku draselného. Získaná reakční směs se vhání tlakovým čerpadlem do průtokového autoklávu, kde se ohřívá na teplotu 250 až 370 °C, s výhodou 320 až 340 °C. Zároveň se do roztoku vhání plynný kyslík, popřípadě vzduch, přičemž potřebný tlak činí podle teploty a odporu zařízení a podle použitého oxidačního prostředku 12 až 25 MPa. Přitom nastává oxidace nerozpustného kysličníku vanaditého na rozpustný kysličník vanadičný, který ve formě vanadičnanu sodného' přechází do roztoku. Roztok se ochladí na teplotu max. 30 °C, přičemž se vyloučí vanadičnan sodný krystalovaný s 8 až 12 molekulami vody. Výluh se po oddělení vykrystalovaného vanadičnanu sodného vrací zpět do vsázky jako tzv. vratný louh. Při loužení se zároveň rozpustí kysličník hlinitý a kysličník křemičitý. Tyto látky se případně před krystalizaci vysrážejí pomocí vápna a odfiltrují. Zpracování vanadičnanu sodného na kysličník vanadičný se provede okyselením sole po rozpuštění ve vodě, odfiltrováním kyseliny vanadlčné a přetavením. V odpadajícím kalu zůstává vázáno v průměru 7,5 % kysličníku sodného.In the prior art, vanadium compounds, in particular vanadium pentoxide, are prepared by adding to the finely ground feedstock containing vanadium pentoxide or another insoluble form of vanadium a solution of sodium or potassium hydroxide at a concentration of 250-400 g / l sodium or potassium oxide. The reaction mixture obtained is forced through a pressure pump into a flow autoclave where it is heated to a temperature of 250 to 370 ° C, preferably 320 to 340 ° C. At the same time, gaseous oxygen or air is injected into the solution, the pressure required being 12 to 25 MPa, depending on the temperature and resistance of the device and the oxidizing agent used. In this case, the insoluble vanadium oxide is oxidized to soluble vanadium pentoxide, which in solution in the form of sodium vanadate. The solution is cooled to a maximum of 30 ° C, whereupon sodium vanadate crystallized with 8 to 12 molecules of water. After separation of the crystallized sodium vanadate, the liquor is returned to the batch as a so-called return liquor. During leaching, alumina and silica are also dissolved. These are optionally precipitated with lime prior to crystallization and filtered off. The treatment of sodium vanadate into vanadium pentoxide is accomplished by acidifying the salt after dissolution in water, filtering off the vanadic acid and remelting. On average, 7.5% of sodium oxide remains bound in the sludge.

Nevýhodou tohoto způsobu je, že souběžně probíhá řada dalších reakcí, ku příkladu se rozpouští kysličník křemičitý, který nepříznivě ovlivňuje konečný výluh co do sedimentace a filtrovatelnosti. Proto je nutno reakční směs několik hodin míchat a přidat v přebytku kysličník vápenatý, aby kysličník křemičitý byl odstraněn. Další nevýhodou je, že při míchání s kysličníkem vápenatým, provedeném před krystalizaci vanadičnanu sodného, se částečně tvoří i nerozpustný vanadičnan vápenatý, který je nutno po odfiltrování k získání kysličníku vanadičného míchat opět několik hodin s louhem sodným o koncentraci 200 g/1 kysličníku sodného. Další nevýhodou je, že v odpadajícím kalu zůstává vázáno v průměruA disadvantage of this process is that a number of other reactions take place in parallel, for example silica dissolves which adversely affects the final leach in terms of sedimentation and filterability. Therefore, the reaction mixture should be stirred for several hours and calcium oxide added in excess to remove the silica. A further disadvantage is that, when mixed with calcium oxide, carried out prior to sodium vanadate crystallization, insoluble calcium vanadate is also partially formed, which after filtering has to be mixed again with sodium hydroxide solution (200 g / l sodium oxide) for several hours after filtering to obtain vanadium oxide. A further disadvantage is that it remains bound in the sludge on average

7,5 % kysličníku sodného, jak v předchozím odstavci uvedeno.7.5% of sodium oxide as mentioned in the previous paragraph.

Je tedy nutno provést prakticky trojnásobnou operaci, časově náročnou, jež získávání sloučenin vanadu nadto výrazně zdražuje.It is therefore necessary to carry out a practically triple operation, a time-consuming process which, moreover, significantly increases the cost of obtaining vanadium compounds.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se k surovině obsahující nerozpustnou sloučeninu vanadu přidá současněThe above-mentioned drawbacks are eliminated by the process according to the invention, which consists in adding to the feedstock containing the insoluble vanadium compound simultaneously

202432 s roztokem hydroxidu sodného nebo draselného kysličník vápenatý v množství rovném202432 with a solution of sodium or potassium hydroxide in an amount equal to

1,1 —násobku stechiometrického množství, potřebného k převedení přítomných kysličníků hlinitého, křemičitého a dále titaničitého na hlinitan, křemičitan a titaničitan vápenatý a vzniklý Trnut se oxidačně louží po dobu 1 až 60 minut. Sloučeniny vanadu, obsažené v surovině, se oxidují na vanadičnan sodný, který přechází do roztoku. Vápno, resp. kysličník vápenatý při tomto způsobu tedy reaguje s kysličníkem hlinitým, kysličníkem křemičitým a kysličníkem titaničitým, s nimiž tvoří nerozpustný hlinitan, křemičitan a titaničitan vápenatý, které se odstraní filtrací. Po odfiltrování obsahuje výluh max. 1 g/1 kysličníku křemičitého. Kal z vyloužené vanadové strusky obsahuje 1 až 2 % kysličníku sodného. Odfiltrovaný výluh se zpracuje dále běžným způsobem na kysličník vanadičný.1.1 times the stoichiometric amount required to convert the present alumina, silica and titanium dioxide to aluminate, silicate and calcium titanate and the Trnut formed is oxidatively leached for 1 to 60 minutes. The vanadium compounds contained in the feedstock are oxidized to sodium vanadate, which is dissolved. Lime, respectively. The calcium oxide in this process thus reacts with alumina, silica and titanium dioxide, with which they form insoluble aluminate, silicate and calcium titanate, which are removed by filtration. After filtration, the extract contains not more than 1 g / l of silica. The sludge from the extracted vanadium slag contains 1 to 2% of sodium oxide. The filtered extract is further processed into vanadium pentoxide in a conventional manner.

Výhodou tohoto způsobu je zvýšení výtěžků kysličníku vanadičného o 0,5 až 2 %, odstranění jinak nutné desilikace roztoků, běžně trvající 6 až 8 hodin, odstranění tvoření nerozpustného vanadičnanu vápenatého a jeho vyluhování zředěným roztokem hydroxidu sodného, snížení obsahu kysličníku sodného v odpadajícím kalu a konečně zlepšení filtrovatelnosti kalu ták, že při promyti na stejný stupeň jako při dosud používaném způsobu se sníží spotřeba vody o 40 %. Při nutné recirkulaci to znamená výraznou úsporu v odparkách.The advantage of this method is to increase the yields of vanadium oxide by 0.5 to 2%, to remove the otherwise necessary desilication of the solutions, normally 6 to 8 hours, to eliminate the formation of insoluble calcium vanadate and leaching with dilute sodium hydroxide solution, to reduce the sodium finally, improving the filterability of the sludge so that washing to the same degree as in the method used hitherto reduces water consumption by 40%. If recirculation is required, this means significant savings in evaporators.

Claims

SUBJECT

A process for the preparation of pentavalent vanadium compounds from raw materials containing insoluble vanadium compounds by alkaline oxidative leaching with sodium or potassium hydroxide at a concentration of 250 to 400 g / l of sodium or potassium oxide at a temperature of 250 to 370 ° C and a pressure of 12 to 25 MPa, by adding simultaneously the insoluble vanadium compound

Sample of vanadium slag of composition:

21.7% SiO ₂ , 2.3% Al ₂ O ₃ , 52.6% Fe ₂ O ₃ , 8% V ₂ O ₃ , 9.6% Cr ₂ O ₃ , 5.9% TiO ₂ , 1, 4% CaO, 0.58% Na ₂ O is diluted with calcium oxide at a molecular ratio of CaO: SiO ₂ = 1 and CaO: TiO ₂ = 2 at 10% excess lime, ie lime is added in an amount equal to

1.1 times the stoichiometric amount required to convert silica and titanium dioxide to calcium silicate and titanate.

The mixture is mixed with the return liquor at a concentration of:

330 g / l Na ₂ O, 2.5 g / l Al ₂ O ₃ , 2 g / l V ₂ O ₅ and 20 g / l CrO ₃ and the resulting mash is decomposed in an autoclave at 330 ° C and a pressure of approx. 15 MPa for 30 minutes while blowing in excess air. After decomposition, the slag and leachate excreted has the following composition:

slag extracted: 16.57% SiO ₂ , 0.17% Al ₂ O ₃ , 40.17% Fe ₂ O ₃ , 0.30% V ₂ O ₅ , 1.1% Cr ₂ O ₃ , 4.5% TiO ₂ , 24.44% CaO, 1.28% Na ₂ O.

Leach: 0.98 g / l SiO ₂ , 5.1 g / l Al ₂ O ₃ , 13.5 g / l V ₂ O ₅ , 33.5 g / l CrO ₃ , 329 g / l Na ₂ O.

In this method, the calcined and leached vanadium slag after filtration has 26-33% moisture, while the method used hitherto contains unleafed and leached vanadium slag after filtration 47-57% moisture.

OF THE INVENTION with a solution of sodium or potassium hydroxide in an amount equal to

1.1 times the stoichiometric amount required to convert the alumina, silica and titanium oxides present to aluminate, silicate, and titanate and the resulting mash is alkalinized by leaching for 1 to 60 minutes.