DE2412214C3

DE2412214C3 - Verfahren zur Herstellung von alkaliarmen Ammoniumvanadat aus alkalisulfathaltigen Vanadatlösungen

Info

Publication number: DE2412214C3
Application number: DE2412214A
Authority: DE
Inventors: Hubert 4628 Lünen Bings
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1974-03-14
Filing date: 1974-03-14
Publication date: 1981-04-09
Also published as: DE2412214A1; AU7775975A; DE2412214B2; AU497733B2; ZA75611B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von alkaliarmem Ammoniumvanadat aus alkalisulfathaltigen Vanadatlösungen durch Ausrühren der Vanadatlösung bei einem pH-Wert zwischen 7,5 und 9 mittels Ammoniumsulfat.

Aus der DE-AS 1010540 ist ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniumvanadat unter Verwendung einer Lösung von Natriummetavanadat und Schwefelsäure bekannt. Die Ausrührung findet bei einem pH-Wert von 7,8 und einem relativ niedrigen Natriumgehalt in der Ausgangslösung statt. In der Praxis muß jedoch mit stark verunreinigten Ausgangslösungen gearbeitet werden, wobei dann stark verunreinigtes, insbesondere Na^O-haltiges Ammoniumvanadat erhalten wird.

Bei der aluminothermischen Herstellung von Vanadin hängt die Ausbeule stets von der Reinheit des eingesetzten Vanadinpentoxids ab. Insbesondere die Verunreinigung des V₂O₅ mit Na₂O bringt eine Verschlechterung. Das Na₂O erfordert bei der Reduktion zusätzliches Aluminium und wird dabei zu metallischem Natrium reduziert, das mit Staub, der bei dem Reduktionsprozeß allgemein anfällt, gemeinsam abgeschieden wird. Nach der Oxidation des Natriums an der Luft enthält dieser Staub zusätzlich beachtliche Mengen an Vanadin.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Verluste bei der Reduktion von Aluminium gering zu halten und Ammoniumvanadat mit einem besonders tiefen Na₂O-Gehalt herzustellen.

Erfindungsgemäß geschieht das dadurch, daß als alkalisulfathaltige Vanadatlösung eine Lösung mit 45,3 g V/l und 348 g Na₂SO₄/! oder eine Lösung mit 65 g V/l und 320 g Na₂SO₄/l verwendet wird und das Ausrühren bei einer Temperatur zwischen 25 und 35° C durchgeführt wird.

Überraschenderweise wurde nun festgestellt, daß bei den sehr hohen Natriumgehalten in der Ausgangslösung mit folgender Arbeitsweise ein alkaliarmes Ammoniumvanadat erhalten wird: bei einem pH-Wert zwischen 7,5 und 9, bei Temperaturen zwischen 25 und 35 ° C muß die Ausrührung vollzogen werden. Die alkalihaltige Vanadatlösung wird dabei mit einer gesättigten Ammoniumsalzlösung, gegebenenfalls mit zusätzlich festen Ammoniumsulfat-Kristallen versetzt. Die Zugabe des gegebenenfalls festen Ammoniumsulfats soll dabei spontan erfolgen. Die Fällung selbst geht langsam vor sich, man rührt sozusagen das Ammonium-Vanadat aus, wobei zweckmäßigerweise für eine gute Durchrührung gesorgt werden soll. Um

pH-Wert der	Na,O-Gehalt	Ausrülii-Aus-
Fäll-Lauge	im'NH₄VO₃ (%)	beute (%)
5,0	4,8	88
6,0	3,5	90
6,5	3,0	92
7,0	2,0	93
7,3	0,8
7,5	0,12	97
8,0	0,1	98
8,5	0,1	97
9,0	0,08	86
10,0	0,08	74

Die Tabelle zeigt deutlich, daß bei dem hohen Natriumgehalt in der Ausgangslösung und einem pH-Wert von 7,5 bis 9 ein sehr reines Ammoniumvanadat bei hoher Ausbeute erreicht werden kann.

Beispiel 1

2 1 der Lauge mit 45,3 g V/I, 348 g Na₁SO₄/!, pH = 8,9 wurden auf 30° C abgekühlt, mit" 200 g (NH₄)₂SO₄-Kristallen versetzt und in einem Thermostat über 7 Stunden mittels eines Propeller-Rührers so ausgerührt, daß sich eine einheitliche Suspension bildete. Nach der Ausrührung des Ammonium-Vanadats wurde abgenutscht und gewaschen. Das getrocknete Produkt enthielt 0,1% Na₂O.

Beispiel 2

2 1 Vanadatlösung von 30° C mit 65 g V/l, 320 g Na,SO₄/l, pH = 8,0 wurden mit 240 g (NHJ₂SO₄-Krfstallen versetzt und wie unter Beispiel 1 verfahren. Gewaschen wurde mit 600 ml entsalztem Wasser. Das erhaltene Produkt hatte 0,14% Na₂O.

Beispiel 3

Je 1 Liter einer Vanadatlösung gemäß Beispiel 2 wurde auf verschiedene pH-Werte zwischen 10 und 5 eingestellt und dann bei 30° C nach Versetzen mit je 120 g (NH₄)₂SO₄-Kristallen mit einem Magnetrührer 5 Stunden ausgerührt. Nach Filtration über eine Nutsche wurden in allen Endlaugen die Rest-V-Gehalte ermittelt und die Ausbeuten errechnet. Die Filterkuchen wurden anschließend mit je 300 ml entsalztem Wasser gewaschen.

Bei den Versuchen zu Beispiel 3 wurde überraschend festgestellt, daß beim Ausrühren im neutralen Bereich ein alkaliarmes Produkt erhalten wird, wenn die Zeitspanne zwischen Neutralisation und Zusatz des (NH₄)₂SO₄ - also Beginn der Ausrührung - über mehrere Stunden gewählt wird. Dabei ist es zweckmäßig, während dieser sogenannten ;>Inkub;itionszeit« , die Temperatur der Lauge oberhalb 60° C zu halten.

Beispiel 4
601 Vanadatlaugf der Zusammensetzung Bei-

3 4

spiel 1 wurden bei 30° C innerhalb von 2,5 Minuten sehen Gegenströme in der gesamten Füllung zeigten, mit 6 kg (NH₄),SO₄-Kristallen versetzt und in einem Nach 5 Stunden Rührzeit wurde ein Teil der Suspen-Behälter mit" einem Mehrstufen-Impuls-Gegen- sion abgenutscht und im oben gewählten Verhältnis strom-Rührwerk ausgerührt. Dieses Rührwerk war so mit normalem Wasser gewaschen. Das erhaltene Proeingestellt, daß sich zwar eine einheitliche Suspension '· dukt enthielt <0,03% Na₂O. Der Ausrühreffekt lag bildete, sich aber die für diesen Rührtyp charakteristi- bei 97%.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von alkaliarmem Ammoniumvanaüat aus alkalisulfathaltigen Vanadatlösungen durch Ausrühren der Vanadatlösung bei einem pH-Wert zwischen 7,5 und 9 mittels Ammoniumsulfat, dadurch gekennzeichnet, daß als alkalisulfathaltige Vanadatlösung eine Lösung mit 45,3 g V/l und 348 g Na,SO₄/l oder eine Lösung mit 65 g V/l und 320 g Na~SO₄/l verwendet wird und das Ausrühren bei einer Temperatur zwischen 25 und 35 ° C durchgeführt wird.

ein günstiges Kornwachstum zu erreichen, werden zweckmäßigerweise Mehrstufen-Impuls-Gegenstrom-Rührwerke verwendet. Die Ausrührzeit liegt bei mindestens 5 Stunden. Das bei der Reaktion ausfallende Ammonium-Vanadat enthält etwa 0,1 ^c/c Na₁O. Auch die Ausrühr-Ausbeute ist bei dieser Arbeitsweise hoch. Sie liegt bei ca. 97 % (vergleichsweise frühere Arbeitsweise ca. 83%).

Zur Darstellung des technischen Fortschritts sind die Ausrühr-Bedingungen in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt: