Bei' der Herstellung von Vanadinsäure wird vielfach von Natriumlaugen ausgegangen.
Diese Laugen entstammen z. B. dem Auslaugen von gerösteten Vanadinschlacken. Durch Zusatz von Mineralsäuren, wie Schwefel-
oder Salzsäure, zu diesen Laugen wurde bisher die Vanadinsäure ausgefällt. Hierbei
wurde also so vorgegangen, daß die Säure in die zuvor auf etwa 95'°' erwärmte Natriumvanadatlösung
eingeführt wurde. Der Zusatz der Säure wurde bis zur schwach sauren Reaktion fortgesetzt, d. h. bei Schwefelsäure bis
zu einem Gehalt von etwa 4 bis 5 g freier Säure im Liter.
Dieses Verfahren weist zwar den Vorzug auf, daß es in einem einzigen Bottich ausgeübt
werden kann; es ist aber auch mit Unzulänglichkeiten verknüpft, weil mit großen Flüssigkeitsmengen
gearbeitet werden muß. Wenn nämlich die Natriumvanadatlauge mehr als etwa 24g Vanadin im Liter enthält, ergeben
sich Fällungen, die äußerst schwer zu nitrieren sind. Außerdem ist ein verhältnismäßig hoher
Verlust an Vanadin in der Ablauge nicht zu vermeiden. Ein weiterer Übelstand ergibt
sich ferner, wenn die Natriumvanadatlauge Phosphor enthält, der als Natriumphosphat
vorliegt. Die in obiger Weise bewirkte Fällung
benötigt längere Zeit, und der Niederschlag quillt infolge der langen Rührzeit häufig auf,
so daß er schlecht nitrierbar wird. Es ist daher erforderlich, bei Phosphorgehalten der Xatriumvanadatlauge
von mehr als 0,3 g je Liter vor der Ausfällung der Yanadinsäure die
Fällung des Phosphors als Calciumphosphat durch Calciumchloridzusatz vorzunehmen.
Der Phosphatniederschlag ist jedoch durch to Calciumvanadat verunreinigt. Der Gehalt der
Fällung an Vanadin kann 8 bis 10 % betragen. Um dieses Vanadat wenigstens teilweise
zurückzugewinnen, muß der Phosphatfällungsschlamm wiederholt mit Wasser ausgelaugt
werden. Das Erfordernis, den Phosphorgehalt aus der Lauge zu entfernen, ehe die Vanadinsäurefällung
durchgeführt wird, bedeutet eine wesentliche Mehrarbeit.
Zweck der Erfindung ist es, einen Weg zur Fällung der Vanadinsäure aus Xatriumvanadatlauge
zu weisen, der eine solche Sonderausfällung des Phosphorgehalts überflüssig macht und bei beliebig hohen Vanadinkonzentrationen
ohne Vanadinverluste durchgeführt werden kann. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß dies möglich ist, wenn
das übliche Verfahren praktisch umgekehrt wird. Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen,
aus Xatriumvanadatl äugen die auf etwa 95- angewärmte Lauge zwecks Fällung
der Vanadinsäure in die Mineralsäure, vorzugsweise konzentrierte Schwefelsäure, einzuführen.
Es muß hierbei so verfahren werden, daß die eintretende Fällung bei schwach saurer
Reaktion abschließt, d. h. daß das Fällungsgemisch bei Anwendung von Schwefelsäure
zuletzt nur etwa 2 bis 5 g freie Säure je Liter aufweist. Diese Arbeitsweise hat zwar den
Xachteil, daß in zwei verschiedenen Säurebottichen gearbeitet werden muß, weil die
Xatriumvanadatlauge vor ihrer Zugabe zur Säure erwärmt werden muß. Dieser Xachteil
wird aber vollkommen aufgewogen durch den Vorteil, daß ein vorheriges Ausfällen etwaiger
höherer Phosphorgehalte entfällt und außerdem mit starker Vanadinkonzentration gearbeitet
werden kann. Es war nicht vorauszusehen, daß der Phosphor hierbei in Lösung bleibt und somit die Fällung nicht stört.
Der Vorteil des neuen Verfahrens ergibt sich aus folgender Gegenüberstellung: Wenn
die Xatriumvanadatlauge mehr als 0,3 g Phosphor im Liter enthält, so war es auch bei der
vorherigen Ausfällung des Phosphors mit Calciumchlorid nicht möglich, mit Vanadin-Verlusten
zu arbeiten, die weniger als 1 g je Liter betrugen. Diese Verluste setzen sich zusammen
aus einem unvermeidlichen Verlust, der bei der Fällung der vom Phosphor gereinigten
Vanadatlauge entsteht und etwa 0,3 bis 0.4 g Vanadin je Liter beträgt und den
mehr oder minder großen Verlusten an Vanadin beim Fällen und Filtrieren des Calciumphosphatniederschlags.
Wird dagegen das Verfahren gemäß der Erfindung angewendet, so werden ohne vorherige Abtrennung des Phosphors
Vanadinverluste von nur 0,3 bis 0,4 g je Liter beobachtet, d. h. während die durch
die Calciumphosphatfällung bedingten Vanadinverluste fortfallen.
Bei den bekannten Verfahren war es außerdem nicht möglich, mit stärkeren Konzentrationen
als etwa 24 g Vanadin je Liter zu arbeiten, wenn nicht hohe Vanadingehalte in der Ablauge und damit hohe Verluste in Kauf
genommen werden sollten. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann dagegen die Konzentration
des Vanadins in der Lauge beliebig hoch sein, ohne daß hierdurch die physikalische
Struktur der gefällten Säuren ungünstig beeinflußt wird, z. B. schlammig, schmierig
od. dgl., wird. Da bei diesen hohen Konzentrationen ebenfalls nur mit unvermeidbaren
Vanadinverlusten von 0,3 bis 0,4 g je Liter gerechnet werden muß, sind die Verluste
wesentlich geringer als bei den üblichen Verfahren, da hier die Verluste von 0,3 bis 0,4 g
bei einer wesentlich geringeren Konzentration der Ausgangslauge anfallen. Der Vorteil des
neuen Verfahrens liegt darüber hinaus auch darin, daß im Xaßbetrieb wesentlich geringere
Flüssigkeitsmengen zu bewältigen sind.