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Verfahren zur Erzeugung von Vanadinverbindungen Es ist :bekannt, Vanadin
aus Erzen zu gewinnen, die das Vanadin häufig vergesellschaftet mit Phosphor in
nur geringfügigen Mengeni enthalten. So z. B. in den verschiedensten Eisenerzen,
wie Minetten, Bohnerzen:, Titaneisenstein utsw. Auch in Rohphosphaten sind meist
Spuren von Vanadin enthalten. Beim normalen Weg der Verhüttung dieser eisenhaltigen.
Erze sammelt sich das Vanadin in der Thamasschlacke. Diese wird alsdann mit den
erforderlichen Zuschlägen im Hochofen auf ein phosphorhaltiges Eisen: verschmolzen,
-in dem sich auch das Vanadin wiederum sammelt. Durch einen VenblaseprozeB unter
sauren Bedingungen entsteht hieraus: die sogenannte Vanadinschlacke, die ihrerseits
durch einen thermischen Au:fschluB unter Zusatz von Kochsalz, Salpeter oder Soda
mit meist schlechter Ausbeute mfgeschlossem wird. Der verbleibende vanadinarrne
Ferrophosphor wird abermals, nunmehr aber unter basischen Bedingungen, zu einer
P.0.-reichen, sogentann terL Reichschlacke verblasen, die an Stelle von: Rohphosphat
der Weiterverarbeitung, z. B. der elektrothermischen Herstellung von Phosphor, zugeführt
wird. Demgegenüber ist bereits ein Verbesserungsvorschlag bekanntgeworden, nachdem
auf die Erblasu g der Vanadi.nschlacke verzichtet und der vanadinhaltige Ferrophosphor
direkt mit Soda, oder anderen Alkalisalzen thermisch zu Trinatriumphosphat und Natriumvanadat
aufgeschlossen wird, deren Trennung auf na&metallurgischem Wege erfolgt. Neben
.der Schlaokenverblasung wvird atlso auch auf die gesonderte und schwierige Aufarbeitung
der
Vanadinschlacke verzichtet. Dieser an und für sich technisch
fortschrittliche Weg hat aber den Nachteil, daß das: Verhältnis von Vanadin zu Phosphor
zwangsläufig nach dem Vanad!in- und Phosphorgehalt :der Möllerung, also in erster
Linie der Thomas:schlacke,gegeben ist. So finden: sich z. B. im gemäß .diesem Verbesserungsvorschlag
hergestellten vanadinhältigen, Ferrophosphor etwa i °/o Vanadin und 15'/o Phosphor,
d. h. auf i t Vanadin entstehen zwangsläufig etwa i5o bis 20o t Tri.natriumphosphat.
Schließlich hat dieser Vorschlag den weiteren Nachteil, daß das Eisen im Ferrophosphat
bei der thermischen Umsetzung mit Alkalisaleen oxydiert wird und damit die in ihm
enthaltene Reduktionsenergie und der dafür beanspruchte Hochofenraum verloren :sind.
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Bei der Weiterentwicklung des Verfahrens, wurde gefunden, idaß die
geschilderten Nachteile in folgender Weise behoben werden können.
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Zur Erzeugung von Vanadinverbin.dung aufs Vanadin enthaltenden Rohphosphaten
oder aus Thomasschlaeke, die aus Vanfadin in, geringen Mengen; enthaltenden Eisenerzen
stammt, wird erfindungsgemäß so vorgegangen, d:aß das Rohphosph@at bzw. -die Thomasschlaeke
direkt thermisch oder elektrothermisch zu Phosphor reduziert wird, wobei: ale Nebenprodukt
vanadinhaltiger Ferrophosphor anfällt. Dieser wird in ;bekannter Weise, vornehmlich
durch thermische Umsetzung mit Alkalis,alzen, zu phosphor- und vanadinsauren Sauzen
verarbeitet.
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Bei der Verarbeitung von Thomasschlacke kann man auch so vorgehen,
daß zunächst im Hochofen aus der Thomassch.lacke vanadinhaltiger Ferrophosphor erschmolzen
wird: und dieser direkt, also unter Umgehung der sauren Verblasung von Vanadinschlacke
wie bei dem bekannten Verfahren, unter basischen Bedingungen auf Reichschlacke verblasen
wird. Diese Reichschlacke enthält nunmehr auch das Vamadin, und das Eisen. bleibt
in elementarer Form erhalten-. Diese Reichschlacke wird thermisch. oder elektrothermisch
nach bekannten Verfahren auf Phosphor verarbeitet. Entsprechend dem Ei:sengehal.t
der Möllerüng entsteht hei dem Verfahren der thermischen Phosphorgewinnung stets
als Nebenprodukt Ferrophosph@or mit beispielsweise 24% Phosphor, wobei dieser Phosphor
aber nur einen Bruchteil des eingesetzten Phosphors ausmacht, da naturgemäß die
Hauptmenge des Phosphoreinsatzesi zu gasförmigem Phosphor reduziert wird, der entweicht.
In dem Nebenprodukt Ferro:-phosphor sammelt sich dbr größte Teil des: Vanadins,
und. ;zwar naturgemäß in einer gegenüber dem Phosphorgehalt wesentlich, höheren
Konzentration, wie sich aus .dem folgenden Beispiel ergibt.
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Das aus Thomasschlacke mit o,5 % Vanadin und 18 % P2 05 und, aus saurer
Minette hergestellte Phosphoreisen enthält i o/oo Vanadin und 15 % Phosphor, aus
dem eine Reichschilacke, mit etwa i % Vanadin und 35'/o P2 0S direkt hergestellt
wird. Bei einer Verflüchtigung von go°/a des P2 05 im Elektroofen entsteht hieraus
als Nebenprodukt der Phosphorgewinnung ein Ferrophosphor mit bis zu ioo/o Vanadin,
d. h. im Phosphorofen findet durch die Verflüchtigung des Phosphors eine Anreicherung
des Vanadins bis auf den, zehnfachen Betrag gegenüber dem Phosphorgehalt des Phosphoreisens
statt. Bei Verarbeitung dieser Vanadin-Pho:sphor-Eisen-Legierung durch thermischen
Aufischluß mit Soda ist .der Verlust an metallischem Eisen. völlig unbedeutend,
und das Verhältnis von Vanad:in zu Trinatriumphosphat ist hinsichtlich des entstehenden
phosphorsauren Salzes auf bis zu 25 t je Tonne erzeugtes Vanadin gesunken.
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Eine,weitere Vereinfachung des Verfahrens ergibt sich durch .direkten
Einsatz der meist Vanadin enthaltende:n T.homasschlacke in den üblichen. Ofen :zur
Erzeugung von elementarem Phosphor. Bei dieser Arbeitsweise wird der gesamte bisherige
Weg der Herstellung von vanadinhadtigem Ferropho:shor und Verblasen dieses . Produktes
auf Vanadinschlacke und Reichschlacke umgangen, und durch. diese Einsparung ergibt
sich wiederum ein Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens. In diesem Fall wird
infolge des Eisengehaltes der Thomassch:lacke das Ausbringen,an Elemenitarphoisphor
zwar nicht, wie bei Verarbeitung von Reichschlacke go°/o, sondern je nach Zusammensetzung
nur etwa 4o'/o, betragen, während: abgesehen von den Versch.l:ackungswerlusten :der
verbleibende Phosphoranteil als Ferrophosphor anfällt, der Vanadin enthält. Immerhin
wird durch diese Arbeitsweise -das unbefriedigende Verhältnis von Vanadin zu. Trinatriumphosphat
im erstrebten Sinne wesentlich zugunsten der Vanadinerzeugung verändert.
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-Genügt die erzielte Anreicherung hinsichtlich Vanadin im Phosphor-Eisen
nicht, etwa, dadurch, .daß .man eine Reichschl@acke mit wenig Vanadin einsetzt,
oder aber direkt vanadin:haltige Thomasschlacke dein Elektroofen zuführt, so wird
nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der aus dem Phosphorofen abgestochene
vanadinhaltige Ferrophosphor auf vanadinhaltige Reichschlacke verblasen und dem
Elektroofen; zwecks weiterer Anreicherung wieder zugeführt. D.ie Kreislaufführung
wird :man also: auch mit Vorteil dann: anwenden, wnenn man den geringfügigen Vanadin:-gehalt
der Rohphosphate nutzbar verwerten. will, oder aber wenn man direkt Thomasschlacke
dem Phosphorofen zusetzt. Wird beiepielsweise dem Phosphorofen ein Rohphosphat mit
3:5 °/a P2 05 und o, i °/a Vanadin zugeführt und. fallen, wieder i o °/o .des eingesetzten
P2 05 als Ferrophosphor an, so enthält .dieser bereits mehrere Zehntelprozent Vanadin.
Verbläst man diese Legierung .auf Reichschlacke, -die man .dem Ofen abermals. zuführt,
so wird, bereits im zweiten Abstich eine Ferrophosphor rni:t einigen Prozenten Vanadin
erhalten.