DE952627C

DE952627C - Verfahren zur Gewinnung von Vanadiumoxyden aus waessrigen Loesungen

Info

Publication number: DE952627C
Application number: DEN7806A
Authority: DE
Inventors: Frank A Forward; Jack Halpern
Original assignee: National Research Council of Canada
Current assignee: National Research Council of Canada
Priority date: 1952-12-26
Filing date: 1953-10-01
Publication date: 1956-11-22
Also published as: GB738713A; US2665970A

Description

AUSGEGEBEN AM 22. NOVEMBER 1956

N 7806 IVa j i2i

Vanadiumverbindungen werden aus ihren Erzen auf trockenem oder auf nassem Wege gewonnen. Es ist schon bekannt, bei der trockenen Gewinnung Vanadiumerze mit Chlor in Gegenwart eines Reduktionsmittels, insbesondere in Gegenwart von Schwefel (II)-chlorid, zu-behandeln. Weiterhin ist es bekannt, Vanadiumerze, insbesondere Bleivanadate, in Gegenwart von Schmelzmitteln, wie Alkali und Erdalkalichloriden, mit reduzierenden Stoffen, wie Kohle, zu schmelzen.

Schließlich ist in der analytischen Chemie bekannt, Vanadiumverbindungen, wie Ammoniumvanadat, mit Halogenwasserstoffsäuren zu kochen. Bei dieser Reaktion werden Vanadiumtetroxyd bzw. Vanadiumtrioxyd gebildet. Die Reaktion ist umkehrbar und muß, damit sie möglichst weit nach der Seite der Oxydbildung verschoben ist, in Gegenwart einer hochkonzentrierten Säure und unter ständiger Abfuhr des gebildeten Chlors durchgeführt werden. .

Die Erfindung betrifft die Ausfällung von Vanadiumoxyden aus wäßrigen Lösungen und ist ganz allgemein anwendbar auf die Behandlung basischer- oder neutraler Lösungen, die ein fünfwertiges

Vanadiumsalz, wie NaVO₃, NH₄VO₃ und V₂O₅, enthalten. Vanadium liegt in neutralen basischen Lösungen als Vanadation, VO₃', vor, d. h. das Vanadium ist fünfwertig. Es ist schwierig, das Vanadium aus solchen Lösungen auszufällen, und nach den bekannten Verfahren wird das Vanadium aus solchen Lösungen durch Neutralisation mit Säuren gewonnen. Dadurch wird die Lösung aber ungeeignet für eine neuerliche Laugung und kann

ίο daher nicht in Kreisverfahren verwendet werden.

Gemäß der Erfindung wird das Vanadiumoxyd

aus solchen Lösungen ohne Zerstörung oder unnötige Verunreinigung der Lösung gewonnen, so daß die Lösungen im Kreislaufverfahren wiederverwendet' werden können.

Die Lösungen werden erfindungsgemäß in einem geschlossenen Gefäß mit gasförmigem, molekularem Wasserstoff unter einem Partialdruck von wenigstens 0,21 kg/cm² in Gegenwart eines Hydrieao rungskatalysätors reduziert, so daß das fünfwertige Vanadium in eine niedere Valenzstufe übergeht, in der es in der Lösung unlöslich ist und ausfällt.

Jede basische oder neutrale, Vanadium in fünfwertiger Form enthaltende Lösung läßt sich so be-S5 handeln. Die Lösungen enthalten zweckmäßig einen Elektrolyt, um die Bildung eines kolloiden Niederschlags zu verhindern. Als Elektrolyts können verwendet werden Natriumsulfat, Natriumkarbonat, Natriumbicarbonat, Natriumhydroxyd od. dgl. Die Geschwindigkeit der Ausfällung wächst mit steigender Temperatur und wird durch eine Temperaturerhöhung um io° etwa verdoppelt. Die Reaktion läßt sich über einen weiten Temperaturbereich durchführen, zweckmäßig wird bei 52 bis 204⁰ und höher, vorzugsweise bei 121 bis 177⁰ gearbeitet. Unter 93 ° ist die Ausfällungsgeschwindigkeit nur gering. Die Ausfällungsgeschwindigkeit ist im großen und ganzen unabhängig von der Anfangskonzentration der Lösung an Vanadium. Ein vorteilhaftes Merkmal des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es, 4aß--die zur Ausfällung benötigte Zeit proportional der Anfangskonzentration an Vanadium ist, d.h. gering ist für verdünnte Lösungen. Als Katalysatoren werden die üblichen Hydrierungskatalysatoren, wie Nickel oder Kobalt, vorzugsweise Nickel, verwendet. Für einen gegebenen pulverförmigen Katalysator ist die Ausfällungsgeschwindigkeit direkt proportional der Menge des ' angewendeten Katalysators. Üblicherweise werden 5Q mindestens 0,5 g Nickelpulver/l Lösung angewendet, bei einem Wasserstoffpartialdruck von nicht weniger als 0,21 kg/cm².

Beispiel

Eine 50 g/l Natriumkarbonat und 5,4 g/l V₂O₅ (3 g/l V), enthaltende Lösung wird in einem Autoklav mit 10 g/l Nickelpulver unter fortgesetztem Rühren auf eine Temperatur von 149⁰ erhitzt. Wasserstoffgas wird Hs zu einem Gesamtdruck von 24,6 kg/cm² eingeleitet, wobei der Wasserstoffpartialdruck 21 kg/cm² beträgt. Temperatur und Druck werden 4 Stunden aufrechterhalten, bis eine Analyse der Lösung nur noch 0,1 g/l gelöstes Vanadium ergibt. Dann wird entspannt, das Reaktionsgemisch entleert und zur Abtrennung des ausgefällten Vanadiumoxyds niedrigerer Wertigkeitsstufe zusammen mit dem Nickelkatalysator filtriert. Der Katalysator wird von diesem Vanadiumoxyd magnetisch getrennt und wiederverwendet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Gewinnung von Vanadiumoxyden aus wäßrigen Lösungen, die das Vanadium in fünfwertiger Form enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungen in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators und von Wasserstoff unter einem Partialdruck von wenigstens 0*21 kg/cm² izur Ausfällung dies Vanadiumoxyds erhitzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionslösungen auf 52 bis 204⁰, vorzugsweise auf 121 bis 177⁰, erhitzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionslösung Elektrolyte, wie Natriumsulfat, Natriumbicarbonat, Natriumhydroxyd, enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Nickelpulver verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator von dem ausgefällten Vanadiumoxyd magnetisch getrennt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 692654; Zeitschrift für anorganische Qiemie, Bd. 38 (1904), S. 246 bis 255.

@> 609526/432 5.56 (609 688 11.56)