FI65090C - Foerfarande foer aotervinnande av vanadin av ferrofosfor och/eller ferrofosforblandningar - Google Patents

Description

G5r^ [B] (11)KUULUTUSjULKAISU /γλολ

lJ ' } UTLÄGGN I NGSSKAIFT OOUyU

• C (45) ?c ten 5.'ll ayön::eUy — 1924 ^ ^ (51) Kr.tk. /tet-CI.3 C 22 B 3^/22 SUOM I—FI N LAN D (21) pM*nttih»k*mu»-p«*ntti»eiuii«i ιοιθ/71^ (22) HakamltpUvl — Araeknlnpdts 03. 0^. 71*

(23) AlkupiWf—GIHI|h«t*da| 03.0U.7U

(41) Tullut julklMksI — Bllvtt οΛ*«Μ| 05.10.7U

PatonttU j« reki>t«rih*llitut Nlhtwkrip™ ,.

Patent- och regleterstyrslew Anttksn utlifd och utljkrä«n publlc«nd 30.11« o3 (32)(33)(31) ««uoikw·—BagM prior** 0U. OU. 73

USA(US) 3U768U

(71) Union Carbide Corporation, 270 Park Avenue, New York, N.Y. 10017, USA(US) (72) Joseph Solomon Fox, Lewiston, N.Y., David Oscar Skiles, Junction,

Colorado, Calvin Grady Richardson, Malvern, Arkansas, USA(US) (7U) Oy Borenius & C:o Ab (5U) Menetelmä vanadiinin talteenottamiseksi ferrofosforista ja/tai ferrofosforiseoksista - Förfarande för ätervinnande av vanadin av ferrofosfor och/eller ferrofosforblandningar Tämän keksinnön kohteena on pasutus-uuttamismenetelmä vanadiinin talteenottamiseksi sitä sisältävästä ferrofosforista ja/tai ferrofosforiseoksista käyttäen esihapetettua ferrofosforia, maa-alkalia sisältävää ainetta ja alkalimetallisuolaa, jossa menetelmässä pasutettu ferrofosforituote uutetaan vesiliuoksella vanadiinin talteenottamiseksi.

On tehty lukuisia yrityksiä vanadiinin uuttamiseksi sitä sisältävästä raaka-aineesta, mutta ei ole pystytty keh it tänään täysin tyydyttävää menetelmää, syystä, että tällaiset menettelytavat ovat mutkikkaita. Paitsi sellaisissa raaka-aineissa kuin fos-faattimalmissa, jota on useissa läntisissä ja eteläisissä valtioissa, vanadiinia on suhteellisen suuri määrä ferrofosforissa, jota saadaan sivutuotteena alkuainefosfor ia valmistettaessa. Eräs menetelmä vanadiinin talteenottamiseksi vanadiinia sisältävästä ferrofosforista käsittää ferrofosforin sulattamisen ylimääräisen hapen ja alkali-metallihaloidin läsnäollessa. Vanadiini uutetaan sitten tavanomaisella uuttamis-menetelmällä vesiliuotinta käyttäen. Toinen menetelmä vanadiinin talteenottamiseksi rautaseoksista on sijoittaa seos, joka sisältää ferrofosforia, rautaoksidia ja piiyhdistettä, sähköuuniin sulan metalliseoksen ja vanadiinia sisältävän kuonan muodostamiseksi. Näin muodostunut kuona sekoitetaan sitten aikaiihaloidin kanssa ja sen jälkeen pasutetaan tavalliseen tapaan vanadiinin erottamiseksi.

Vaikkakin näillä menetelmillä on saatu jonkin verran vanadiinia sitä sisältävästä ferrofosforista, niissä on käytettävä monimutkaisia vaiheita ja/tai kalliita käyttölaitteita. Tämä keksintö kohdistuu pääasiallisten vanadiinimäärien talteenottoon 2 65090 ferrofosforista ja/tai ferrofosforin ja maiden vanadiinia sisältävien malmien seoksista menetelmällä, joka on erittäin sopiva kaupalliseen käyttöön.

Tämän keksinnön kohteena oleva pasutus-uuttamismenetelmä vanadiinin talteenottami-seksi vanadiinia sisältävien aineiden seoksista ilmenee oheisista patenttivaatimuksista. Menetelmä perustuu kaksivaiheiseen ferrofosforin hapetukseen; ensimmäinen vaihe käsittää osasmuodossa olevan ferrofosforin kuumentamisen hapettunen avulla, sopivasti ilmassa, ja lämpötilassa, joka on alueella noin 600-750 °C, noin 15 minuutin - kahden tunnin ajan siinä olevan fosforin osittaiseksi hapettamiseksi. Sopiva ferrofosforin osaskoko on ensimmäisessä vaiheessa noin 0,105...0,85 mm. Toisessa vaiheessa osaksi hapettunut ferrofosfori pidetään kuumennettuna ilmassa alueella noin 800-900 °C noin 1/2 - 5 tunnin ajan. Toisessa vaiheessa osaksi hapetetun ferrofosforin osaskoko voi olla 0,053...0,30 mm. Näin esihapetettu ferrofosfori sekoitetaan rnaa-alkalia sisältävän aineen ja aikaiimetallisuolan kanssa sellaisessa moolisuhteessa, että alkalisen aineen moolisuhde hapetetussa ferrofosforissa olevaan fosforiin nähden on noin 1,0...2,0, lisätään ja sekoitetaan alkalimetallisuolaa noin 3...35 painoprosenttia sanotun vaiheen b) seoksen painosta, ja seos pasutetaan lämpötilassa noin 700... 1050 °C aikana, joka on ainakin 45 minuuttia, vanadiinin muuttamiseksi oleellisessa määrin liukenevaan muotoon. Pasutettu seos uutetaan sitten käyttäen vesiliuotinta seoksen sisältävän vanadiinin liuottamiseksi, minkä jälkeen uuttamis-neste voidaan sopivasti suodattaa, jolloin saadaan talteen ainakin 85% alkuperäisen hapetetun ferrofosforin vanadiinimäärästä.

Eräänä mahdollisena menetelmänä ferrofosforin hapettamiseksi on ensin jauhaa ferrofosfori tavalliseen tapaan sen saattamiseksi osasmuotoon. Osasmuodossa oleva ferrofosfori voidaan sitten saattaa hapettaviin olosuhteisiin edelläsanotuiksi aikajaksoiksi sanotuissa lämpötiloissa, niin että fosfori muuttuu oleellisesti fosfaatti-yhdisteeksi. Tähän tarkoitukseen voidaan käyttää kaikenlaisia hapettimia, mm. voidaan käyttää sellaisia menetelmiä kuin hapetus liedellä, nestehauteella, pyörivässä uunissa, liekillä jne.

Oleellisesti hapettunut ferrofosfori sekoitetaan sitten ainakin yhden maa-alkalia sisältävän aineen kanssa, esim. kalsiumkarbonaatin (CaCX>3), kalsiumoksidin (CaO), magnesiumkarbonaatin (MgOOj), magnesiumoksidin (MgO), maa-alkalia sisältävien kuona-aineiden, maa-alkalia sisältävien malmien tai niiden tapaisten, sekä ainakin yhden alkalimetallisuolan kanssa, esim. natriumkloridin (NaCl), kaliumkloridin (KC1), natriumkarbonaatin (Na2C03), natriumsulfaatin (Na2904) tai niiden tapaisten, edullisimmin natriumkloridin kanssa. Tarkka moolisuhde maa-alkaliaineen, esim. CaCX^sn ja hapetetussa ferrofosforissa olevan fosforin välillä on varsin tärkeä ja sen tulisi olla noin 1,0 - noin 2,0, edullisimmin noin 1,5. Tämä on tarpeen seuraavan reaktion 3 65090 varmistamiseksi: 3CaC0g + 2FeP04 -Ca3 (P04)2+i’e2(C03)g

Eaihapetetun f errcf o sf orin ja jraa-«lkalia sisältävän eineen seokseen lisättävän alkalimetallisuolcn, esim. NaCl:n, määrä voi vaihdella, vaikkakin sopivana pidetään määrää, joko on noin 3 — 35 'fo laskettuna seoksen painosta ja edullisimpana pidetään määrää noin 10 — 25 $·

Pasutusvaiheen lämpötila vaihtelee välillä noin 700 — 1050 C ja aika on ainakin 45 minuuttia. Pasutusvaiheen edullinen lämpötila on noin 850 -«50 °C, jota ylläpidetään noin tunnin ejan tai kauemmin, ja edullisimpana pidetään lämpötilaa noin 875 °C noin 1-2 tunnin ajan. Pasutukaeu aikana otaksutaan ferrofo sforin sisältämän vanadiinin muuttuvan netriumvanadaatiksi, mikä tekee vanadiinin liukenevaksi nestemäiseen eineeseen.

Uuttamisvaiheesaa käytettävää vesiperustaista liuotinta tulee olla riittävästi, niin että se liuottaa pasutetussa seoksessa olevan vanadiinin, minkä jälkeen vesipitoinen uuttamisneste voidaan suodattaa tuvalliseen tapaan vanadiinin erottamiseksi·

Edullinen menetelmä tämän keksinnön toteuttamiseksi on ensin jauhi, a ferro-fosfori osaamuotoon ja hapettaa se sitten riittävällä määrällä hapetinta siinä olevan fosforin muuttamiseksi fosfaattimuotoon. Senjälkeen ferrofos-fori sekoitetaan aaa-alkaliaineeseen moolisuhteessa, jo^sa maa-alkalia on hapetetun ferrofo sforin sisältämää fosforimoolia kohti 1,5 moolin. Kun esimerkiksi käytetään CaO:ta maa-alkaaliaineena, suhde 1,5 riittää reaktion 3CaO + 2FeP04 -^ F®2°3 * Ca3^P04^2 sikaan saarni seksi ·

Hapetetun ferrofosforin ja maa-alkalilisäaineen seokseen lisätään sitten alkalimetallisuolaa, esim. NaGl:a, määrä, joka on noin 25 painoprosenttia seoksesta. Käin muodostettu aineseos sekoitetaan veteen, puristetaan kokoon haluttuun muotoon sekä pasutetaan sitten kuumentamalla lämpötilaan noin 875 °C, jossa pidetään noin 2 tuntia· Pasutuksen aikana seoksessa olevan vanadiinin otaksutaan muut luvan natriumvanodaatikai, niin että kuu seos uutetaan vesiliuokseen, siinä oleva vanadiini oleellisesti liukenee. Uuttamisneste suodatetaan sitten jollakin tavanomaisella menetelmällä siinä olevan 4 65090 vanadiinin erottamiseksi* Tällä pasutus— ja uuttamismenetelmäLlä saadaan uute, jossa on ainakin 85 % alkuperäisessä ferrofosfori saa olleesta vanadiini sta* Tämän keksinnön puitteisiin kuuluu myös hapetetun ferrofosforin lisääminen muihin vanadiinia sisältäviin malmeihin ja sitten seoksen käsitteleminen edellä selostetulla menetelmällä siinä olevan vanadiinin uuttamiseksi ·

Esimerkki I

Ferrofo sforierä saatiin sähköuuni sulatuksella, jota käytettiin alkuaine-fosforin valmistukseen fosfaattimelmista. Ferrofosfori, edelläselostetun menetelmän sivutuote, jauhettiin 0,15 imun oeaskokoon tai hienommaksi, sekä analysoitiin kemiallisesti ja spektrograafisesti, jolloin V 0R-pitoisuus osoittautui 8,86 j(:ksi, P-pitoisuus oli 25,4 % ja Fe-pi— toi suu s oli 57,2

Noin 3 mm:n paknuinen kerros osasmuodossa olevaa ferrofosforia levitettiin kvartsimaljaan ja sijoitettiin muhveliuuniin* Uunin lämpötila nostettiin 700 °C:een ja pidettiin siinä 3 tuntia samalla kun kosteaa ilmaa virtasi hauteen yläpuolelle. Ferrofosfori poistettiin senjälkeen, ja kun se oli jäähtynyt ympäristön lämpötilaan se punnittiin ja havaittiin sen painon lisääntyneen 5 Ferrofosfori jauhettiin uudelleen ja levitettiin kvartsimaljaan sekä kuumennettiin tällä kertaa yön yli lämpötilassa 825 °C. Tällöinkin johdettiin kosteaa ilmaa hauteen yläpuolelle* Sun ferrofosfori oli poistettu uunista ja jäähtynyt ympäristön lämpötilaan, se punnittiin ja havaittiin sen painon lisääntyneen 63 J(, mikä lisäys johtui ferrofosforin hapettumisesta, joka aine oli valtaosalta FePO^-rouodossa röntgensädetutkimuksen perusteella. Siten jokaisesta grammasta hapettumatonta FePja muodostui noin 1,63 grammaa hapettunutta FeP:a päätelleen edelläsanotusta painonlisäyksestä. Hapettuneen ferrofosforin analyysi osoitti aineen sisältävän 5,4 % V^Ogja ja 15,6 $ fosforia,

Ualmierä, joka oli suatu Arkansasin vanadiinikaivoksesta Hot Springs'issä,

Arkansasissa saadusta syväkairausseoksesta, jauhettiin, sekoitettiin, ja havaittiin kemiallisesti ja spektrograafisesti analysoituna sen sisältävät 1,11 $ V 0 ja.

2 5

Valmistettiin erilaisia seoksia hapetetusta ja/tai bapettamattomasta ferrofosforista, Arkansasin malmista, CaCO^:sta, NaCljsta ja vedestä, li 5 65090 ja johdettiin n· 2,5 cm:n halkaisijeieeen sylinterin muotoiseen muottiin.

N· 44 MPa paineen ennettiin vaikuttaa 2,5 cm:n halkaisijäiseen mäntään, joka puolestaan puristi 2,5 cm;n mäntää muotissa, jolloin saatiin kosteita puristeita, joiden halkaisija oli 2,5 cm ja pituus n. 7,5 cm. Jokainen puriste sovitettiin sitten alundumia olevaan polttoruuheen, ja kaikki ruuhet pantiin muhveliuuniin 875 °C:n lämpötilaan, jolloin yläpuolella oli kosteaa ilmaa. 2 tunnin uunissa viipymisen jälkeen kalsinoitu kiinteä aine poistettiin, jäähdytettiin ympäristön lämpötilaan ja murskattiin sitten kokoon 0,30 nm tai hienommaksi. Näin muodostettu jauhettu aine uutettiin kiehuvaan veteen tunniksi, minkä jälkeen uuttoneste suodatettiin· Jäännös ja näin saatu suodos analysoitiin kemiallisesti Y^O^in suhteen ja tästä analyysistä laskettiin uutetun V-O-jn prosenttimäärä.

Edellä selostettua menetelmää käyttäen suoritettiin kuusi koetta seoksilla, joissa oli edellämainittuja lisäaineita erilaisissa suhteissa. Kokeet 5 ja 6 suoritettiin ilmen esihapetetun FePjn lisäystä ja koe 1 suoritettiin ilman CnC0o-lisäyatä. Kaikkien kokeiden tulokset on esitetty taulukossa 1, ja ver-

O

tailemalla kustakin koe-erästä saadun VQ0_:n prosentuaalista määrää havaitaan, että tämän keksinnön mukaisella uuttamisella saadaan oleellisesti suuremmat arvot kuin ennestään tunnetuille menetelmillä.

Γ" β ^ « αο 65090

Q CM rt CO CO CM

Ψ · « · · ·

O O O to f· O o CM r-1001 rt | i-4 Φ H

CO r-4 rH rH CM CM

CM

O rt co • » , rt O O CO O O O O O cO I rt 1 r-t en 1

O rH rH CM rH

• O CM

I oo cm eo i-4 o rt co o · · · «· · · ή τ*< o σ> o o cd o f- cm o ίο i >—4 i r-ι o

* · «O 4-4 IH 1-4 <M CM CO

o o «H 55 o »H Φ »H O CO r—4 v S4 oo cm co rt <o rt ci

Vt · · · · · I

COOOOt— O O CM r-4 OS rt | I—I I CO o « CO 1—4 1-4 f—4 CM 00 r-3 * CO CO rt V CÖ <£3 CO CO rt CO CO rt BQ ·* · « ft ft ft

® 4—v CM O OS O CM X) O -'T O 00 rt | r-4 | O»O

9> β CO r-l rH CM rt V :¾

V :*J Ti V

« « CM co β V 00 CO CM C- t~- 04 t>* · * · ·

|:at r—ιοσιΟΟ co O O β t— rt J r-4 IOO

—4 M CO r-4 r-l CM CO

O

e a *-s g n •h a

£1 Φ 1—1 ha <0 CO

5 Φ M| h

IA OO

o· -h a o o

tdl « -H rH rH

»n « o

M* β rH

5i * -h o ih «li Λ B Ti· av

Ml »4 -HO

·* :© :® O O β O

CO »BQ O O Ph -H

Ή © β 49 H H OI 01 a o -.a :co ifn a •H β g g /— •HCJ ΦΟ Ί1 4f (4 tl :( ^4

*Ö I Φ :aJ U

22 « M :a :d »m ® ä

Oh ·· t) h h i « :C

e -h co Pm φ φ + g > · O rH + φ

« oi O O « + + rH

aa <n O e :4 cj + Φ Φ :® rH CJ O4 CM co Φ :ce fl hi :« I* Λ g Λ co

•H β ‘.φη® O H M aa :<β :a :«1 :ej Λ (S

o © «o OM ·Η ·Η a h t4 h :«β :<β •MM · :«2 a rH cO:ao 1—1 rH φ ® ® ® g g a ή :C i< ·· :cc g g> o o o>oa o® •h h φ λ M a :a ® m 00 + +10 + Μβ Φ® Φ H 1-1 S g :« :® © rt + •HV :o «Pm co cm ® H hn itH oih o aa V a « © :ej Φ Φ > cm -η :Φ φ·η rHvft*ao:a * ί1 μ » N:a :φ a > a β > U :<β a Φ V « Ιη ® V u a · :« :aä a • H ¢4 B U ® Pm :a r-^ V ® φ hi g · g ® •h a o v h λ :a v he φ a «SaVaa Pm φ \ a — I a a ·Η ·· co -h :o aa+s^ap,® O rH U 1 a :d®V««i® +J >, u I I 3 >H»®va(^av® a>>>, a:a W C v V φ o V 0 »· v v :d :© v :cd a ® ® hi a v :a v-· rH v v a a v ·<-> g o, o, 0 3 « · 0:« :« ® « a>o

Pi a a Φ V c ·Η ® Λ β β :ai :cd -p -v ·«; Λ Λ >h v « -η ό iq.H-Ha a av »V JL) rH rH ® Ο 2 0 aaaavvcoa a a a a a a © ΦΟ « arHrH rt rt rt aaeso, p, o -h e o o © o o»o S ίϊ ci S a * β ή K« a cm cm ci ¢) «aaa.ri.aO o « Jrt S5 > > !> cm |4 It >4 h O Ih >

'9 «.*) O c!) ΊΚ. VK. (tlW. VI W. V». VC

IV.

H CM CO ^ »C <£> r- CO 0) o P-t CM co rH Ή r-( r-4 rH «—4 7 65090

Esimerkki XI

Edellä selostetulla menetelmällä suoritettiin toinen sarja kokeita käyttäen samaa Arkansasin malmia ja ferrofosforia kuin esimerkissä I. Ainoana erona tähän koesarjaan verrattuna oli se, että maa—alkaliyhdisteenä käytettiin CaCva CaCQ:n sijasta. Jälleen tehtiin useita kokeita käyttämättä lisäaineena hapetetti ferrofosforia. Tämän koesarjan tulokset on esitetty taulukossa 2, ja kustakin koc-erästä tämän keksinnön mukaisella menetelmällä uutetun VgOgjn prosentuaalisesta määrästä voidaan havaita, että saatu määrä on oleellisesti suurerpi kuin ennestään tunnetulla menetelmällä saatu. Lisäksi vanadiinia sisältäviin malmei-hin voidaan lisätä suuria määriä hapetettua ferrofosforia alentamatta uutettavan vanadiinin prosentuaalista määrää kun taas hapettamattoman ferrofosforin määrän lisäys vanadiinia sisältävään malmiin oleellisesti alentaa uutetun vanadiinin määrää.

Nämä kokeet osoittavat myös, että paras vanadiinimäär£, 89 %, saatiin, kun mooli suhde CaO?n ja fosforin välillä oli 1,5, mikä vastaa reaktiota 3CaO + 2 PeP04 -> Ca3 (P04)2 ♦ Fe^.

8 65090 to at O O lO lO 05 • a · a a a ca o © to I to h cm I ίο I r-to»o

Hp rH rH CM CM

• o

Of- to co t- Tf • a a · a a

00 O O + CM I OH H I tO I r-tf-O

Tf i-H rH CM f-

• CO CO

O o CO to 00 -T CO

2 aa aa - a a Γ- O O N H I OH O I to f —I 00 o a ® ^ -η cm t— ·· o

O Tf CM

03 tf Φ a 05 00 05 CO

U a a a a a a a

CO OCDIOO CM OaHGO to I rH |lOO

S) to i-H 00 I-H CM 00 !-» _ 00 at s m1 a a to co 05 cm H a a a a a a a

la lO o CO I cc CM O-H00 ΙΟ I i—l I 05 O

O lO H CO r-t CM 03

•H

W CM 05

O aj< CM 00 Γ-Ι 05 O CM

<H a a a a a a a

0 4* o CO I to CM Oh N ΙΟ I CM It-O

la β H CO rH CM 00 u

Φ 05 O

«H CM CO 4* 05 CO tO CM

a a a a a a a - CO O M I Ί1 co O H to to I rH I 05 o <3 to i-t rH CM 00 B CM o

rH CM at 4* to 4* co CM

β a a a a a a O a B CM O 00 I 09 CO © rH tO to I >-*01050 1 tO ι-H I—* CM O i-H 00 ctll m o rf co

I» CM ® Tt >—I CM ι-H t£, CM

Ql 4 a a a a a r»N a CO a

A .-H O CD I N to O >—* tO to ) CM r-t 1 to O

Ml *0 tO rH ι-H CM :et 00 Ξ« Λ :4 ® tJI u mm »» *· Ο ® :4 “H O O :«> —a Vi ^ Εη· ή O >-< [i Μ* Φ M* (3 :4 rH φ •h « a—v to :sj to :c8 •H 4* ® k-v O la O la Ό :aS Tf CM 41 CM « n :4 la ' > >· d ® ® :el :4 a + a +

4 4 * (a Ca bfi CD

t> H» :4 :4 d ooevico * · © u ~ + + d ® « O ® ft* + + :4 :4 «Φ :4 ι-H Φ rH |a rH la (3 :4 ia o a h cm co φ φ •h h» :4 · Φ O M :4 a :4 * o 0 · iH 04 :<t :a) © te ® ta Λ * 4:4 4 co I-H 4 ·. la k® ® 4® :4 la — M O CU 00 © 00 © . <* + :4 + •H p. h φ 0« H :4 :4 la la •-Hl Φ 4 CM Iala44 :4+:4+ Φ rH φ ι-H :4 •H rH a Ph :4 :4 © φ -rt -h U la * • O 4 «a la Ih HH Φ i-H Φ rH >0:4 to :4 ® Φ 4 H 0a ΦΦ4 o o >* O Ih O Ih φ >2; a Φ +> ·· OOH» :4 :4 CM Φ CM φ ® :o rH p, α I 0« S B h» la la > > .4 r β o φ φ φ · · · · :o rHS«H» 4 pH I m ------- tt tl H a ;4 I s 4 — -H f w -—' -__ cj 44+>B ft* 4 Oa rH I » :4 H o H» a φ h» \ I | :ct 0ta S3 O «>>k, -1-5 C3h»H»4 O 4 ·· H» H» :4 :4 ® q α φ Φ .. <0 -p u rH p a» m ® 4 -h :4 .4 o, Oa O 4 φ 0:4:4 » ® H» g la ta <0 CO O -P g Φ 44® :4 :4 H» co W 4 TJ SS H H la la Φ H» ® -P 4 rH rH φ φ H» H» 4C0C04-P-P4® 44 «444φ φ 4 4 ι-H rH 4 CD 44 EE S S Oi P, Ή BOO *· r· SEES® 4 rH g « s tO tO toto

4444.0 .4 o ® 55 S3 O O O O

la la la la Ola CM CM CM CM

O O O C*J 4*. 55 CU 5Λ > > >*> <A «| \R. Mk. >ft. >A.

la O) W 55| H CM CO M* to CO t- 00 05 O rH CM CO a*

pH pH pH pH pH

i.

9 65090

Esimerkki III

Suoritettiin sarja NaCl-pasutuskokeita esimerkissä I selostetulla tavalla erona vain se, että käytettiin MgCOgSa tai MgO:a maa-alkaliyhdisteenä CaCOgjn sijasta. Samaa Arkansas-malraia ja hapetettua ferrofosfaattia, joka oli valmistettu esimerkin 1 mukaisesti, käyttäen sekoitettuina suhteessa 32,5 g hapetettua ferrofosforia aina 100 grammaa kohti Arkansas-maImia, valmistettiin n.

2,5 cm:n halkaisijan omaavia puristeita· Nämä kosteit puristeet sisältävät myös MgC0o:a ja P:a taikka MgO:a ja P;a erilaisissa mooli suhteissa sekä 25 paino^ NaCl:a kokonaismalmimäärästä laskettuna, hapetettua ferrofo sforia sekä joko UgC0.:a tai MgO:a, Näitä puristeita käsiteltiin pasutus-uuttamismenetel-3 mällä, joka on selostettu esimerkissä 1. Näistä eristä uutetut V 0_-määrät

6 O

vaihtelivat välillä 84 - 87 niinkuin taulukossa 3 on esitetty. Näistä kokeista nähdään, että vanadiinia saadean tämän keksinnön mukaisella menetelmällä uutetuksi suuria määriä käytettäessä maa—alkaliyhdisteenä HgCO^ja tai Mg:a· TAULUKKO 8

NaCl—pasutuksella saatu vesiliukoinen vanadiinimäärä Arkansas-malmia - ferrofosforia sekä MgC0_:a sisältä-väatä seoksesta_

Alkalilisäya Uutettu VgOg V^Og-jt

Koe No· Aine tfoolia/moolia P»a prosentteina jäännöksessä 1 UgC03 1.1 86 0.30 2 MgCOg 1.5 87 0.28 3 MgCOg 1.9 85 0.32 4 MgO 1.1 86 0.32 5 MgO 1.5 87 0.29 6 MgO 1.9 84 0.35

Esimerkki IV

Esimerkissä I selostetulla tavalla valmistettiin n. 2,5 cm:n halkaisijan omaavia puristeita käyttäen erilaisia suhteita hapetettua ferrofosforia ja Arkansas-malmia, 1,5 moolia CaC0„:a hapetetun ferrofosforin yhtä fosforimoo-

O

li a kohti sekä 25 painot NaCl;a laskettuna mainittujen lisäaineiden kokonaispainosta» Puristeet ^asutettiin ja uutettiin sitten esimerkissä I selostetulla tavalla, minkä jälkeen suoritettiin kemiallinen analyysi uutetun Vo0_-mää-rän itä&r ittän.ia?kei. Analyysitulokset on esitetty taulukossa 4 ja ne osoittavat, että erottuminen hapetetusta f errofo sf ori ala , jossa ei ole

Arkansasin malmia, on 89-prosenttinen sekä että erottuminen Arkansas-malmista, joka sisältää f errof osf oria 20 - 80 painojt käytetyn malmin ja f errof o sforin määrästä, on 90 — 92 —prosenttinen. Tämä osoittaa, että uuniin johdetun vana— 10 65090 diinin määrää voidaan lisätä huomattavasti ilman että vanadiinin uuttaminen huononi si .

TAULUKKO 4

Vesiliukoinen vanadiini Arkansas-maImin ja/tai ferrofo*-forin seoksesta NaCl-paautuksella______

Erä Koe No»

No« _Erän sisältö 1_2_3_4_5_6 _ 1 Grammaa Arkansa s-malmia emässä 50 50 40 20 1-0 0 2 Grammaa hapetettua FeP:a erässä 12·2 16.3 26,1 32,6 48.Θ 40 3 Grammaa CaC0„:a erässä 9.1 12.2 19.6 24.5 36,7 30

O

4 $ hapetettua FeP:a » ( erä 2 ?1QQ

(era 1 + era 2) 19#6 24.5 3g & 62<0 83>0 100 5 % Vo0_ erässä»(Grammaa Vo0_erässä 1+erä 2) 100

6 D d O

(eräni painoa erä 2+erä 3) 1.70 1.84 2.18 2.59 2.91 3.12 6 VgOg uuttamisjäännöksessä 0*18 0.20 0.26 0*27 0.34 0.44 7 4 Vo0« uutettu · l00-(g.Vo0_ jäännös x lOO)

6 O d O

( g. VgOg erässä ) 91 91 90 92 91 89

Esimerkki V

Esimerkin I mukaisesti valmistettuja puristeita, joiden halkaisija oli 2,5 cm, ja jotka oli valmistettu 32,5 grammasta hapetettua 1errofosforia 100 grammaa kohti Arkanaas-malmia, joka sisälsi lisäksi 1,5 moolia CaCC^ia yhtä moolia kohti fosforia hapetetussa f errof osf orissa sekä 25 painoji N&Cl;a malmin, hapetetun ferrofosforin ja CaC0„:n painosta, käsiteltiin esimerkin 1

V

mukaisella pasutus-uuttamisroenetelmällä. Pasutuslämpötila vaihteli välillä 725 — 1025 °C ja lammityeaika pidettiin vakiona 2 tuntina. Eri pasutuslämpö— tiloissa paautetuista puristeista uutetun VgO^sn Prosentuaalinen määrä on esitetty taulukossa 5 ja osoittaa, että suurin vanadiinimäarä saatiin talteen noin 875 °C;n lämpötilassa.

11 65090 TAULUKKO 5 Lämpötilan vaikutus Arkansas-malmin, hapetetun ferrofo sforin ja CaCOg:n seoksen NaCl-pasutukseen

Koe No. Pasutuslämpötila Uutteen Jäännöksen __°C V2V* V2V* 1 725 57 0.8? 2 800 85 0.32 3 875 91 0.20 4 Θ50 80 0.43 5 1025 55 0.93

Esimerkki VI

Esimerkin I mukaisesti hapetetusta ferrofosforista, 1,5 moolista CaC0o:a

V

yhtä fosforimoolia kohti hapetetussa ferrofosforissa sekä erilaisista NoCl- määristä ferrofosforin ja CaC0o:n painosta, valmistetut puristeet, joiden 0 halkaisija oli n. 2,5 cm, käsiteltiin esimerkin I mukaisesti pasuttaen ja uuttaen. Taulukossa 6 on esitetty NaCl-lisäaineen vaikutus Vo0_:n uuttami-seen. Saadut tulokset osoittavat, että lisäämällä 25 painot NaCl:a voidaan saada erinomaisia uuttotuloksia. Suuremmat NaCl-määrät eivät todennäköisesti alenna uutetun vanadiinin määrää, mutta alentavat vanadiinin pasutukseen tulevaa määrää.

TAULUKKO 6

NaCl-mäarän vaikutus hapetetun ferrofosforin ja CaC0„:n seoksen pasutukseen

O

ji NaCl uutettu jäännöksen

Koe No. lisätty V205~* 2 5~~* 1 8 80 0.78 2 15 82 0*71 3 25 89 0.44

Esimerkki VII

Puristeita, joiden halkaisija oli n. 2,5 cm ja jotka oli valmistettu esimerkin V mukaisesti paitsi että käytettiin hapetettua ferrofosfaattia ilman Arkansas-malmia, käsiteltiin pasuttamalla ja uuttamalla niinkuin esimerkissä I. Pasutuslämpötila vaihteli välillä 725 - 1025 °C ja sika tässä lämpötilassa oli vakio 2 tuntia. Taulukossa 7 on esitetty saadun Vo0_:n määrä pasutusläm— pötilan funktiona. Tässäkin paras tulos saavutettiin lämpötilassa 875 °C.

12 65090 TAULUKKO 7 Lämpötilan vaikutus hapetetun ferroiosforin ja CaCO„:n seoksen NaCl-pa sutukseen

Koe No* Pasutuslämpötila Uutettu Jäännöksen _ _ V2V* V2°5^ 1 725 17 3.3 2 800 38 2.35 3 875 89 0.44 4 950 73 1.0Θ 5 1025 77 0.89

Esimerkki VIII

Kosteita puristeita, joiden halkaisija oli n. 2,5 cm, valmistettiin muuten esimerkin V mukaisesti paitsi että NaCl-lieäaineen määrä veihteli välillä 8-25 painot ferrofosforin, Arkansas-maImin ja CaC0o:n yhteispainosta. Pu-risteita käsiteltiin sitten esimerkin I mukaisesti paauttaen ja uuttaen. Saadut tulokset on esitetty taulukossa 8, ja niistä havaitaan, että parhaat uut-tami stulokset saadaan, kun NaCl-määrä on 25 painojt· Suuremmat NaCl-määrät eivät todennäköisesti alenna uutetun vanadiinin määrää, mutta alentavat vanadiinin paeutukseen tulevaa määrää.

TAULUKKO 8

NaCl-Ääärän vaikutus Arkansas—malmin, hapetetun ferrofosforin ja CaC0^:n seoksen pasutukeeen

Koe No. % NaCl Uutettu jäännöksen _ li sätty V2°5~* V2°5~* 1 8 77 0.49 2 15 79 0.43 3 25 91 0.20

Esimerkki IX

Chileläisestä avouunista saatu kuona analusoitiin kemiallisesti ja havaittiin sen sisältävän seuraavia aineita: 5,85 % V 0_, 1,38 $ P, 19,6 % CaO, 5,7 £

w O

MgO, 30,7 % Fe sekä erilaisia muita epäpuhtauksia. Kemiallinen analyysi osoitti ferrofosforin sisältävän 23,8 £ P, 5,3 $ 0o ja 6,53 % Vo0_, kun taas hape- tettu ferrofosfori sisälsi 16,2 % P, 34,3 0o ja 4,33 % Vo0_.

2 2 5

Esimerkin 1 mukaisesti valmistettiin n. 2,5 omin halkaisijan omaavia puri*— i 13 65090 teitä käyttäen erilaisia sekoituksia Arkansas-malmiata (1,58 % Vo0,:a),

Chilekuonaata, bapettamattomaeta ja hapetetusta ferrofosforista, sekä lisäksi natriumkloridista, jonka määrä oli 25 painot malmin, kuonan ja ferrofosforin seoksen kokonaispainosta· Sitten puristeita käsiteltiin esimerkin 1 mukaisesti paauttama1la ja uuttamalla· Saadut tulokset on esitetty taulukossa 9 ja ne osoittavat, että kun käytetään hapetettua ferrpfosforia, voidaan lisätä suuria määriä sekä kuonaa (enemmän kuin 40 £) että ferrofosforia (enemmän kuin 12 fr), niin että samanaikaisesti saadaan erinomaisia VgQg-tiloksia. Näin ollen maa-alkalia sisältävää kuonaa voidaan käyttää tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä mna-alkaliyhdisteen sijasta.

TAULUKKO 9 seuraaValla sivulla T-- 14 65090 a ® αο

M

.0¾¾. 00 to 05 o CD t"- CM ,-H OcONMr-IHTfO ^ ti O OI OI ti CO ti ai ncimco o^tioo Moinn^tioin »not· co o o oo a lo · * · · · · · · ........ . . « . · · · :tiO OOOO OOOO O O O o O O O ip o « w CJ I I I 1 OOr-IO :ti CM > ti r-4 oi a W P V» ja P | a Φ LO'J'I-IOO ® O O K) WHO MtiOIOt· to ti f- M OOOO ti H CO ti P -PO · · · · ·......... · . · . . . · I · · «...

a S aif-oot-t- id co co co otat-octiraoo o ti w h o o o o n cc a m ® O > oo QO 00 ou Q0 oo h- n oooococooOoQt-io oo oo co o t~ <o c, ti f a >p o 0 a <0 Λ Ä fe ti ti « 01 o a> n e fcti ® ja -h a «

O .P jaa* h n f. (O O CM H <i H CO MO H CO « CO h O' H CO h f- Ti* CO CO

ti O dj O H tiM 00 CS CM X) H Lji (O co CO CC H lO H "t ti CC H O' ti Λ ti ® CO O

® O ® · ··· ··.· ·····>·· . « . · .... ....

ae «H p—* «—L .—· Dl CO a1 a* HHHrlClCMCOCO rl H H H lp rp lp .P H H CM CM

a « « ·. m o 3.

»» · ti o

Cm ® a ja ^ -p

ti O ti a MO O ti O ti OOOO

•o ti a ή o · ... ....

ti O a a O I— CT> © ti ti CM a CMtitiHCOtiCMO O O O ti OOOO OOOO

a 3 rt-H i—11—I Dl CJ a· HrtHCIIOIOäTClO CM CM CD CO a'lOOt» a’ti'Ot' ti ti ja ti ti a a i as a o o ti a a ι-t «> j; a -h a fc a» i i Λ A e φ m O 3 Pm o i—i i-t n \ td Ή -rt vt. o ti ia XJd d d o lo o ie o co n co otiowt*oion o«oti oo eno o ό o lo b o o -HO· ... .... ........ .... .... ....

P O a CM CM CO 00 O 00 O CO DIClCOCOTflOt-CC CM CM CO CO Dl OI CO CO CM CJ CO· CO

o * e. ja i-π i—i -mj a

Em ·ρ a s a lp ·Ρ « o E EOGOlOCOOlOOO o ie O LO o O O ti o ti

iso CO CM CD LO CM o O OMOCMoCOtiti O CM ti t- O ti Q O ti O lO

e. ... .··· .··.·.·· ··« ···. ....

ti p ip H Dl Dl M O (D O COCOrflOt-COODM ti O N CO O Dl ti h o CM LO h-

® -i i-M ip ip ’—1 rM lp ip iP lp ip r-L

a ti P"> jm « a

h -P P

«J te V

• 0« -p ti o ® ® b ja

-*3 0m « O O O O OOOO OOOOOOO O OOOO

m3® ti S ... .... X M X X

o w g h co co co co m co co co »©βϊκοοοο oooo oooo o o o o

a J4 '-- H ip H H CM Dl CJ Dl CM CM C J CM

ti o ti v s *p ® a

Ip lp ti ch o +3 o g

Pp g LO liO LO LO ti ti ti ti O OOOOOOO OOOO K X X X

a «t~- r- t— t— r- t— t- t- lotititititiioio m lo ie lo oooo oooo •H p · ... .... a...···· .... .... ....

a VMj o O O O OOOO iPiPiPfPiPiPiPrP Cl CM CM CM lO LO Lfj lO ti 1C ti ti

•H

H ti ό a

ti P

a « o «ι -h g a

> M S "P

|p ti P

ti p lo e ti in lo »o lo ie intiiotitiinioti m in m m m m m m m o m o «

ia hlJcM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM Cl CM CM CJ CM CM CM CM CM Cl CM CM CM CM CM P

V

, Ά ti · ti o oi .a td Sc|p cm coef ti e t- co φ o h n n n1 ti to f· coao p en n a* lOtot-oo

ip lp |P lp lp lp rP ΗΗΗΜ CJ CM CM cm N Dl CM Dl M

15 65090

Esimerkki X

Kaksi erillistä ferrofosforierää, joissa oli 100 grammaa 0,297 mm:n ja sama määrä 0,149 mm:n karkeutta, levitettiin kvartsimaljaan noin 3 mm:n paksuiseksi kerrokseksi. Erät sijoitettiin sähköiseen muh-veliuuniin, jonka lämpötila oli 700 °C, ja ilmaa johdettiin jatkuvasti yläpuolitse. Erät otettiin uunista tunnin kuluttua. Erien painonlisäykset, hapettuminen, olivat noin 5 ja 8%. Kun edelleen käsiteltiin tässä 700 °C:n lämpötilassa, ei enää tapahtunut merkittävää hapettumista. Osaksi hapettunut aine oli helppoa poistaa maljasta ja se oli hieman sintrautunut. Kun erät oli jauhettu noin 0,149 mm:n karkeuteen ja pantu takaisin maljoihin, niitä kuumennettiin 825 °C:een kuumennetussa muhveliuunissa noin 3 tunnin ajan, ja johdettiin jatkuvasti ilmaa aineen yläpuolelle niin kuin aikaisemminkin. Saadut aineet olivat hapettuneet yli 90-prosenttisesti»jolloin niiden painon kokonaislisäys oli kussakin tapauksessa 60%.

Esimerkki XI

Esimerkin X mukaisia eriä 0,297 mm*n ja 0,149 mm:n ferrofosforia levitettiin kvartsimaljoissa esimerkissä X selostettuun uuniin ja kuumennettiin suoraan lämpötilassa 825 °C 3 tunnin ajan, ilman esikäsittelyä. Aineen yli johdettiin jatkuvasti ilmaa kuumentamisen aikana, niin kuin esimerkissä X. Molemmat näytteet muodostivat kuonaa ja sulivat kuumennettaessa eikä niitä saatu poistetuksi alustaltaan.

Edellä selostettuja esimerkkejä ei ole tarkoitettu rajoittamaan keksinnön suojapiiriä, sillä niiden tarjoituksena on lähinnä osoittaa, miten vanadiinin uuttamista ferrofosforista ja sen seoksista voidaan lisätä käyttämällä hyväksi tätä keksintöä.

Claims (10)

1 6 65090

1. Menetelmä vanadiinin talteenottamiseksi sitä sisältävästä ferro-fosforista, jossa menetelmässä pasutettu ferrofosforituote uutetaan vesiliuoksella vanadiinin talteenottamiseksi, tunnettu siitä, että pasutustuote valmistetaan seuraavissa vaiheissa: a) osasmuodossa oleva ferrofosfori hapetetaan hapettimen avulla lämpötila-alueella noin 600...750 °C noin 15 minuutin... 2 tunnin aikana siinä olevan fosforin osittaiseksi hapettamiseksi sekä sen jälkeen lämpötilassa noin 800...900 °C noin 1/2...5 tunnin aikana fosforin muuttamiseksi olennaisesti kokonaan fosfaatiksi, b) sanottuun hapetettuun ferrofosforiin lisätään ja sekoitetaan maa-alkalia sisältävää ainetta sellaisessa moolisuhteessa, että alkalisen aineen moolisuhde hapetetussa ferrofosforissa olevaan fosforiin nähden on noin 1,0...2,0, c) lisätään ja sekoitetaan alkalimetallisuolaa noin 3...35 painoprosenttia sanotun vaiheen b) seoksen painosta, d) pasutetaan sanottu seos lämpötilassa noin 700...1050 °C aikana, joka on ainakin 45 minuuttia, vanadiinin muuttamiseksi oleellisessa määrin liukenevaan muotoon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osasmuodossa oleva, vanadiinia sisältävä malmi lisätään hapetettuun ferrofosforiin vaiheessa a).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen c) seokseen lisätään vettä niin, että muodostuu kaikkien lisättyjen aineiden muodostama kostea puriste.

4. Jonkin patenttivaatimusten 1...3 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että vaiheen b) maa-alkalia sisältävä aine on ainakin jokin seuraavista: kalsiumkarbonaatti, kalsiumoksidi, magnesiumkarbonaatti, magnesiumoksidi,maa-alkalia sisältävä kuona ja maa-alkalia sisältävä malmi.

5. Jonkin patenttivaatimusten 1...4 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että vaiheen c) alkalimetallisuola on ainakin jokin seuraavista: natriumkloridi, kaliumkloridi, natriumkarbonaatti ja natriumsulfaatti. I; 65090 17

6. Jonkin patenttivaatimusten 1...5 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että sanottua maa-alkalia sisältävää ainetta on seoksessa noin moolisuhteessa 1,5 ja sanottua alkalimetallisuolaa on seoksessa noin 10...25 painoprosenttia laskettuna hapetetun ferrofosforin ja maa-alkalia sisältävän aineen yhteispainosta.

7. Jonkin patenttivaatimusten 1...6 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että sanottua maa-alkalia sisältävää ainetta on seoksessa noin moolisuhteessa 1,5 sekä sanottua alkalimetallisuolaa on seoksessa noin 10...25 painoprosenttia laskettuna hapetetun ferrofosforin, vanadiinia sisältävän malmin ja maa-alkalia sisältävän aineen yhteispainosta.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen d) pasutus suoritetaan lämpötilassa noin 875 °C noin 1...2 tunnin ajanjaksona.

1. Förfarande för ätervinnande av vanadin frän ferrofosfor inne-hällande detsamma, i vilket förfarande den rostade ferrofosfor-produkten urlakas med vattenlösning för ätervinnande av vanadinet, kännetecknat därav, att den rostade produkten framställs enligt följande steg: a) oxidering av ferrofosforn i partikelform med ett oxideringsmedel vid temperaturomrädet ca 600...750 °C under förloppet av 15 minuter...2 timmar för partiell oxidering av däri befintlig fosfor samt därefter vid temperaturen ca. 800...900 °C under förloppet av ca. 1/2...5 timmar för omvandling av fosforn däri i huvudsak tili fosfat, b) tillsättes och blandas med nämnda oxiderade ferrofosfor ett material innehällande jordalkali ca 1,0...2,0 mol i förhällande tili fosforn i nämnda oxiderade ferrofosfor, c) tillsättes och blandas ett alkalimetallsalt vilkets mängd är ca 3...35 viktprocent av vikten av blandningen i steget b), d) nämnda blandning rostas vid temperaturen ca 700...1050 °C under förloppet av minst 45 minuter för förvandling av vanadinet i huvudsak tili löslig form.