RU2085603C1

RU2085603C1 - Process for recovery of vanadium from sulfate solutions

Info

Publication number: RU2085603C1
Application number: RU95105699A
Authority: RU
Inventors: Ефим Михайлович Рабинович; Владиллен Александрович Козлов; Лариса Хасановна Батракова; Татьяна Ивановна Осташко; Геннадий Константинович Тарабрин; Валентина Александровна Бирюкова
Priority date: 1994-04-07
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 1997-07-27
Also published as: RU95105699A

Abstract

FIELD: process for recovery of vanadium from sulfate solutions comprises precipitation of hydrated vanadium oxide on heating and separating precipitate from solution. SUBSTANCE: precipitation is carried out to residual concentration of vanadium oxide in solution to at least 0.7 g/l and vanadium is further recovered from the separated solution by sorption. EFFECT: more efficient recovery process.

Description

Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности к способам выделения ванадия из производственных сернокислых растворов. The invention relates to the metallurgy of rare metals, in particular to methods for the isolation of vanadium from industrial sulfate solutions.

Известен способ (Мовсесов Э.Е. Черкашин В.М. Денисова В.Г. Переработка алюмо-ванадиевых кеков с получением пятиокиси ванадия. Цветные металлы. 1931, N 4, с. 65-67) выделения ванадия из растворов осаждением аммиачной водой при температуре 90^oC с получением гидратированного оксида ванадия. При осаждении ванадия из производственных растворов данным способом вместе с ванадием из раствора осаждаются примеси соединений железа, алюминия, магния и др. Это приводит к загрязнению конечного продукта оксида ванадия железом, алюминием, магнием, к снижению его качества. (Содержание V₂O₅ в готовом продукте составляет 83%
По способу (Ильясова А.К. Гескина Р.А. Гидротированная пятиокись ванадий-полимер слоистого строения. Ж.Н.Х. 1983, вып. 2, с. 279-282) осаждения ванадия проводят при подкислении растворов до pH 1,8-2,1.The known method (Movsesov E.E. Cherkashin V.M. Denisova V.G. Processing alumina-vanadium cakes to produce vanadium pentoxide. Non-ferrous metals. 1931, No. 4, pp. 65-67) the allocation of vanadium from solutions by precipitation with ammonia water at a temperature of 90 ^o C to obtain hydrated vanadium oxide. When vanadium is precipitated from industrial solutions by this method, along with vanadium, impurities of compounds of iron, aluminum, magnesium and others are precipitated from the solution. This leads to contamination of the final product of vanadium oxide with iron, aluminum, magnesium, and a decrease in its quality. (The content of V ₂ O ₅ in the finished product is 83%
According to the method (Ilyasova A.K. Geskina R.A. Hydrated vanadium pentoxide-polymer of a layered structure. J.N.H. 1983, issue 2, pp. 279-282) vanadium precipitation is carried out when the solutions are acidified to pH 1.8 -2.1.

Недостатком данного способа является низкое качество получаемого ванадиевого концентрата, что также связано с осаждением из растворов вместе с ванадием примесей натрия и калия. Содержание V₂O₅ в продукте составляет 83,8%
Наиболее близкой по технический сущности к заявляемому объекту является способ (Слотвинский-Сидак И.П. Потапов В.И. и др. Осаждение пятиокиси ванадия из производственных сернокислых растворов. Цветные металлы. 1966, N 10, с. 64-67) выделения ванадия из производственных сернокислых растворов осаждением гидратированного оксида ванадия при температуре 70-90^oC и pH 1,4-2,0.The disadvantage of this method is the low quality of the resulting vanadium concentrate, which is also associated with precipitation from solutions along with vanadium impurities of sodium and potassium. The content of V ₂ O ₅ in the product is 83.8%
Closest to the technical nature of the claimed object is the method (Slotvinsky-Sidak I.P. Potapov V.I. et al. Precipitation of vanadium pentoxide from industrial sulfate solutions. Non-ferrous metals. 1966, N 10, pp. 64-67) vanadium separation from industrial sulfate solutions by precipitation of hydrated vanadium oxide at a temperature of 70-90 ^o C and a pH of 1.4-2.0.

Недостатком данного способа является низкое качество получаемого оксида ванадия из-за осаждения вместе с ванадием примесей марганца, железа, магния и др. Содержание V₂O₅ в концентрате составляет 85% Для снижения содержания примесей в концентрате оксида ванадия, повышения его качества, последний промывают растворами хлористого алюминия, серной кислоты, аммиачной водой. После промывок содержание V₂O₅ в конечном продукте повышается до 92,2%
Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества готового продукта-оксида ванадия.The disadvantage of this method is the low quality of the obtained vanadium oxide due to the deposition together with vanadium impurities of manganese, iron, magnesium, etc. The content of V ₂ O ₅ in the concentrate is 85%. To reduce the content of impurities in the concentrate of vanadium oxide, to increase its quality, the latter is washed solutions of aluminum chloride, sulfuric acid, ammonia water. After washing, the content of V ₂ O ₅ in the final product rises to 92.2%
Achievable technical result of the invention is to improve the quality of the finished product, the vanadium oxide.

Это достигается тем, что в способе выделения ванадия из сернокислых растворов, включающем осаждение оксида ванадия при нагревании и отделении полученного осадка от раствора, согласно изобретению, осаждение проводят до остаточной концентрации оксида ванадия не менее 0,7 г/л с последующим доизвлечением ванадия из раствора сорбцией. This is achieved by the fact that in the method for the separation of vanadium from sulfuric acid solutions, including the precipitation of vanadium oxide by heating and separating the precipitate obtained from the solution, according to the invention, the precipitation is carried out to a residual concentration of vanadium oxide of at least 0.7 g / l, followed by extraction of vanadium from the solution sorption.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что осаждение оксида ванадия из раствора проводят до остаточной концентрации не менее 0,7 г/л V₂O₅. При этом ванадий в сернокислом растворе находится в виде катиона VO $\binom{+}{2}$ . В процессе выделения ванадия из раствора при нагревании осаждается гидратированный оксид ванадия V₂O₅•n H₂O. Примеси марганца, железа, магния в этом случае не связаны с ванадием в химические соединения и они практически в этих условиях не осаждаются из раствора вместе с ванадием, что приводит к повышению качества готового продукта оксида ванадия.The essence of the invention lies in the fact that the precipitation of vanadium oxide from a solution is carried out to a residual concentration of at least 0.7 g / l V ₂ O ₅ . In this case, vanadium in the sulfuric acid solution is in the form of a VO cation $\binom{+}{2}$ . During the evolution of vanadium from the solution, hydrated vanadium oxide V ₂ O ₅ • n H ₂ O is precipitated during heating. In this case, the impurities of manganese, iron, and magnesium are not bound to vanadium in chemical compounds and they practically do not precipitate from the solution together with vanadium, which leads to an increase in the quality of the finished product of vanadium oxide.

Остаточную концентрацию оксида ванадия (0,7 г/л и более) в маточном растворе после осаждения гидратированного оксида ванадия доизвлекают сорбцией на анионитах типа АМ-п, АМП, ВП-14к, что обеспечивает высокую степень выделения ванадия из производственных сернокислых растворов. Из насыщенного ванадием сорбента десорбцией растворами серной кислоты получают ванадийсодержащие растворы, из которых осаждают гидратированный оксид ванадия. The residual concentration of vanadium oxide (0.7 g / l or more) in the mother liquor after precipitation of hydrated vanadium oxide is extracted by sorption on anion exchangers such as AM-p, AMP, VP-14k, which ensures a high degree of vanadium separation from industrial sulfuric solutions. From a sorbent saturated with vanadium by desorption by sulfuric acid solutions, vanadium-containing solutions are obtained from which hydrated vanadium oxide is precipitated.

При достижении достаточной концентрации оксида ванадия в растворе менее 0,7 г/л происходит изменение ионного состояния ванадия. Катион VO $\binom{+}{2}$ полимеризуется до иона V₁₀O $\binom{6-}{28}$ и из раствора начинают осаждаться декаванадаты марганца, железа, магния типа Me₃V₁₀O₂₈, где Me это Mg, Fe, Mn. В результате этого происходит загрязнение готового продукта оксида ванадия примесями марганца, железа, магния, что приводит к снижению качества конечного продукта.Upon reaching a sufficient concentration of vanadium oxide in solution of less than 0.7 g / l, a change in the ionic state of vanadium occurs. Cation VO $\binom{+}{2}$ polymerizes to V ₁₀ O $\binom{6-}{28}$ and decavanadates of manganese, iron, magnesium, such as Me ₃ V ₁₀ O ₂₈ , where Me is Mg, Fe, Mn, begin to precipitate from the solution. As a result of this, the finished product of vanadium oxide is contaminated with impurities of manganese, iron, and magnesium, which leads to a decrease in the quality of the final product.

Таким образом, совокупность отличительных признаков предлагаемого изобретения, а именно, осаждение оксида ванадия из сернокислых растворов проводят до остаточной концентрации не менее 0,7 г/л V₂O₅ с последующим доизвлечением ванадия из раствора сорбцией, что позволяет повысить качество готового продукта оксида ванадия за счет предотвращения осаждения примесей вместе с ванадием.Thus, the totality of the distinguishing features of the present invention, namely, the precipitation of vanadium oxide from sulfuric acid solutions is carried out to a residual concentration of at least 0.7 g / l V ₂ O ₅ with subsequent extraction of vanadium from the solution by sorption, which improves the quality of the finished product of vanadium oxide by preventing the deposition of impurities along with vanadium.

Примеры осуществления способа. Examples of the method.

Пример 1. Из 1,0 л сернокислого раствора, содержащего, г/л: 20 V₂O₅; 3,0 MnO; 2,0 Fe₂O₃; 0,4 MgO проводили осаждение оксида ванадия при нагревании до остаточной концентрации 0,7 г/л оксида ванадия в маточном растворе. Полученный осадок гидратированного оксида ванадия отделяли фильтрованием и высушивали.Example 1. From 1.0 l of a sulfate solution containing, g / l: 20 V ₂ O ₅ ; 3.0 MnO; 2.0 Fe ₂ O ₃ ; 0.4 MgO, vanadium oxide was precipitated by heating to a residual concentration of 0.7 g / l vanadium oxide in the mother liquor. The resulting hydrated vanadium oxide precipitate was collected by filtration and dried.

Маточный раствор, содержащий 0,7 г/л V₂O₅ контактировали с анионитом АМ-n, из десорбата при нагревании осаждали оксид ванадия.The mother liquor containing 0.7 g / l V ₂ O _{5 was} contacted with anion exchange resin AM-n, vanadium oxide was precipitated from the desorbate when heated.

В результате опыта получено:
21 г готового продукта оксида ванадия, содержащего мас. 94,5 V₂O₅; 0,3 MnO, 4,6 Fe₂O₃; 0,15 MgO. Содержание V₂O₅ на 2,3% выше, чем по прототипу (по прототипу содержание V₂O₅ составляет 92,2%);
1,1 л маточного раствора, содержащего 0,1 г/л V₂O₅. Степень извлечения ванадия из раствора составила 99,4% что на уровне с прототипом.As a result of the experiment received:
21 g of the finished product of vanadium oxide containing wt. 94.5 V ₂ O ₅ ; 0.3 MnO; 4.6 Fe ₂ O ₃ ; 0.15 MgO. The content of V ₂ O ₅ is 2.3% higher than that of the prototype (according to the prototype, the content of V ₂ O ₅ is 92.2%);
1.1 l of a mother liquor containing 0.1 g / l of V ₂ O ₅ . The degree of extraction of vanadium from the solution was 99.4%, which is on par with the prototype.

Пример 2. Из 1,0 л сернокислого раствора, содержащего г/л: 30 V₂O₅; 3,6 MnO; 4,0 Fe₂O₃; 0,5 MgO проводили осаждение оксида ванадия при нагревании до остаточной концентрации 0,8 г/л V₂O₅ в растворе. Полученный осадок гидратированного оксида ванадия отделяли фильтрованием и высушивали.Example 2. From 1.0 l of a sulfate solution containing g / l: 30 V ₂ O ₅ ; 3.6 MnO; 4.0 Fe ₂ O ₃ ; 0.5 MgO, vanadium oxide was precipitated by heating to a residual concentration of 0.8 g / L V ₂ O ₅ in solution. The resulting hydrated vanadium oxide precipitate was collected by filtration and dried.

Маточный раствор, содержащий 0,8 г/л V₂O₅, контактировали со смолой АМП, из десорбата при нагревании осаждали оксид ванадия.The mother liquor containing 0.8 g / L V ₂ O ₅ was contacted with the AMP resin, and vanadium oxide was precipitated from the desorbate upon heating.

В результате опыта получено:
31,5 г готового продукта оксида ванадия, содержащего мас. 94,6 V₂O₅; 0,4 MnO; 4,7 Fe₂O₃; 0,1 MgO. Содержание V₂O₅ в готовом продукте на 2,4% выше, чем по прототипу (по прототипу содержание V₂O₅ составляет 92,2%);
1,1 л маточного раствора, содержащего 0,2 г/л V₂O₅.As a result of the experiment received:
31.5 g of the finished product of vanadium oxide containing wt. 94.6 V ₂ O ₅ ; 0.4 MnO; 4.7 Fe ₂ O ₃ ; 0.1 MgO. The content of V ₂ O ₅ in the finished product is 2.4% higher than in the prototype (according to the prototype, the content of V ₂ O ₅ is 92.2%);
1.1 l of a mother liquor containing 0.2 g / l of V ₂ O ₅ .

Пример 3. Из 1,0 л сернокислого раствора, содержащего г/л: 25 V₂O₅; 3,3 MnO; 3,0 Fe₂O₃; 0,6 MgO проводили осаждение оксида ванадия при нагревании до остаточной концентрации 1,0 г/л V₂O₅ в растворе. Полученный осадок гидратированного оксида ванадия отделяли фильтрованием и высушивали.Example 3. From 1.0 l of a sulfate solution containing g / l: 25 V ₂ O ₅ ; 3.3 MnO; 3.0 Fe ₂ O ₃ ; 0.6 MgO, vanadium oxide was precipitated by heating to a residual concentration of 1.0 g / L V ₂ O ₅ in solution. The resulting hydrated vanadium oxide precipitate was collected by filtration and dried.

Маточный раствор, содержащий 1,0 г/л V₂O₅, контактировали с ВП-14к, из десорбата осаждали оксид ванадия.The mother liquor containing 1.0 g / L V ₂ O ₅ was contacted with VP-14k, vanadium oxide was precipitated from the desorbate.

В результате опыта получено:
26,3 г готового продукта оксида ванадия, содержащего мас. 94,5 V₂O₅; 0,3 MnO; 4,7 Fe₂O₃; 0,2 MgO. Содержание V₂O₅ в готовом продукте на 2,3% выше, чем по прототипу (по прототипу содержание V₂O₅ составляет 92,2%).As a result of the experiment received:
26.3 g of the finished product of vanadium oxide containing wt. 94.5 V ₂ O ₅ ; 0.3 MnO; 4.7 Fe ₂ O ₃ ; 0.2 MgO. The content of V ₂ O ₅ in the finished product is 2.3% higher than in the prototype (according to the prototype, the content of V ₂ O ₅ is 92.2%).

1,1 л маточного раствора, содержащего 0,14 г/л V₂O₅.1.1 l of a mother liquor containing 0.14 g / l of V ₂ O ₅ .

Claims

A method for isolating vanadium from sulfuric acid solutions, including precipitating hydrated vanadium oxide by heating and separating the precipitate obtained from the solution, characterized in that the precipitation is carried out to a residual concentration of vanadium oxide in the solution of at least 0.7 g / l, followed by extraction of vanadium from the separated solution sorption.