RU2148669C1 - Способ переработки ванадийсодержащего сырья - Google Patents
Способ переработки ванадийсодержащего сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2148669C1 RU2148669C1 RU98118767/02A RU98118767A RU2148669C1 RU 2148669 C1 RU2148669 C1 RU 2148669C1 RU 98118767/02 A RU98118767/02 A RU 98118767/02A RU 98118767 A RU98118767 A RU 98118767A RU 2148669 C1 RU2148669 C1 RU 2148669C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vanadium
- firing
- raw materials
- sulfuric acid
- leaching
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано при производстве ванадиевой продукции путем извлечения ванадия из ванадийсодержащего сырья. Способ переработки ванадийсодержащего сырья включает обжиг, сернокислотное выщелачивание огарка в одну стадию и гидролиз полученных растворов. При этом обжиг сырья ведут после смачивания его раствором серной кислоты при 150 - 350°С, а расход серной кислоты на технологический цикл поддерживают из соотношения по стадиям обжиг -выщелачивание, равного (60 - 80): (20 - 40)%. Достигаемым результатом является высокое извлечение ванадия в раствор с одновременно низкими энергозатратами и расходом реагента. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано при производстве ванадиевой продукции путем извлечения ванадия из ванадийсодержащего сырья: шлаков, магнетитовых и титаномагнетитовых концентратов.
Рассмотрим известные из уровня техники решения, предназначенные для получения ванадия.
Известны способы получения ванадия из шлаков и других ванадийсодержащих материалов, в основу которых положены два процесса: обжиг различной модификации и выщелачивание огарка при различных условиях.
Известный способ переработки ванадиевых шлаков (Патент РФ N 2016108, опубл. 15.07.97 г.) включает предварительный окислительный обжиг ванадиевого шлака при температуре 520-720oC, охлаждение до 500-510oC, добавку к огарку соды в объеме 4-5%, обжиг с ней при 580-620oC и выщелачивание ванадия из огарка.
Другой способ извлечения ванадия (патент РФ N 2095452, опубл. 10.11.97 г. ) основан также на окислительном обжиге шлаков с подшихтовкой известняка, слабокислотного выщелачивании огарка при pH 2,2-2,6 в две стадии с последующим разделением фаз фильтрацией и промывкой.
По известному способу извлечения ванадия "ИКАТ" (патент РФ N 2055924, опубл. 10.03.96 г.) окислительный обжиг проводят при температуре 800-950oC с добавками оксидов, карбонатов или смеси оксидов-карбонатов кальция и/или магния, а выщелачивание огарка осуществляют карбонатным раствором аммиака и натрия или калия в автоклаве при 80-170oC, после чего пульпу фильтруют и из фильтрата охлаждением кристаллизуют ванадиевый осадок, направляемый на прокалку.
Недостатки известных технологий извлечения ванадия вытекают из особенностей поведения соединений ванадия и сопутствующих компонентов в сырье и заключаются в следующем:
- необходимость добавок кальцийсодержащих, иногда натрирующих, материалов при окислительном обжиге для разрушения упорных фаз ванадия и перевода его в удобную для гидрометаллургии фазу;
- потребность в тонком измельчении шлаков и потребность в тщательной шихтовке материала перед обжигом с добавками;
- необходимость поддержания достаточно высоких температур при обжиге от 500 до 1000oC и необходимость создания окислительной среды за счет подачи воздуха и кислорода,
- потребность организации многостадийного выщелачивания огарка и фильтрации, промывки кека.
- необходимость добавок кальцийсодержащих, иногда натрирующих, материалов при окислительном обжиге для разрушения упорных фаз ванадия и перевода его в удобную для гидрометаллургии фазу;
- потребность в тонком измельчении шлаков и потребность в тщательной шихтовке материала перед обжигом с добавками;
- необходимость поддержания достаточно высоких температур при обжиге от 500 до 1000oC и необходимость создания окислительной среды за счет подачи воздуха и кислорода,
- потребность организации многостадийного выщелачивания огарка и фильтрации, промывки кека.
Как следствие этих недостатков, запатентованные технологии энергозатратны, а аппаратурные схемы громоздки и разветвлены.
Хотя аммиачно-содовое выщелачивание огарка проводится в одну стадию, для его осуществления требуется автоклавное оборудование, в котором процесс идет также в энергозатратных условиях.
Известный способ выщелачивания ванадия из титаномагнетитового или магнетитового концентрата ( Палант А.А. Прямое извлечение ванадия из титаномагнетитового концентрата - ж. Металлы, N5, 1996) заключается также в автоклавном выщелачивании при 200oC и избыточном давлении 1 МПа с добавлением в сернокислый раствор азотной кислоты в качестве окислителя, что способствует высокому - до 90% - выходу ванадия в раствор.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относят то, что в известном способе технология сложна для масштабного промышленного применения из-за использования автоклавного оборудования с системой газоулавливания и очистки.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому изобретению является способ извлечения ванадия в раствор из ванадийсодержащих материалов (Сб. "Химия и технология ванадиевых соединений", Пермь, Материалы первого Всесоюзного совещания по химии, технологии и применению ванадиевых соединений, 1974, с. 103-108), который принят в качестве прототипа. Способ включает обжиг при температуре 350-400oC с твердыми сульфатизирующими добавками сульфата железа трехвалентного и аммония и выщелачивание огарка раствором серной кислоты.
Недостатки способа:
- технологическая необходимость тонкого помола шихты с вводимыми твердыми добавками для достижения контакта ванадиевых составляющих и реагента и регламентируемого уровня вскрытия ванадия;
- наличие по крайней мере двух реагентов для перевода ванадия в раствор: сульфатизирующей добавки и серной кислоты;
- повышенные энергозатраты для поддержания температуры при обжиге на уровне 350-400oC.
- технологическая необходимость тонкого помола шихты с вводимыми твердыми добавками для достижения контакта ванадиевых составляющих и реагента и регламентируемого уровня вскрытия ванадия;
- наличие по крайней мере двух реагентов для перевода ванадия в раствор: сульфатизирующей добавки и серной кислоты;
- повышенные энергозатраты для поддержания температуры при обжиге на уровне 350-400oC.
Анализ описанных выше аналогов и прототипа выявил, что ни в одном из них не достигается желаемый результат - высокое извлечение ванадия в раствор с одновременно низкими энергозатратами и расходом реагента.
Авторами изобретения по настоящей заявке способ переработки ванадийсодержащего сырья с достижением указанного технического результата создан.
Способ включает обжиг в течение 1 часа при температуре 150-350oC после смачивания материала раствором серной кислоты при ее расходе на обжиг 60-80% от общего расхода на технологический цикл, а полученный огарок выщелачивают в течение часа при температуре 70-85oC раствором серной кислоты с 20-40%-ным расходом ее на выщелачивание от общего расхода на технологический цикл, после чего раствор отфильтровывают, кек промывают, сбрасывают в отвал, фильтрат направляют на гидролитическое осаждение ванадия, а промводы оборачивают на выщелачивание.
Осуществление предложенного режима обжига основано на физико-химическом механизме образования газовой фазы в указанном интервале температур, состоящем из серного ангидрида и паров серной кислоты. При этом пятивалентный ванадий, который в небольших количествах присутствует в сырье, играет роль катализатора образования сильного окислителя - серного ангидрида, который в свою очередь ускоряет процесс окисления упорных форм ванадия трехвалентного в сырье до четырех- и пятивалентного. Последние уже хорошо растворяются в растворах серной кислоты. Таким образом, процесс обжига ускоряется автокаталитически и протекает при низких температурах.
Заявляемый способ переработки ванадийсодержащего сырья отвечает всем критериям патентоспособности. Он является новым, т.к. аналогичные известные из уровня техники решения не обладают тождественной совокупностью признаков, о чем свидетельствует проведенный выше анализ известных технических решений.
От прототипа заявляемый способ отличается тем, что обжигают смоченный раствором серной кислоты материал при низких температурах на уровне 150-350oC, без дозировки твердых сульфатизирующих добавок в виде сульфатов железа трехвалентного или аммония, при этом серную кислоту расходуют на стадиях технологического цикла обжиг : выщелачивание из соотношения, равного (60-80)% : (20-40)%.
Сущность заявляемого изобретения для специалиста, знающего переработку ванадийсодержащих материалов (шлаков, концентратов), не следует явным образом из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "Изобретательский уровень", т.к. заявляемый способ позволяет при высоком извлечении ванадия в раствор снизить энергозатраты на обжиг за счет низкотемпературного режима обжига при автокатализе, сократить количество стадий выщелачивания до одной и исключить необходимость тонкого измельчения и тщательного смешения материалов перед обжигом.
Заявляемое изобретение является промышленно применимым, т.к. может быть использовано в производстве по своему назначению, т.е. для получения ванадия. Ни один признак, взятый в отдельности, ни вся совокупность признаков способа не противоречат возможности их применения в промышленности и не препятствуют достижению усматриваемого заявителем технического результата.
Режимы осуществления способа подобраны для ванадиевого шлака и титаномагнетитового концентрата экспериментально. Результаты сведены в таблицу.
Проведение обжига при температуре ниже 150oC и расходе кислоты на смачивание ниже 60% от расхода на технологию не дает ожидаемого извлечения ванадия в раствор в силу весьма малой скорости образования окисляющего агента - серного ангидрида. При температуре обжига свыше 350oC и дозировании на смачивание большей доли, чем 80% расходуемого количества серной кислоты на технологический цикл, уровень извлечения ванадия в раствор неизменен, следовательно, затраты реагента и энергии непроизводительны при этих параметрах процессов.
Обжиг при температуре ниже 150oC даже с расходом кислоты на смачивание перед обжигом в объеме свыше 80% от общего расхода на технологический цикл занижает производительность схемы в целом из-за низкой скорости окисления компонентов сырья, а сочетание температуры обжига свыше 350oC и расхода серной кислоты на смачивание в объеме ниже 60% от общего расхода на технологию вероятно нарушает соотношение в газовой фазе серного ангидрида и паров кислоты и поэтому падает извлечение ванадия в раствор при выщелачивании.
Способ опробован в укрупненно-лабораторном масштабе на установке, моделирующей промышленный вариант и включающей трубчатую горизонтальную печь с устройством для принудительной подачи воздуха в зону обжига, обогреваемый реактор для выщелачивания и нутч-фильтр.
Для отработки регламента были использованы ванадиевые шлаки состава:
I проба V2O5 - 6,8%; CaO - 37%; Fe - 23,8%; SiO2 - 12%;
II проба V2O5 - 18%; CaO - 2,2%, Fe - 43%; SiO2 - 26,5%;
и титаномагнетитовый концентрат состава: V2O5 - 0,8%; CaO - 2%; Fe - 50%, SiO2 - 3%; TiO2 - 2%; MnO - 0,1%; MgO - 2,5%.
I проба V2O5 - 6,8%; CaO - 37%; Fe - 23,8%; SiO2 - 12%;
II проба V2O5 - 18%; CaO - 2,2%, Fe - 43%; SiO2 - 26,5%;
и титаномагнетитовый концентрат состава: V2O5 - 0,8%; CaO - 2%; Fe - 50%, SiO2 - 3%; TiO2 - 2%; MnO - 0,1%; MgO - 2,5%.
Преимущества промышленного использования заявляемого способа:
- огарок после обжига за счет низкотемпературного образования гипса имеет крупинчатый вид, что также устраняет пылевынос при загрузке огарка;
- затраты электроэнергии при обжиге в условиях свыше 350oC при одной и той же продолжительности его очевидно выше, чем в заявляемом способе, при котором обжиг проводится в условиях ниже 350oC, кроме того, сырье частично - до 110oC разогревается за счет экзотермических процессов взаимодействия компонентов сырья с серной кислотой;
- оборудованием для низкотемпературного обжига могут служить сушильные или прокалочные печи, футерованные кислотоупорным кирпичом;
- нагретый материал из печи можно непосредственно выгружать в горячий кислый раствор, чем также экономится энергия на разогрев пульпы для выщелачивания;
- выщелачивание огарка ведут в одну стадию и раствор направляется на переработку гидролитическим осаждением, что не требует оборудования и трубопроводов для двух контуров растворов разной кислотности;
- способ универсален, т.е. пригоден для разного вида ванадийсодержащего сырья.
- огарок после обжига за счет низкотемпературного образования гипса имеет крупинчатый вид, что также устраняет пылевынос при загрузке огарка;
- затраты электроэнергии при обжиге в условиях свыше 350oC при одной и той же продолжительности его очевидно выше, чем в заявляемом способе, при котором обжиг проводится в условиях ниже 350oC, кроме того, сырье частично - до 110oC разогревается за счет экзотермических процессов взаимодействия компонентов сырья с серной кислотой;
- оборудованием для низкотемпературного обжига могут служить сушильные или прокалочные печи, футерованные кислотоупорным кирпичом;
- нагретый материал из печи можно непосредственно выгружать в горячий кислый раствор, чем также экономится энергия на разогрев пульпы для выщелачивания;
- выщелачивание огарка ведут в одну стадию и раствор направляется на переработку гидролитическим осаждением, что не требует оборудования и трубопроводов для двух контуров растворов разной кислотности;
- способ универсален, т.е. пригоден для разного вида ванадийсодержащего сырья.
Claims (2)
1. Способ переработки ванадийсодержащего сырья, включающий окислительный обжиг, сернокислотное выщелачивание огарка в одну стадию и гидролиз полученных растворов, отличающийся тем, что обжиг сырья ведут после смачивания его раствором серной кислоты, а температуру обжига поддерживают в пределах 150 - 350oС.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход серной кислоты на технологический цикл поддерживают из соотношения по стадиям обжиг - выщелачивание, равного (60 - 80) : (20 - 40)%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98118767/02A RU2148669C1 (ru) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Способ переработки ванадийсодержащего сырья |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98118767/02A RU2148669C1 (ru) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Способ переработки ванадийсодержащего сырья |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2148669C1 true RU2148669C1 (ru) | 2000-05-10 |
Family
ID=20211309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98118767/02A RU2148669C1 (ru) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Способ переработки ванадийсодержащего сырья |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2148669C1 (ru) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453619C2 (ru) * | 2010-08-31 | 2012-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт горного дела УрО РАН (ИГД УрО РАН) | Способ выщелачивания металлов, преимущественно ванадия, из шлака |
RU2477327C1 (ru) * | 2011-09-05 | 2013-03-10 | Открытое акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ комплексной переработки углерод-кремнеземистых черносланцевых руд |
RU2493273C2 (ru) * | 2011-08-12 | 2013-09-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Балауса" | Способ переработки черносланцевых руд |
RU2493279C2 (ru) * | 2011-08-12 | 2013-09-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Балауса" | Способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов переработки черносланцевых руд |
RU2547369C2 (ru) * | 2012-03-12 | 2015-04-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Балауса" | Способ комплексной переработки остатков доманиковых образований |
RU2644720C2 (ru) * | 2016-04-14 | 2018-02-13 | Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ извлечения ванадия из руд |
RU2651842C2 (ru) * | 2016-05-24 | 2018-04-24 | Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ переработки черносланцевых руд |
CN111394576A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-10 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 酸浸提钒尾渣深度浸出及溶液循环的方法 |
-
1998
- 1998-10-12 RU RU98118767/02A patent/RU2148669C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АМИРОВА С.А. и др. Разработка технологии низкотемпературного вскрытия ванадиевых шлаков. Химия и технология ванадиевых соединений. - Пермь: Пермское книжное издательство, 1974, с. 103 - 108. Реферативный журнал Металлургия, реферат N 11Г340. Реферативный журнал Химия, реферат N 7Л123. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453619C2 (ru) * | 2010-08-31 | 2012-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт горного дела УрО РАН (ИГД УрО РАН) | Способ выщелачивания металлов, преимущественно ванадия, из шлака |
RU2493273C2 (ru) * | 2011-08-12 | 2013-09-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Балауса" | Способ переработки черносланцевых руд |
RU2493279C2 (ru) * | 2011-08-12 | 2013-09-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Балауса" | Способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов переработки черносланцевых руд |
RU2477327C1 (ru) * | 2011-09-05 | 2013-03-10 | Открытое акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ комплексной переработки углерод-кремнеземистых черносланцевых руд |
RU2547369C2 (ru) * | 2012-03-12 | 2015-04-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Балауса" | Способ комплексной переработки остатков доманиковых образований |
RU2644720C2 (ru) * | 2016-04-14 | 2018-02-13 | Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ извлечения ванадия из руд |
RU2651842C2 (ru) * | 2016-05-24 | 2018-04-24 | Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ переработки черносланцевых руд |
CN111394576A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-10 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 酸浸提钒尾渣深度浸出及溶液循环的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103146930B (zh) | 一种制备钒氧化物的方法 | |
US11066723B2 (en) | Systems and methods to chemically treat metal-bearing waste streams to recover value-added materials | |
KR20070043736A (ko) | 석유의 탈황용 폐촉매에서 저온배소로 귀금속(바나듐,몰리브덴)을 98%이상 회수 분리하는 방법 | |
CN103194611A (zh) | 一种生产钒氧化物的方法 | |
CN101230419A (zh) | 一种从含钒石煤或含钒灰渣中提取五氧化二钒以及综合提取铵明矾和铁红的方法 | |
CN102923796B (zh) | 一种从羰基合成废铑催化剂回收铑制备水合氯化铑的方法 | |
CN101717858B (zh) | 从多金属黑色页岩共生矿中提取钼镍钒铁的方法 | |
RU2148669C1 (ru) | Способ переработки ванадийсодержащего сырья | |
CN102220478A (zh) | 五氧化二钒的制备方法 | |
CN106277043B (zh) | 从烟气脱硝催化剂中提取分离金属氧化物的方法 | |
CN112080651B (zh) | 高钙低钠铵复合焙烧提钒的方法 | |
CN101817554A (zh) | 一种氧压转化合成砷酸钙的方法 | |
CN1952192A (zh) | 一种用过氧化物烧结矿石及炉渣提钒的方法 | |
CN109811135A (zh) | 从赤泥中选择性提取稀土氧化物的方法及装置 | |
CN110408790A (zh) | 一种加压浸出含钒钢渣制取钒产品的方法 | |
CN102220495B (zh) | 沉钒母液的净化方法 | |
CN103757424A (zh) | 一种高砷锑氧烟尘的综合回收方法 | |
CN114558440B (zh) | 一种高氯锌灰氨-硫铵法高效提锌耦合矿浆法烟气脱硫固碳的工艺 | |
CN1940097A (zh) | 用钠盐焙烧提取含铬污泥中铬的方法 | |
CN1108618A (zh) | 含铁工业烧渣制取高含量氧化铁红颜料的方法 | |
CN114934196A (zh) | 一种低铝富锂黏土提锂方法 | |
CN108048666A (zh) | 一种从炼铜电收尘烟灰中回收金属的方法及应用 | |
CS287081A2 (en) | Method of metals regeneration | |
JP3501546B2 (ja) | 有価金属の回収方法 | |
RU2780826C1 (ru) | Способ извлечения ванадия из золы сжигания нефтяного кокса |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041013 |