RU2155638C1 - Способ переработки отработанных ванадиевых катализаторов (овк) сернокислотного производства - Google Patents
Способ переработки отработанных ванадиевых катализаторов (овк) сернокислотного производства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2155638C1 RU2155638C1 RU99118926A RU99118926A RU2155638C1 RU 2155638 C1 RU2155638 C1 RU 2155638C1 RU 99118926 A RU99118926 A RU 99118926A RU 99118926 A RU99118926 A RU 99118926A RU 2155638 C1 RU2155638 C1 RU 2155638C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- vanadium
- leaching
- catalysts
- vanadium pentoxide
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химической и металлургической областям промышленности, производящим серную кислоту и использующим ванадиевые катализаторы, а также к переработке ванадийсодержащих техногенных отходов. Способ заключается в выщелачивании ОВК водой в две стадии при 90°С с последующим окислением четырехвалентного ванадия в пятивалентное состояние в электролизере с ионитовой мембраной и осаждением пентаоксида ванадия кипячением раствора. Твердый остаток от выщелачивания обрабатывают раствором едкого кали для перевода мышьяка в жидкую фазу. Кислый раствор, полученный после осаждения пентаоксида ванадия, смешивают с мышьяксодержащим щелочным раствором с целью выделения в осадок арсенатов и гидроксидов. Очищенный раствор подвергают кристаллизации сульфата калия. Способ дает возможность сочетать его с технологиями производства ванадиевых катализаторов, сокращает затраты на приобретение сырья на производство новых катализаторов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к химической и металлургической отраслям промышленности, производящим серную кислоту и использующим ванадиевые катализаторы, а также к переработке ванадийсодержащих техногенных отходов.
В современном производстве серной кислоты используют ванадиевые катализаторы следующих марок: БАВ, СВС, СВД, ИК 1-6 и КС. Все они содержат около 10% V2O5, до 60% SiO2, до 10% K2O, остальное сульфаты и незначительные примеси. При утрате каталитической способности пятивалентный ванадий необратимо переходит в сульфат ванадила и тогда отработанный ОВК либо захоранивают, либо складируют в отвалы. В отвалах под влиянием атмосферной влаги он окончательно утрачивает свою ценность, отравляя окружающую среду высокотоксичными стоками.
Описан гидрометаллургический способ регенерации ценных компонентов отработанной контактной массы путем выщелачивания водой при отношении жидкого к твердому (Ж: Т), равном 1, и температуре 90oC. Извлечение ванадия в раствор не превышало 63%. Вторую стадию выщелачивания проводят раствором едкого натра (15-20 мас.%) при Ж:Т=5 и температуре 120oC; извлечение ванадия достигает 99%. Щелочной метод имеет ряд недостатков:
- высокий расход гидроксида натрия - до 25 г/дм3;
- значительный переход в раствор SiO2, что осложняет их очистку и переработку (Винаров И.В. и др. Тезисы докладов III Всесоюзного совещания по химии и технологии ванадиевых соединений в Качканаре, Свердловск, 1979).
- высокий расход гидроксида натрия - до 25 г/дм3;
- значительный переход в раствор SiO2, что осложняет их очистку и переработку (Винаров И.В. и др. Тезисы докладов III Всесоюзного совещания по химии и технологии ванадиевых соединений в Качканаре, Свердловск, 1979).
Разработан метод получения ванадия из сернокислых растворов. Ванадий осаждают водным раствором аммиака в присутствии перекиси водорода в виде смеси поливанадатов аммония. После сушки и прокалки получают 40%-ный концентрат пентаоксида ванадия. Для его обогащения водорастворимые соли удаляют повторным выщелачиванием кипящей водой, отфильтрованную твердую массу вновь сушат и прокаливают. Извлечение ванадия до 90% от содержания в ОВК. К недостаткам этого способа следует отнести образование значительных количеств сульфата аммония, большой расход аммиака и дорогостоящей перекиси водорода (Винаров И. В. и др. Комплексное использование минерального сырья, 1992, N 6, с. 77-81).
За прототип выбран способ гидрометаллургической переработки ОВК, предусматривающий первичное выщелачивание 2М H2SO4 при 105-100oC и три водных промывки нерастворимого носителя, который после сушки при 200oC и прокалки при 600oC возвращают в производство свежего катализатора. Ванадийсодержащие растворы нейтрализуют аммиаком до pH 2,8 для проведения цементации мышьяка на медной стружке. Очищенный раствор нейтрализуют до pH 8,5, окисляют ванадий пероксидом водорода и при 90oC осаждают первичный концентрат, который после сушки и прокалки содержит 40% V2O5. Концентрат кипятят с водой при Ж:Т=2 в течение одного часа, дважды промывают водой и сушат. Готовый продукт содержит 90% V2O5 (см. a.с. CCCP 1162093, кл. В 01 F 23/92. Способ извлечения V2O5 из ОВК /Авторы изобретения И.В. Винаров, Р.Г. Янкелевич, О.В. Владимирова, И.В. Починок. - Опубл. 23.05.90. Бюл. N 19).
Однако существующий способ оказался нерентабельным, хотя и позволяет получать довольно чистые продукты. Образующиеся сульфаты калия и аммония пригодны лишь в качестве удобрений.
Цель настоящего изобретения является разработка экономически выгодной технологии, совместимой с существующими способами приготовления свежих ванадиевых катализаторов и более экологичной.
Поставленная цель достигается тем, что выщелачивание ОВК проводят в две стадии при температуре 90oC, затем четырехвалентный ванадий окисляют до пятивалентного в электролизере с ионитовой мембраной и осаждают пентаоксид ванадия из раствора кипячением.
Твердый осадок от выщелачивания обрабатывают раствором едкого кали для перевода в жидкую фазу мышьяка и остатков ванадия. Раствор, полученный после осаждения пентаоксида ванадия, смешивают с мышьяксодержащим щелочным раствором и осаждают при pH=3,5-4,0 арсениды и гидроксиды, а очищенный раствор охлаждают и кристаллизуют сульфат калия (см. чертеж).
Использование предлагаемого способа переработки ОВК обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
а) возможность сочетания его с технологиями производства ванадиевых катализаторов, что полностью сокращает расходы на транспортировку сырья и расходных материалов;
б) значительно сокращает затраты на приобретение сырья для производства новых катализаторов.
а) возможность сочетания его с технологиями производства ванадиевых катализаторов, что полностью сокращает расходы на транспортировку сырья и расходных материалов;
б) значительно сокращает затраты на приобретение сырья для производства новых катализаторов.
Пример
Переработке подвергали отработанный ванадиевый катализатор СВД состава, мас.%: 8,85 V2O5; 36,48 K2SO4; 28,40 SO4 2-, 43.60 SiO2; 0,09 As; 11,01 прочие.
Переработке подвергали отработанный ванадиевый катализатор СВД состава, мас.%: 8,85 V2O5; 36,48 K2SO4; 28,40 SO4 2-, 43.60 SiO2; 0,09 As; 11,01 прочие.
Обе стадии водного выщелачивания проводили при Ж:Т=1, температуре 90oC в течение 1 ч. Фильтрат после двух стадий объединяли и направляли на электроокисление ванадия.
Состав фильтрата следующий, г/дм3: 100,0 SO4 2-, 4,56 Vобщ., в том числе 1.14 V5+ и 3,42 V4+. Извлечение в раствор составило, мас.%: SO4 2- 35.2; Vобщ. 92,5 (на первой стадии 62,3%). 75% ванадия в растворе присутствует в форме V4+, а pH раствора 0,95.
Осаждение ванадия из растворов, содержащих одновременно ионы V5+ и V4+, путем кипячения невозможнo, т.к. сульфат ванадила - VOSO4 остается в растворе вследствие его высокой растворимости. Поэтому перед осаждением необходимо весь ванадий окислить до пятивалентного состояния.
Окисление V4+ проводили в гальваностатическом режиме с использованием трехкамерного электролизера. Анодное и катодные пространства разделены анионитовыми мембранами МА 40-2С. Анодом служил платинированный титан, катодами - нержавеющая сталь, католитом - 5%-ный раствор K2SO4. В анодное пространство помещали раствор, полученный при водном выщелачивании ОВК.
Результаты электрохимического окисления для нескольких составов растворов следующие (см. таблицу).
При кипячении окисленного раствора в течение 1,5 ч пентаоксид осаждается на 85%, а твердый продукт содержит 90% V2O5.
Твердый продукт от водного выщелачивания промывали водой и обрабатывали 8%-ным раствором КОН при 90oC в течение 1 ч. Остаток содержал (в пересчете на сухую массу) 0,71% V2O5 и 0,04% As. После обработки раствором КОН в фильтрат перешло 80% V и 90% As. Содержание их в растворе составило соответственно 0,32 и 0,036 г/дм3.
Полученный щелочной раствор объединили с кислым раствором после осаждения пентаоксида ванадия и отфильтровали осадок при pH=3,6, содержащий арсенаты и гидроксиды. Фильтрат подвергали выпарке с получением кристаллов сульфата калия, пригодного для приготовления свежего катализатора.
Список литературы
1. Винаров И.В., Янкелевич Р.Г., Владимирова О.В. Извлечение ванадия из отработанного ванадиевого катализатора СВД /Тез. докл. III Всесоюзного совещания по химии и технологии ванадиевых соединений в Качканаре. - Свердловск, 1979. - 163 с.
1. Винаров И.В., Янкелевич Р.Г., Владимирова О.В. Извлечение ванадия из отработанного ванадиевого катализатора СВД /Тез. докл. III Всесоюзного совещания по химии и технологии ванадиевых соединений в Качканаре. - Свердловск, 1979. - 163 с.
2. Регенерация ценных компонентов отработанного катализатора окисления диоксида серы - СВД /Винаров И.В., Владимирова О.В., Починок И.В. и др. // Комплексное использование минерального сырья, 1992, N 6, с. 77-81.
Claims (2)
1. Способ переработки отработанных ванадиевых катализаторов (ОВК) сернокислотного производства, включающий выщелачивание соединений ванадия, очистку раствора от мышьяка, окисление полученного раствора и последующее осаждение пентаоксида ванадия, отличающийся тем, что выщелачивание проводят водой в две стадии при 90oC, затем полученный раствор подвергают окислению в электролизере с ионитовой мембраной, с последующим кипячением его и осаждением пентаоксида ванадия, причем остатки от выщелачивания обрабатывают раствором едкого кали для перевода мышьяка в раствор.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор, полученный после осаждения пентаоксида ванадия, смешивают с мышьяксодержащим щелочным раствором при pH 3,4 - 4,0, осаждают арсенаты и гидроксиды, а полученный очищенный раствор подвергают охлаждению и кристаллизуют сульфат калия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99118926A RU2155638C1 (ru) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | Способ переработки отработанных ванадиевых катализаторов (овк) сернокислотного производства |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99118926A RU2155638C1 (ru) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | Способ переработки отработанных ванадиевых катализаторов (овк) сернокислотного производства |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2155638C1 true RU2155638C1 (ru) | 2000-09-10 |
Family
ID=20224560
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99118926A RU2155638C1 (ru) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | Способ переработки отработанных ванадиевых катализаторов (овк) сернокислотного производства |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2155638C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019007087B3 (de) | 2019-10-11 | 2020-06-10 | Bernd Kunze | Verfahren, um Vanadium aus Sekundärrohstoffen zu entfernen |
-
1999
- 1999-08-30 RU RU99118926A patent/RU2155638C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Винаров И.В. и др. Извлечение ванадия из отработанного ванадиевого катализатора СВД. Тезисы докладов Ш Всесоюзного совещания по химии и технологии ванадиевых соединений в Качканаре. - Свердловск, 1979. Винаров И.В. и др. Регенерация ценных компонентов отработанного катализатора окисления диоксида серы - СВД. Комплексное использование минерального сырья, 1992, с.77-81. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019007087B3 (de) | 2019-10-11 | 2020-06-10 | Bernd Kunze | Verfahren, um Vanadium aus Sekundärrohstoffen zu entfernen |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2707830C (en) | Liquid and solid effluent treatment process | |
CN105836767B (zh) | 一种利用含锂废液制备无水氯化锂的方法 | |
US5277816A (en) | Process for producing titanium dioxide | |
SU1447273A3 (ru) | Способ получени раствора сульфата марганца | |
RU2155638C1 (ru) | Способ переработки отработанных ванадиевых катализаторов (овк) сернокислотного производства | |
CN103422111B (zh) | 一种偏钒酸钠的制备方法 | |
US6270738B1 (en) | Process for preparing usable products from an impure ferric sulfate solution | |
US6531108B1 (en) | Process for producing free hydroxylamine aqueous solution | |
CN109809597B (zh) | 一种硝酸型高氯含氨氮废水的处理方法 | |
JPS5858239A (ja) | 金属ガリウムの製造方法 | |
JPS6041005B2 (ja) | チオシアン酸アンモニウムの回収方法 | |
US4036941A (en) | Preparation of ferric sulfate solutions | |
US5171887A (en) | Process for the preparation of oxalic acid and sodium hydrogen oxalate from crude sodium oxalate | |
NO770818L (no) | Fremgangsm}te til utvinning av sink. | |
RU2604080C2 (ru) | Способ переработки электродной массы отрицательных электродов никель-кадмий-железных щелочных аккумуляторов | |
JPS589767B2 (ja) | カリウム回収方法 | |
CN112479423B (zh) | 一种生产含氨基酚类化合物的废水处理方法 | |
RU2374343C1 (ru) | Способ выделения ванадия из водных натрийсодержащих растворов | |
JPS6152083B2 (ru) | ||
JP3724179B2 (ja) | コバルト水溶液からのアルカリ土類金属の分離方法 | |
RU2622072C1 (ru) | Способ утилизации отработанного медно-аммиачного раствора | |
JPS63162507A (ja) | 次亜塩素酸カルシウムの製造方法およびこの方法により得られる生成物 | |
CN111847520A (zh) | 一种硫酸亚铁铵的制备方法 | |
CA1314905C (en) | Process for the preparation of oxalic acid and sodium hydrogen oxalate from crude sodium oxalate | |
US2439404A (en) | Production of alkali metal and alkaline earth metal hydroxides |