RU2192489C2 - Method of complex processing technogenious vanadium raw material - Google Patents

Method of complex processing technogenious vanadium raw material Download PDF

Info

Publication number
RU2192489C2
RU2192489C2 RU2001100840/02A RU2001100840A RU2192489C2 RU 2192489 C2 RU2192489 C2 RU 2192489C2 RU 2001100840/02 A RU2001100840/02 A RU 2001100840/02A RU 2001100840 A RU2001100840 A RU 2001100840A RU 2192489 C2 RU2192489 C2 RU 2192489C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vanadium
pulp
titanium
waste
melt
Prior art date
Application number
RU2001100840/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001100840A (en
Inventor
вский Ю.П. Кудр
Ю.П. Кудрявский
Ю.Ф. Трапезников
В.В. Стрелков
В.В. Курносенко
С.И. Потеха
А.Е. Демидов
А.А. Карпов
Original Assignee
ОАО "Чусовской металлургический завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Чусовской металлургический завод" filed Critical ОАО "Чусовской металлургический завод"
Priority to RU2001100840/02A priority Critical patent/RU2192489C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2192489C2 publication Critical patent/RU2192489C2/en
Publication of RU2001100840A publication Critical patent/RU2001100840A/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: methods of complex processing of technogenious vanadium raw material. SUBSTANCE: proposed method consists in chlorination of metal chlorides in melt forming vapor-and-gas mixture and waste melt of salt chlorates, condensation of vanadium, titanium and silicon chlorides, rectifying and chemical separation of these chlorides, utilization of titanium and silicon tetrachlorides, hydrolysis of vanadium oxytrichloride at separation of sediments of ammonium metavanadate and/or vanadium pentaoxide, separation of sediments from mother liquor, flushing, drying and/or calcination for obtaining commercial vanadium compounds. Chlorination of vanadium raw material is performed together with titanium raw material at initial V2O5:TiO2 mass ratio = (5-20); waste melt of chlorates is subjected to hydraulic washing by draining into mother liquor and intermediate water after processing and hydrolysis of vanadium oxytrichloride. Pulp thus obtained is cooled and is again directed for hydraulic washing of waste melt till saturated solutions are formed as considered by sum of metal chlorides, after which pulp is treated by alkaline reagent in presence of reductants to pH = 3.5 to 5.0 and then flocculant is introduced into pulp. After flocculation and settling, pulp is filtered and sediment is washed and dried and/or calcined, thus obtaining commercial concentrate of chromium and trace rare metals; filtrate and intermediate water are treated by alkaline reagent to pH = 8 to 10 accompanied by mixing with air, after which pulp is additionally treated with alkaline solution of oxidant. The pulp is settled and filtered, sediment is separated from mother liquor, washed, dried and calcined, thus obtaining commercial ferromanganese concentrate; used as titanium raw material is rutile and/or rutile concentrate, and/or ilmenite, and/or ilmenorutile , and/or titanium-containing slags; used as alkaline solution of oxidant is waste milk of lime of process of cleaning waste gases from chlorine. EFFECT: possibility of obtaining additional yield of commercial product; avoidance of discharge of high-toxic secondary waste. 3 cl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано на предприятиях черной и цветной металлургии для комплексной переработки различного техногенного ванадиевого сырья, содержащего 10-80% V2O5, оксиды других элементов: Fe, Сr, Мn, Al, Si, Ti, Zr, Mg, Ca, Na, К и другие. Предлагаемое изобретение может быть использовано, в частности, при комплексной переработке различных ванадийсодержащих промпродуктов, полупродуктов и отходов производства: золы ТЭЦ, отвальных шлаков и сбросных шламов-оксигидратных осадков, образующихся, например, при очистке стоков от ванадия.The invention relates to the field of metallurgy and can be used at ferrous and non-ferrous metallurgy enterprises for the complex processing of various technogenic vanadium raw materials containing 10-80% V 2 O 5 , oxides of other elements: Fe, Cr, Mn, Al, Si, Ti, Zr , Mg, Ca, Na, K and others. The present invention can be used, in particular, in the complex processing of various vanadium-containing intermediate products, intermediate products and industrial waste: ash from thermal power plants, waste slag and waste sludge-oxyhydrate sludge formed, for example, in the treatment of effluents from vanadium.

Известен способ переработки промпродуктов ванадиевого производства - технического V2O5, содержащего примеси оксидов Fe, Сr, Mn, Si, Mg, Na и другие (Цветная металлургия, 1995, 7-8, с.33-37) .There is a method of processing industrial products of vanadium production - technical V 2 O 5 containing impurities of oxides Fe, Cr, Mn, Si, Mg, Na and others (Non-ferrous metallurgy, 1995, 7-8, p. 33-37).

Согласно известному способу, ванадийсодержащие промпродукты обрабатывают, преимущественно при повышенной температуре, щелочным реагентом - раствором гидроксида или карбоната натрия, нерастворимый осадок (оксигидраты и оксиды металлов примесей) отделяют от раствора метаванадата натрия - NaVO3, который обрабатывают аммоний-содержащим неорганическим соединением (NH4Cl, NH43 и другие), выделяющуюся из раствора твердую фазу - метаванадат аммония (NH4VO3) - отделяют, - отфильтровывают от маточного раствора, промывают, сушат и прокаливают с получением товарного пентаоксида ванадия V2O5, соответствующего по качеству требованиям ТУ.According to the known method, vanadium-containing intermediate products are treated, mainly at elevated temperature, with an alkaline reagent - a solution of sodium hydroxide or carbonate, insoluble precipitate (oxyhydrates and metal oxides of impurities) is separated from a solution of sodium metavanadate - NaVO 3 , which is treated with an ammonium-containing inorganic compound (NH 4 Cl, NH 4 NO 3 and others), the solid phase released from the solution — ammonium metavanadate (NH 4 VO 3 ) —separate, is filtered off from the mother liquor, washed, dried and calcined to obtain the marketable vanadium pentoxide V 2 O 5 corresponding in quality to the requirements of TU.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится образование большого количества неутилизируемых вторичных отходов производства, содержащих значительное количество ванадия, и в связи с этим существенные - до 25-35% потери ванадия с этими отходами. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below include the formation of a large amount of non-utilizable secondary production waste containing a significant amount of vanadium, and in this regard, significant - up to 25-35% loss of vanadium with these waste.

Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному способу является способ комплексной переработки техногенного ванадиевого сырья - из ванадиевых конверторных шламов, содержащих V2O5, оксиды Ti, Si, Fe, Al, Mn, Сr (Амирова С.А., Куценко С. А., Чижов Н.Н. Переработка ванадийсодержащих шламов методом хлорирования. Химия и технология ванадиевых соединений. Материалы I Всесоюзного совещания по химии, технологии и применению соединения ванадия (июль 1972 г.). - Пермь: Пермское книжное издание, 1974, с.154-158).Of the known analogues, the closest in technical essence and the achieved result to the proposed method is the method of complex processing of technogenic vanadium raw materials - from vanadium converter sludge containing V 2 O 5 , oxides Ti, Si, Fe, Al, Mn, Cr (Amirova S.A. ., Kutsenko S. A., Chizhov NN Processing of vanadium-containing sludge by chlorination method. Chemistry and technology of vanadium compounds. Materials of the I All-Union meeting on chemistry, technology and application of vanadium compounds (July 1972). - Perm: Perm book edition , 1974, p. 154-158).

Согласно способу-прототипу ванадий содержащее (20% V2О5) техногенное сырье - конверторные шлаки хлорируют в расплаве эквимолярной смеси хлоридов натрия и калия в присутствии восстановителя, в качестве которого используется пековый кокс. В результате хлорирования получают:
- парогазовую смесь хлоридов V, Ti, Si;
- возгоны системы конденсации (АlСl3, FeCl3, NaCl, KCl, примеси V, Ti);
- отработанный солевой расплав (NaCl, KCl, FeCl2, FeCl3, СrСl3, МnСl2 и другие).
According to the prototype method, vanadium containing (20% V 2 O 5 ) technogenic raw materials — converter slags is chlorinated in the melt of an equimolar mixture of sodium and potassium chlorides in the presence of a reducing agent, which uses pitch coke. As a result of chlorination receive:
- vapor-gas mixture of chlorides V, Ti, Si;
- sublimates of the condensation system (AlCl 3 , FeCl 3 , NaCl, KCl, impurities V, Ti);
- spent salt melt (NaCl, KCl, FeCl 2 , FeCl 3 , CrCl 3 , MnCl 2 and others).

Из парогазовой смеси фракционной конденсацией выделяют тетрахлорид кремния SiCl4, который направляют как исходное сырье для кремнийорганического синтеза, затем - двухстадийной ректификацией разделяют VOCl3 и TiCl4. Тетрахлорид титана направляют на магнийтермическое получение губчатого титана, а оксихлорид ванадия - VOCl3, в зависимости от требований рынка;
- реализуют как товарный продукт - для использования в качестве катализатора при производстве синтетического каучука;
- VOCl3 хлорируют в присутствии кокса-, получают при этом VCl4, который затем разлагают с образованием трихлорида ванадия VCl3 и газообразного хлора; затем VCl3 обрабатывают металлическим магнием, в результате чего получают товарный металлический ванадий и расплав хлорида магния, который направляют на электролиз, с получением металлического магния и газообразного хлора;
- VOСl3 подвергают водному гидролизу, выделяющийся V2О5 отделяют от маточного раствора, сушат, прокаливают с получением товарного V2O5.
Silicon tetrachloride SiCl 4 is isolated from the vapor-gas mixture by fractional condensation, which is sent as feedstock for organosilicon synthesis, then VOCl 3 and TiCl 4 are separated by two-stage rectification. Titanium tetrachloride is sent to magnesium thermal production of sponge titanium, and vanadium oxychloride is VOCl 3 , depending on market requirements;
- sold as a commercial product - for use as a catalyst in the production of synthetic rubber;
- VOCl 3 is chlorinated in the presence of coke -, VLC 4 is obtained, which is then decomposed to form vanadium trichloride VCl 3 and chlorine gas; then VCl 3 is treated with metal magnesium, resulting in a commodity metallic vanadium and a magnesium chloride melt, which is sent to electrolysis, to obtain magnesium metal and chlorine gas;
- VOCl 3 is subjected to aqueous hydrolysis, the released V 2 O 5 is separated from the mother liquor, dried, calcined to obtain marketable V 2 O 5 .

К причинам препятствующим достижению указанного ниже технического результата относятся:
- образование большого количества вторичных твердых и жидких отходов производства содержащих V, Ti, Fe, Cr, Mg, Na и др. Переработка, обезвреживание и/или утилизация вторичных отходов (отработанный расплав, возгоны, маточные растворы и промводы - сточные воды после выделения V2O5, и др.) в известном способе не предусмотрены;
- сложности, связанные с технологическим оформлением всего процесса комплексной переработки ванадиевого техногенного сырья, что обусловлено резкими колебаниями его состава, и, как следствие, необходимость изменения и постоянное регулирование входящими параметрами и режимами отдельных стадий технологической схемы.
The reasons that impede the achievement of the following technical result include:
- the formation of a large amount of secondary solid and liquid waste products containing V, Ti, Fe, Cr, Mg, Na, etc. Processing, neutralization and / or disposal of secondary waste (spent melt, sublimates, mother liquors and wastewater - waste water after the allocation of V 2 O 5 , etc.) in the known method are not provided;
- difficulties associated with the technological design of the entire process of complex processing of vanadium man-made raw materials, which is due to sharp fluctuations in its composition, and, as a result, the need for changes and constant regulation of the input parameters and modes of individual stages of the technological scheme.

По вышеуказанным причинам известный способ за последние 25-30 лет (со дня проведения исследований и опубликования работы) так и не был реализован ни в опытном масштабе, ни в промышленном производстве. For the above reasons, the known method over the past 25-30 years (from the date of research and publication of the work) has not been implemented either on a pilot scale or in industrial production.

Заявленное техническое решение направлено на решение задач, заключающихся в обеспечении переработки, утилизации, обезвреживания вторичных отходов производства и дополнительном выпуске товарной продукции. The claimed technical solution is aimed at solving problems consisting in ensuring the processing, utilization, neutralization of secondary production waste and the additional release of marketable products.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявленного изобретения, заключается в увеличении в несколько раз выпуска товарной продукции - VOCl3, NH4VO3, и/или V2O5 из техногенного сырья на действующем промышленном оборудовании без существенной реконструкции, дополнительном выпуске хромовых концентратов и железомарганцевых концентратов, при одновременном решении природоохранных проблем - предотвращении сброса твердых и жидких высокотоксичных полиметаллических вторичных отходов, образующихся при переработке исходного ванадиевого техногенного сырья.The technical result that can be obtained by implementing the claimed invention is to increase several times the output of marketable products - VOCl 3 , NH 4 VO 3 , and / or V 2 O 5 from man-made raw materials on existing industrial equipment without significant reconstruction, additional release chromium concentrates and ferromanganese concentrates, while solving environmental problems - preventing the discharge of solid and liquid highly toxic polymetallic secondary waste generated during processing and Khodnev vanadium technogenic raw materials.

Технический результат достигается с помощью признаков, указанных в первом пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как способ комплексной переработки техногенного ванадиевого сырья, включающий хлорирование в расплаве хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов с образованием парогазовой смеси и отработанного расплава солевых хлораторов, конденсацию хлоридов ванадия, титана и кремния, их ректификационно-химическое разделение и очистку, утилизацию тетрахлоридов титана и кремния, гидролиз окситрихлорида ванадия с выделением осадков метаванадата аммония и/или пентаоксида ванадия, отделение осадков от маточных растворов, их промывку, сушку и/или прокалку с получением товарных соединений ванадия и отличительных существенных признаков, таких как хлорирование ванадиевого сырья, ведут совместно с титановым сырьем, при исходном массовом соотношении V2O5/ТiO2 5-20, отработанный расплав хлораторов подвергают гидроразмыву путем сливания в маточные растворы и промводы от переработки и гидролиза окситрихлорида ванадия, полученную пульпу охлаждают и направляют на гидроразмыв отработанного расплава до образования насыщенных по сумме хлоридов металлов растворов, после чего пульпу обрабатывают в присутствии востановителей щелочным реагентом до рН 3,5-5,0, затем в пульпу вводят флокулянт, после флокуляции и отстаивания пульпу фильтруют, осадок промывают и сушат и/или прокаливают с получением товарного концентрата хрома, редких и рассеянных металлов фильтрат и промводы обрабатывают щелочным реагентом до рН 8-10, при перемешивании воздухом, после чего пульпу дополнительно обрабатывают щелочным раствором окислителя, пульпу отстаивают, фильтруют, осадок отделяют от маточного раствора, промывают, сушат и прокаливают с получением товарного железомарганцевого концентрата.The technical result is achieved using the characteristics specified in the first claim that are common with the prototype, such as a method for complex processing of technogenic vanadium raw materials, including chlorination of alkali and alkaline earth metal chlorides with a vapor-gas mixture and spent molten salt chlorinators, condensation of vanadium chlorides, titanium and silicon, their distillation-chemical separation and purification, utilization of titanium and silicon tetrachlorides, hydrolysis of vanadium oxytrichloride with recovery sedimentation of ammonium metavanadate and / or vanadium pentoxide, separation of precipitation from the mother liquor, washing, drying and / or calcining to obtain commodity vanadium compounds and distinctive essential features, such as chlorination of vanadium raw materials, are carried out together with titanium raw materials, at the initial mass ratio V 2 O 5 / TiO 2 5-20, the waste is subjected to melt chlorinators gidrorazmyvu by draining in mother liquors and recycling promvody of vanadium oxytrichloride and hydrolysis, the resulting pulp is cooled and fed and the hydraulic washing of the spent melt to the formation of solutions saturated by the sum of metal chlorides, after which the pulp is treated with an alkaline reagent in the presence of reducing agents to a pH of 3.5-5.0, then a flocculant is introduced into the pulp, after flocculation and settling, the pulp is filtered, the precipitate is washed and dried and / or calcined to obtain commercial concentrate of chromium, rare and scattered metals, the filtrate and promoters are treated with an alkaline reagent to a pH of 8-10, with stirring with air, after which the pulp is additionally treated with an alkaline solution oxidizer rum, the pulp is defended, filtered, the precipitate is separated from the mother liquor, washed, dried and calcined to obtain salable ferromanganese concentrate.

В качестве титанового сырья используют рутил и/или рутиловый концентрат и/или ильменит и/или ильменорутил и/или титаносодержащие шлаки. As the titanium raw material, rutile and / or rutile concentrate and / or ilmenite and / or ilmenorutil and / or titanium-containing slag are used.

Предпочтительно в качестве щелочного раствора окислителя используют отработанное известковое молоко процесса очистки отходящих газов от хлора
Таким образом, первая особенность процесса заключается в том, что хлорирование техногенного ванадиевого сырья (ВС) ведут в присутствии титанового сырья (ТС) при массовом соотношении V2O5:TiO2=1:5-20. Вторая особенность также заключается в том, что исходное ванадиевое сырье, перед хлорированием предварительно смешивают с титановым сырьем, в качестве которого используют рутил (природный и/или синтетический), ильменорутил, различное рудное титановое сырье и/или концентраты, титановые шлаки. Третья особенность состоит в том, что хлорирование ведут в солевых титановых хлораторах.
Preferably, the spent milk of the chlorine waste gas purification process is used as an alkaline oxidizing solution
Thus, the first feature of the process is that the chlorination of technogenic vanadium raw materials (BC) is carried out in the presence of titanium raw materials (TC) at a mass ratio of V 2 O 5 : TiO 2 = 1: 5-20. The second feature also consists in the fact that the initial vanadium raw materials are mixed beforehand with titanium raw materials, which are rutile (natural and / or synthetic), ilmenorutil, various ore titanium raw materials and / or concentrates, titanium slags. The third feature is that chlorination is carried out in salt titanium chlorinators.

Четвертая особенность заключается в том, что солевые хлоридные отходы производства - отработанный расплав хлораторов подвергают гидроразмыву путем сливания в маточные растворы и промводы от переработки и гидроразмыва окситетрахлорида ванадия, полученную пульпу охлаждают и направляют на гидроразмыв отработанного расплава до получения насыщенных по сумме хлоридов металлов растворов, после чего пульпу обрабатывают в присутствии восстановителя щелочным реагентом до рН 3,5:5,0, затем в пульпу вводят флокулянт, после флокуляции и отстаивания пульпу фильтруют, осадок промывают и сушат и/или прокаливают с получением товарного концентрата хрома, редких и рассеянных металлов, фильтрат и промводы обрабатывают щелочным реагентом до рН 8-10 при перемешивании воздухом, после чего пульпу дополнительно обрабатывают раствором окислителя, в качестве которых может быть использована гипохлоритная пульпа, получаемая при очистке отходящих газов от хлора известковым молоком, пульпу отстаивают, осадок (оксигидратов железа и марганца) промывают, сушат и прокаливают с получением товарного железомарганцевого концентрата. Фильтрат хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов, очищенный от примесей тяжелых металлов, направляется на получение синтетического карналлита и/или сбрасывается в общекомбинатскую канализацию и направляется на очистные сооружения. The fourth feature is that salt chloride production waste - spent chlorine melt is subjected to hydraulic washing by pouring into the mother liquors and wastewater from processing and hydraulic washing of vanadium oxytetrachloride, the resulting slurry is cooled and sent to the hydraulic washing of the spent melt until solutions are saturated in total metal chlorides, after whereupon the pulp is treated in the presence of a reducing agent with an alkaline reagent to a pH of 3.5: 5.0, then a flocculant is introduced into the pulp, after flocculation and settled I filter the pulp, the precipitate is washed and dried and / or calcined to obtain commercial concentrate of chromium, rare and scattered metals, the filtrate and wastes are treated with an alkaline reagent to pH 8-10 with stirring with air, after which the pulp is additionally treated with an oxidizing solution, which can hypochlorite pulp obtained by purification of waste gases from chlorine with milk of lime must be used, the pulp is settled, the precipitate (iron and manganese oxyhydrates) is washed, dried and calcined to obtain marketable lezomargantsevogo concentrate. The filtrate of chlorides of alkali and alkaline earth metals, purified from impurities of heavy metals, is sent to obtain synthetic carnallite and / or discharged into the general sewage system and sent to treatment facilities.

При прочих равных условиях, предлагаемый способ, характеризующийся новыми приемами выполнения действий и новым порядком выполнения действий, использованием определенных веществ, без которых невозможно осуществление самого способа, новыми режимами и параметрами осуществления процесса, обеспечивает достижение технического результата при осуществлении заявленного изобретения. Ceteris paribus, the proposed method, characterized by new methods of performing actions and a new order of actions, using certain substances, without which it is impossible to implement the method itself, new modes and parameters of the process, provides a technical result in the implementation of the claimed invention.

Проверка патентоспособности заявленного изобретения показывает, что оно соответствует изобретательскому уровню, так как не следует для специалистов явным образом из уровня техники. Checking the patentability of the claimed invention shows that it corresponds to the inventive step, as it is not obvious to specialists in the prior art.

Анализ уровня техники свидетельствует о том, что в книжной, журнальной, патентной литературе отсутствуют сведения о вышеприведенной совокупности существенных признаков заявленного способа для процессов комплексной переработки ванадиевого техногенного сырья. При этом анализ совокупности признаков заявленного изобретения и достигаемого при этом результата показывает, что между ними существует вполне определенная причинно-следственная связь, выражающаяся в том, что осуществление процесса комплексной переработки ванадиевого техногенного сырья в строго определенных вышеуказанных условиях и режимах обеспечивает комплексную переработку исходного сырья, обезвреживание и утилизацию всех вторичных отходов производства с получением различных высоколиквидных продуктов: соединений ванадия (VOCl3, NH4VO3; и/или V2О5, - дефицитных хромовых концентратов и железомарганцевых концентратов, при этом необходимо особо подчеркнуть, что при нарушении установленных оптимальных режимов процесса и последовательности действий вышеуказанный технический результат не достигается.The analysis of the prior art indicates that in the book, magazine, patent literature there is no information about the above set of essential features of the claimed method for the processes of complex processing of vanadium man-made raw materials. At the same time, an analysis of the totality of the features of the claimed invention and the result achieved at the same time shows that there is a well-defined causal relationship between them, expressed in the fact that the implementation of the process of complex processing of vanadium man-made raw materials under the strictly defined above conditions and conditions ensures complex processing of the feedstock, neutralization and disposal of all secondary production wastes to produce various highly liquid products: vanadium compounds (VOCl 3 , NH 4 VO 3 ; and / or V 2 O 5 , - deficient chromium concentrates and ferromanganese concentrates, it must be emphasized that if the optimal process conditions and sequence of actions are violated, the above technical result is not achieved.

Следует также отметить, что установленная причинно-следственная связь явным образом не следует для специалистов и никак не вытекает из литературных данных по химии и технологии ванадия и его соединений. Сведения, подтверждающие возможность осуществления предложенного технического решения приведены в примере. It should also be noted that the established causal relationship does not explicitly follow for specialists and does not follow from the literature on the chemistry and technology of vanadium and its compounds. Information confirming the possibility of implementing the proposed technical solution is given in the example.

Пример. Для комплексной переработки техногенного ванадиевого сырья использованы промпродукты, содержащие, мас.%: 2-3 V2O5, 40-50 Fе2О3, 6-7 Сr2O3, 8-9 МnО2, 8-9 TiO2, 2-3 Al2О3, 16-19 SiO2, примеси Mg, Ca, Na, К.Example. For the complex processing of technogenic vanadium raw materials used industrial products containing, wt.%: 2-3 V 2 O 5 , 40-50 Fe 2 O 3 , 6-7 Cr 2 O 3 , 8-9 MnO 2 , 8-9 TiO 2 , 2-3 Al 2 O 3 , 16-19 SiO 2 , impurities Mg, Ca, Na, K.

Хлорирование этого ванадиевого сырья вели в существующих промышленных солевых хлораторах в расплаве хлоридов натрия и калия совместно с титановым сырьем, в качестве которого были взяты титаносодержащие шлаки, состава (по основным компонентам), мас.%: 0,055 V2О5, 5,0 Fe2О3, Сr2О3, МnО2, 85 TiO2 и оксиды металлов примесей Al, Sc, Th, Zr (Hf) Nb (Та) и др. Соотношение титанового и ванадиевого сырья в исходной шихте, поступающей на хлорирование было взято исходя из расчета массового соотношения в шихте V2O5:ТiO2=1:15. Хлорирование вели при (760±20)oС анодным хлоргазом магниевого производства в строгом соответствии с действующей нормативно-технической документацией по хлорированию титанового сырья. Отработанный расплав хлораторов периодически (2-3 раза в смену) сливали из хлоратора. Из парогазовой смеси после конденсата получали технический TiCl4, содержащий повышенное количество ванадия, концентрация ванадия возросла по сравнению с традиционным процессом хлорирования титановых шлаков с 0,055-0,058% до 1,5-2%. После ректификационно-химического разделения и очистки технического TiCl4 от ванадия и примеси других элементов, согласно действующей на предприятии технологии, был получен товарный TiCl4, по всем показателям, в том числе нормируемым (ТУ) по примесям для получения титана губчатого. После очистки технического TiCl4 от примесей ванадия был получен сначала технический окситрихлорид ванадия (90-95% VOCl3), который направляли на ректификационную очистку от примеси TiCl4 с получением товарного VOCl3, соответствующего по соотношению примесей требованиям ТУ.The chlorination of this vanadium feed was carried out in existing industrial salt chlorinators in a melt of sodium and potassium chlorides together with a titanium feed, which was taken as a titanium-containing slag, composition (by main components), wt.%: 0,055 V 2 О 5 , 5,0 Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 , MnO 2 , 85 TiO 2 and metal oxides of impurities Al, Sc, Th, Zr (Hf) Nb (Ta), etc. The ratio of titanium and vanadium raw materials in the initial charge fed to chlorination was taken based on the calculation of the mass ratio in the mixture V 2 O 5 : TiO 2 = 1: 15. Chlorination was carried out at (760 ± 20) o With anodic chlorine gas of magnesium production in strict accordance with the current regulatory and technical documentation for the chlorination of titanium raw materials. The spent melt of chlorinators was periodically (2-3 times per shift) discharged from the chlorinator. From the gas-vapor mixture after the condensate, technical TiCl 4 was obtained containing an increased amount of vanadium, the concentration of vanadium increased in comparison with the traditional process of chlorination of titanium slags from 0.055-0.058% to 1.5-2%. After distillation-chemical separation and purification of technical TiCl 4 from vanadium and impurities of other elements, according to the technology applicable at the enterprise, commercial TiCl 4 was obtained by all indicators, including normalized ones (TU) for impurities to obtain sponge titanium. After purification of technical TiCl 4 from vanadium impurities, first technical vanadium oxytrichloride (90-95% VOCl 3 ) was obtained, which was sent for distillation purification from TiCl 4 impurities to obtain marketable VOCl 3 corresponding in terms of the ratio of impurities to TU requirements.

Исследование, испытание и выполненные на основании полученных данных расчеты показывают, что осуществление процесса совместного хлорирования ванадиевого и титанового сырья позволяет в рамках существующей аппаратурно-технологической схемы процесса увеличить производство VOCl3 с 1,7-1,8 до 65 -70 кг на 1 т TiCl4.Research, testing and calculations based on the data obtained show that the implementation of the process of joint chlorination of vanadium and titanium raw materials allows to increase VOCl 3 production from 1.7-1.8 to 65-70 kg per 1 ton within the existing hardware-technological scheme of the process TiCl 4 .

Важно при этом отметить, что увеличение объема образующихся хлоридных солевых отходов производства в общей массе отработанного расплава и возгонов титанового производства в условиях проведенных испытаний по предлагаемому способу практически не обнаружено (расчетное увеличение хлоридных отходов - менее 2%). Из полученного окситрихлорида ванадия получали пентаоксид ванадия - путем гидролиза VOCl3 в щелочном растворе (120 г/дм3 NaOH), содержащем 100 г/дм3 NaCl. Для этого очищенный от примесей VOCl3 (>99%) вливали в щелочной раствор до достижения рН 8+0,5. В образующийся раствор NaVO3 вводили NH4Cl. Полученную при этом пульпу охлаждали, выделяющийся метаванадат аммония отделяли от маточного раствора, промывали, высушивали и прокаливали при 550oC с получением товарного V2O5. Маточный раствор и промводы метаванадата аммония частично использовали непосредственно в процессе переработки VOСl3 - путем возврата части маточного раствора на операцию гидролиза VOСl3 и повторного использования промвод. Большую часть (более 60-70%) направляли на операцию гидроразмыва отработанного расплава. Отработанный расплав (ОР) подвергали гидроразмыву путем сливания в ванадийсодержащие (0,1-1,0 г/дм3 ванадия) маточные растворы и промводы метаванадата аммония-сточные воды (СВ) при соотношении ОР:СВ=1:(8-12), полученную при этом пульпу после охлаждения и частичного отстаивания использовали для гидроразмыва отработанного расплава 4-5 раз, т.е. концентрировали до образования насыщенных по сумме хлоридов металлов растворов (с плотностью 1,18-1,22 кг/дм3). Полученные таким образом растворы направляли на обезвреживание от тяжелых (Fe,Cr,Mn) и редких рассеяных металлов V, Sc, Zr и др., для чего их обрабатывали щелочными реагентами, в качестве которых использовали: известковое молоко (100 г/дм3 СаО), раствор гидроксида натрия (120 г/дм3), магнезиальное молоко - водные суспензии магнезита, или брусита, или серпентинита (100-150 г/дм3 MgO). Нейтрализацию, обезвреживание и осаждение оксигидратов металлов вели в две стадии. На первой стадии исходный кислый с рН 1,2-1,8 хлоридный раствор (и/или пульпу), насыщенный по сумме хлоридов металлов: КСl, NaCl, MgCl2, СаСl2, FeCl2, MnCl2, CrCl2, хлориды V, Zr (Hf), Th, Si, Al и др, обрабатывали щелочным реагентом до рН 4,0±0,2, причем обработку вели в восстановительной среде: перед обработкой щелочью в раствор вводили сульфит натрия, а перемешивание образующейся пульпы вели газообразным азотом - для предотвращения окисления Fe (II) до Fe (III). После такой обработки в пульпу вводили 0,2%-ный раствор гидролизованного полиакриламида (ГПАА) в количестве 100 дм на 1 м пульпы. В этих условиях из раствора в оксигидратный осадок выделились гидрооксиды и основные соли Сr (III), V(IV), Al, Sc, Ti, Zr, Th и небольшие количества "захваченных" осадком железа и марганца. Следует подчеркнуть, что данная операция обеспечивает: обезвреживание отходов от хрома, концентрированно редких и рассеяных металлов и что самое важное - обезвреживание сточных вод (маточных растворов и промвод NH43) от ванадия:
При этом особо необходимо отметить, что обезвреживание от ванадия происходит лишь при объединении двух видов отходов: маточных растворов и промвод от переработки и гидролиза окситетрахлорида ванадия и отработанного расплава - путем гидроразмыва отработанного расплава в эти растворы и промводы, с последующей нейтрализацией до рН 3,5-5,0.
It is important to note that an increase in the volume of produced chloride salt production wastes in the total mass of spent melt and sublimates of titanium production was practically not detected under the tests carried out by the proposed method (the estimated increase in chloride wastes is less than 2%). From the obtained vanadium oxytrichloride, vanadium pentoxide was obtained by hydrolysis of VOCl 3 in an alkaline solution (120 g / dm 3 NaOH) containing 100 g / dm 3 NaCl. For this, VOCl 3 (> 99%) purified from impurities was poured into an alkaline solution until a pH of 8 + 0.5 was reached. NH 4 Cl was introduced into the resulting NaVO 3 solution. The resulting pulp was cooled, the ammonium metavanadate released was separated from the mother liquor, washed, dried and calcined at 550 ° C. to obtain marketable V 2 O 5 . The mother liquor and promotions of ammonium metavanadate were partially used directly in the processing of VOCl 3 - by returning part of the mother liquor to the hydrolysis of VOCl 3 and reusing the promvod. Most (more than 60-70%) were directed to the operation of hydraulic washing the spent melt. The spent melt (OR) was subjected to hydraulic washing by pouring into the vanadium-containing (0.1-1.0 g / dm 3 vanadium) mother liquors and promoters of ammonium metavanadate-wastewater (CB) with the ratio OR: CB = 1: (8-12) , the resulting pulp after cooling and partial sedimentation was used for hydraulic washing of the spent melt 4-5 times, i.e. concentrated to the formation of saturated in the amount of metal chloride solutions (with a density of 1.18-1.22 kg / DM 3 ). The solutions obtained in this way were sent for neutralization from heavy (Fe, Cr, Mn) and rare scattered metals V, Sc, Zr, etc., for which they were treated with alkaline reagents, which were used as: milk of lime (100 g / dm 3 CaO ), sodium hydroxide solution (120 g / dm 3 ), magnesia milk - aqueous suspensions of magnesite, or brucite, or serpentinite (100-150 g / dm 3 MgO). The neutralization, neutralization and deposition of metal oxyhydrates were carried out in two stages. At the first stage, the initial acidic chloride solution (and / or pulp) with a pH of 1.2-1.8 is saturated by the sum of metal chlorides: KCl, NaCl, MgCl 2 , CaCl 2 , FeCl 2 , MnCl 2 , CrCl 2 , chloride V , Zr (Hf), Th, Si, Al, etc., were treated with an alkaline reagent to a pH of 4.0 ± 0.2, and the treatment was carried out in a reducing medium: sodium sulfite was introduced into the solution before treatment with alkali, and nitrogen gas was mixed with nitrogen - to prevent oxidation of Fe (II) to Fe (III). After this treatment, a 0.2% solution of hydrolyzed polyacrylamide (GPAA) was introduced into the pulp in an amount of 100 dm per 1 m of pulp. Under these conditions, hydroxides and basic salts of Cr (III), V (IV), Al, Sc, Ti, Zr, Th and small amounts of iron and manganese captured by the precipitate are separated from the solution into an oxyhydrate precipitate. It should be emphasized that this operation provides: neutralization of waste from chromium, concentrated rare and scattered metals, and most importantly, neutralization of wastewater (mother liquors and NH 4 VO 3 promo-vate) from vanadium:
It is especially necessary to note that neutralization from vanadium occurs only when two types of waste are combined: mother liquors and promo- -5.0.

Оксигидратный осадок отделяли от маточного раствора на рамном фильтр-прессе, промывали, репульпировали, вновь фильтровали. Для промывки и репульпации использовали 0,02%-ный раствор ГПАА - в целях предотвращения пептизации осадка. Промытый осадок высушивали. (100+5oС). Отдельные порции осадков прокаливали при 300-500oC с использованием товарного концентрата хрома и редких металлов для последующей реализации этих продуктов как сырья для извлечения скандия и других металлов. Первые порции промвод (по объему примерно равные объему влажного (80% вл. ) осадка объединяли с маточным раствором. Оставшуюся часть промвод направляли на операцию гидроразмыва отработанного расплава, объединяя эти промводы со сточными водами - маточными растворами и промводами, образующимися при переработке и гидролизе с получением VOСl3, NH4VO3 и/или V2О5.The oxyhydrate precipitate was separated from the mother liquor in a frame filter press, washed, repulped, and filtered again. For washing and repulpation, a 0.02% HPAA solution was used to prevent sediment peptization. The washed precipitate was dried. (100 + 5 o C). Individual portions of precipitation were calcined at 300-500 o C using commercial concentrate of chromium and rare metals for the subsequent sale of these products as raw materials for the extraction of scandium and other metals. The first portions of the promvod (in volume approximately equal to the volume of wet (80% vl.) Sediment were combined with the mother liquor. The remainder of the promvod was directed to the operation of hydraulic washing of the spent melt, combining these promvods with wastewater - mother liquors and promvods formed during processing and hydrolysis with obtaining VOCl 3 , NH 4 VO 3 and / or V 2 O 5 .

Хлоридные растворы после отделения сушки оксигидратов металлов обрабатывали щелочным реагентом - при перемешивании воздухом до рН 9,5±0,5, после чего в пульпу вводили щелочной раствор окислителя - отработанное известковое молоко процесса очистки отходящих газов от хлора. Эти две последовательно осуществляемые операции обеспечивали при прочих равных условиях осаждение из раствора оксигидратов железа и марганца (предположительно состава: 3FeOOH•MnO2 и/или Fe3O4•Н2O•MnO2. Пульпу обрабатывали в реакторе 0,2%-ным раствором ГПАА при непрерывном перемешивании, выдерживали без перемешивания 1 час, после чего подавали на фильтр-пресс, осадок оксигидратов Fe и Мn отделяли от маточного раствора, отмывали от хлоридов К, Na, Mg и Са, сушили и прокаливали при 500oC с получением товарного железомарганцевого концентрата (соотношение Fe и Мn 3:1). Анализ фильтратов и промвод показал, что степень обезвреживания растворов от Fe, Сr, Мn, V, Ti, Zn, Th,Sc и др. металлов во всех промышленных и лабораторных опытах составляла 99,0-99,9%.After separation of the drying of metal oxyhydrates, the chloride solutions were treated with an alkaline reagent - with stirring with air to a pH of 9.5 ± 0.5, after which an alkaline solution of an oxidizing agent was introduced into the pulp - spent lime milk from the process of purifying exhaust gases from chlorine. These two consecutive operations ensured, ceteris paribus, precipitation of iron and manganese oxyhydrates from the solution (presumably composition: 3FeOOH • MnO 2 and / or Fe 3 O 4 • H 2 O • MnO 2. The pulp was treated in a reactor with 0.2% HPAA solution with continuous stirring, kept for 1 hour without stirring, then fed to a filter press, the precipitate of Fe and Mn oxyhydrates was separated from the mother liquor, washed from K, Na, Mg and Ca chlorides, dried and calcined at 500 ° C to obtain commercial ferromanganese concentrate (ratio Fe and Mn 3: 1). Analysis of the filtrates and promvod showed that the degree of neutralization of solutions from Fe, Cr, Mn, V, Ti, Zn, Th, Sc and other metals in all industrial and laboratory experiments was 99.0 99.9%.

Таким образом, вышеописанный способ обеспечивает комплексную переработку техногенного ванадиевого сырья с получением товарных соединений ванадия: VOCl3 и/или NН43; и/или V2O5.Thus, the above method provides a complex processing of technogenic vanadium raw materials to produce commodity vanadium compounds: VOCl 3 and / or NH 4 VO 3 ; and / or V 2 O 5 .

- переработку отходов производства, концентрирование цветных, редких и рассеянных металлов с получением товарных продуктов - концентратов хрома, редких и рассеянных металлов и железомарганцевых концентратов;
- взаимное обезвреживание вторичных стоков производства - сточных вод (маточных растворов и промвод) NН4О3, содержащих ванадий, и расплавов титановых хлораторов;
- предотвращение загрязнения окружающей среды высоко токсичными отходами производства.
- processing of production waste, concentration of non-ferrous, rare and dispersed metals to produce marketable products - chromium concentrates, rare and dispersed metals and ferromanganese concentrates;
- mutual neutralization of secondary production effluents - wastewater (mother liquors and wastewater) NH 4 O 3 containing vanadium and melts of titanium chlorinators;
- Prevention of environmental pollution by highly toxic industrial wastes.

Claims (3)

1. Способ комплексной переработки техногенного ванадиевого сырья, включающий хлорирование в расплаве хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов с образованием парогазовой смеси и отработанного расплава солевых хлораторов, конденсацию хлоридов ванадия, титана и кремния, их ректификационно-химическое разделение и очистку, утилизацию тетрахлоридов титана и кремния, гидролиз окситрихлорида ванадия с выделением осадков метаванадата аммония и/или пентаоксида ванадия, отделение осадков от маточных растворов, их промывку, сушку и/или прокалку с получением товарных соединений ванадия, отличающийся тем, что хлорирование ванадиевого сырья ведут совместно с титановым сырьем при исходном массовом отношении V2О5/TiO2 5-20, отработанный расплав хлораторов подвергают гидроразмыву путем сливания в маточные растворы и промводы от переработки и гидролиза окситрихлорида ванадия, полученную пульпу охлаждают и направляют на гидроразмыв отработанного расплава до образования насыщенных по сумме хлоридов металлов растворов, после чего пульпу обрабатывают в присутствии восстановителей щелочным реагентом до рН 3,5-5,0, затем в пульпу вводят флокулянт, после флокуляции и отстаивания пульпу фильтруют, осадок промывают и сушат и/или прокаливают с получением товарного концентрата хрома, редких и рассеянных металлов, фильтрат и промводы обрабатывают щелочным реагентом до рН 8-10, при перемешивании воздухом, после чего пульпу дополнительно обрабатывают щелочным раствором окислителя, пульпу отстаивают, фильтруют, осадок отделяют от маточного раствора, промывают, сушат и прокаливают с получением товарного железомарганцевого концентрата.1. A method for complex processing of technogenic vanadium raw materials, including chlorination of alkali and alkaline earth metal chlorides in a melt with the formation of a gas-vapor mixture and spent molten salt chlorine chlorides, condensation of vanadium, titanium and silicon chlorides, their distillation-chemical separation and purification, utilization of titanium and silicon tetrachlorides, hydrolysis of vanadium oxytrichloride with the release of precipitation of ammonium metavanadate and / or vanadium pentoxide, separation of precipitation from the mother liquor, washing, drying and / or etc. Kalka, to produce vanadium compounds, characterized in that the chlorination of raw materials of vanadium are together with the titanium raw material at an initial weight ratio of V 2 O 5 / TiO 2 5-20, the waste is subjected to melt chlorinators gidrorazmyvu by draining in mother liquors and recycling promvody by hydrolysis and vanadium oxytrichloride, the resulting slurry is cooled and sent to the hydraulic washing of the spent melt to form solutions saturated by the sum of metal chlorides, after which the pulp is treated in the presence of it with an alkaline reagent to a pH of 3.5-5.0, then a flocculant is introduced into the pulp, after flocculation and settling, the pulp is filtered, the precipitate is washed and dried and / or calcined to obtain commercial concentrate of chromium, rare and trace metals, the filtrate and wastes are treated with alkaline reagent to a pH of 8-10, with stirring with air, after which the pulp is additionally treated with an alkaline solution of an oxidizing agent, the pulp is settled, filtered, the precipitate is separated from the mother liquor, washed, dried and calcined to obtain marketable ferromanganese to ntsentrata. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве титанового сырья используют рутил, и/или рутиловый концентрат, и/или ильменит, и/или ильменорутил, и/или титансодержащие шлаки. 2. The method according to p. 1, characterized in that rutile and / or rutile concentrate and / or ilmenite and / or ilmenorutil and / or titanium-containing slag are used as titanium raw materials. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве щелочного раствора окислителя используют отработанное известковое молоко процесса очистки отходящих газов от хлора. 3. The method according to p. 1, characterized in that the alkaline solution of the oxidizing agent is used spent milk of the process of purification of exhaust gases from chlorine.
RU2001100840/02A 2001-01-09 2001-01-09 Method of complex processing technogenious vanadium raw material RU2192489C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001100840/02A RU2192489C2 (en) 2001-01-09 2001-01-09 Method of complex processing technogenious vanadium raw material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001100840/02A RU2192489C2 (en) 2001-01-09 2001-01-09 Method of complex processing technogenious vanadium raw material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2192489C2 true RU2192489C2 (en) 2002-11-10
RU2001100840A RU2001100840A (en) 2003-01-20

Family

ID=20244689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001100840/02A RU2192489C2 (en) 2001-01-09 2001-01-09 Method of complex processing technogenious vanadium raw material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2192489C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103643039A (en) * 2013-11-29 2014-03-19 四川省川威集团有限公司 Vanadium-containing liquid classifying method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Химия и технология ванадиевых соединений. Материалы первого Всес. совещания по химии технологии и применению ванадиевых соединений. - Пермь, 1974, с.154-158. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103643039A (en) * 2013-11-29 2014-03-19 四川省川威集团有限公司 Vanadium-containing liquid classifying method
CN103643039B (en) * 2013-11-29 2016-06-22 四川省川威集团有限公司 A kind of solution containing vanadium body defecation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1633679B1 (en) Extraction process for reactive metal oxides
CN108372185B (en) Titanium chloride slag resource utilization method and device
CN107032400B (en) TiCl4The method that purification tailings alkali is soaked standby high-purity vanadium oxide
JP2848664B2 (en) Metal chloride waste treatment method
CN100998914A (en) Treatment method of low grade titanium-riched material chlorination dust collecting slag
CN110306065A (en) A kind of method that vanadium slag prepares ammonium metavanadate
CN101172647B (en) Method for producing gtitanium dioxide with sulphuric acid method
RU2192489C2 (en) Method of complex processing technogenious vanadium raw material
EP0717783A1 (en) Upgrading titaniferous materials
RU2382094C1 (en) Rolling method of silica-titanic concentrates
RU2194782C1 (en) Method of integrated processing of polymetallic production wastes and rendering them harmless
CA2712116A1 (en) The production of titanium trifluoride
RU2175358C1 (en) Method of vanadium middlings processing
RU2176676C1 (en) Method of processing vanadium-containing middlings
RU2175681C1 (en) Method for production of vanadium pentaoxide from man-made raw material
CN106350679A (en) Method for recovering valuable metals such as titanium, vanadium and tungsten from waste SCR (Selective Catalytic Reduction) denitrification catalyst
RU2258752C2 (en) Method of a complex processing of a metallurgical scrap
RU2207392C1 (en) Method of processing of technical-grade vanadium pentoxide
RU2118389C1 (en) Method of isolating vanadium
CN215314201U (en) Resource recovery system for chlorination slag of titanium dioxide by chlorination process
US20080102007A1 (en) Process for treating iron-containing waste streams
RU2792060C1 (en) Method for production of vanadium-chromium alloy by vanadium extraction from vanadium-chromium slag by means of calcination and acidic leaching
RU2687363C1 (en) Method of producing artificial rutile from ilmenite concentrates
RU2193072C1 (en) Method of extraction of vanadium
RU81963U1 (en) TECHNOLOGICAL LINE FOR PROCESSING TITANIUM RAW MATERIALS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050110