RU2374344C2 - Способ переработки ванадийсодержащего сырья - Google Patents
Способ переработки ванадийсодержащего сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374344C2 RU2374344C2 RU2007119179A RU2007119179A RU2374344C2 RU 2374344 C2 RU2374344 C2 RU 2374344C2 RU 2007119179 A RU2007119179 A RU 2007119179A RU 2007119179 A RU2007119179 A RU 2007119179A RU 2374344 C2 RU2374344 C2 RU 2374344C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vanadium
- sorption
- leaching
- stage
- heap
- Prior art date
Links
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
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии редких металлов, процессам переработки ванадийсодержащего сырья: ванадиевых руд, шлаков металлургического производства, отработанных ванадиевых катализаторов, нефтяных остатков гидрометаллургическими способами, в частности к переработке кварцитов Каратау методами перколяционного выщелачивания. Техническим результатом изобретения является повышение степени извлечения ванадия в раствор, обеспечение стабильной нагрузки на сорбционный передел и снижение себестоимости конечного продукта. Способ переработки ванадийсодержащего сырья включает двухэтапное кучное выщелачивание ванадия, сорбцию ванадия из продуктивных растворов, доукрепление оборотных маточников сорбции серной кислотой и подачу их на выщелачивание. Перед выщелачиванием сырье закладывают в кучу с одновременным смешиванием с концентрированной серной кислотой с расходом не менее 30 кг/т и выщелачивают на первом этапе оборотными маточниками сорбции с плотностью орошения 3.5-4.5 л/м2/ч и количеством циклов не менее 3. Доукрепление оборотных маточников сорбции серной кислотой ведут до ее содержания 8.0-8.5% и подают их на кучу на втором этапе выщелачивания.
Description
Изобретение относится к металлургии редких металлов, процессам переработки ванадийсодержащего сырья: ванадиевых руд, шлаков металлургического производства, отработанных ванадиевых катализаторов нефтяных остатков гидрометаллургическими способами, в частности к переработке кварцитов Каратау методами перколяционного выщелачивания.
Известен способ переработки ванадийсодержащего сырья, в частности кварцитов Каратау, включающий кучное кислотное выщелачивание до достижения окислительно-восстановительного потенциала раствора, по меньшей мере, 0.8-0.9 В, с последующей совместной сорбцией ванадия и урана, после чего проводят раздельную десорбцию (Предварительный патент РК № 12431 от 14.06.2001). В качестве выщелачивающих агентов используют серную или смесь серной и азотной кислот.
Основным недостатком известного способа является низкое извлечение ванадия на стадии выщелачивания (59%) и нестабильность его концентрации в растворах, подаваемых на сорбцию. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ кучного выщелачивания кварцитов Каратау (Комплексная переработка кварцитов Каратау. Сб. докладов 8-й Всероссийской конференции «Ванадий, химия, технология, применение», 2000, с.212-215), в котором изложен способ переработки ванадийсодержащего сырья, включающий двухэтапное кучное выщелачивание ванадия, сорбцию ванадия из продуктивных растворов, доукрепление оборотных маточников сорбции серной кислотой и подачу их на выщелачивание.
Недостатком способа, принятого за прототип, является низкое извлечение ванадия, не более 62-69%, значительный расход серной кислоты 250 кг/т и соответственно высокая себестоимость конечной продукции. Кроме того, значительное падение концентрации ванадия в продуктивных растворах до 0,3-0,5 г/л в процессе доработки кучи приводит к нестабильности работы сорбционных колонн.
Достигаемым техническим результатам предлагаемого изобретения является повышение степени извлечения ванадия в раствор, обеспечение стабильной нагрузки на сорбционный передел и снижение себестоимости конечного продукта.
Данный технический результат достигается тем, что в способе переработки ванадиевого сырья, включающем двухэтапное кучное выщелачивание ванадия, сорбцию ванадия из продуктивных растворов, доукрепление оборотных маточников сорбции серной кислотой и подачу их на выщелачивание, перед выщелачиванием сырье закладывают в кучу с одновременным смешиванием с концентрированной серной кислотой с расходом не менее 30 кг/т и выщелачивают на первом этапе оборотными. маточниками сорбции с плотностью орошения 3,5-4,5 л/м2/ч и количеством циклов не менее 3, доукрепление оборотных маточников сорбции серной кислотой ведут до ее содержания 8,0-8,5% и подают их на кучу на втором этапе выщелачивания.
Сущность процесса заключается в следующем.
Экспериментально установлено, что оптимальное извлечение ванадия из кварцитов Каратау методом перколяционного выщелачивания достигается при определенной величине расхода серной кислоты на тонну руды не менее 30 кг/т. В процессе кучного выщелачивания при повышении рН более 1.3-1.5 наблюдаются выпадение ванадия из раствора, закупорка осадками межщелевого пространства, что приводит к уменьшению скорости просачивания и извлечения ванадия вплоть до полной остановки технологии. Смешение кварцита забойной крупности с концентрированной серной кислотой в процессе закладки кучи до 30 кг/т является достаточным, чтобы нейтрализовать, потребляющие кислоту, минералы руды и поддерживать при выщелачивании оборотными маточными растворами кислотность рН не более 1.3-1.5, что предотвратит выпадение ванадия в осадок. Этот порядок выполнения действий обеспечивает повышение извлечения ванадия до 75.7% против 69% у прототипа, стабильную нагрузку на сорбционный передел и снижение себестоимости конечного продукта.
Выщелачивание кварцитов на первом этапе оборотными маточными растворами с плотностью орошения 3.5-4.5 л/м2/ч и количеством циклов не менее 3 позволяет также поддерживать необходимый уровень кислотности в растворе рН не более 1.3-1.5, обеспечивая достаточно времени для максимального извлечения ванадия и поддержания концентрации его в продуктивном растворе не менее 1.5-2.0 г/л. Заявляемое закисление кучи в процессе закладки, концентрированной серной кислотой, плотность орошения и количество циклов прохождения оборотного маточного раствора позволяет также избежать избыточного накопления сульфатов (не более 100-130 г/л) в растворе, что в противном случае может привести к высаливанию ванадия из растворов и снижению степени извлечения. Кроме того, растворы, содержащие сульфаты более 130 г/л, не могут направляться на сорбционный передел и требуется введение дополнительных операций по их очистке, что дестабилизирует сорбцию.
Второй этап выщелачивания с доукреплением маточников сорбции серной кислотой до 8.0-8.5% является необходимым и достаточным для обеспечения оптимального ее расхода на тонну руды, не менее 50 кг/т, что гарантирует достаточный уровень извлечения ванадия из обедненных первым этапом кварцитов, поддержание достаточной кислотности рН не более 1.3-1.5 и концентрации его в растворах, поступающих на сорбцию, на уровне 1.0-1.3 г/л. Одновременно контролируется содержание сульфатов в продуктивных растворах. Этот прием в совокупности со смешением руды забойной крупности с концентрированной серной кислотой не менее 30 кг/т и последующим первым этапом выщелачивания оборотными маточными растворами сорбции определенной плотностью орошения и количества циклов позволяет достичь заявляемый технический результат: повысить извлечение ванадия до 75.7%, обеспечить стабильную нагрузку на сорбционный передел и снизить себестоимость конечного продукта за счет сокращения расхода серной кислоты в пять раз.
Доукрепление маточников сорбции на втором этапе менее 8.0% не обеспечит необходимого потребления кислоты на растворение ванадия и соответственно заявляемой степени извлечения. Увеличение содержания серной кислоты в доукрепленных маточниках сорбции более 8.5% приведет к избыточному накоплению сульфатов и понижению рН раствора менее 1.3, что неблагоприятно скажется на сорбционном переделе.
Двухэтапное выщелачивание кварцитов обусловлено их сложным минералогическим составом. Закисление руды не менее 30 кг/т обеспечивает нейтрализацию карбонатов металлов, входящих в состав кварцита, и растворение ванадия; доукрепление маточников сорбции на втором этапе выщелачивания до 8-8.5% обеспечивает суммарный расход серной кислоты на двух этапах не менее 50 кг/т, что позволяет получить оптимальное извлечение ванадия, необходимый уровень рН и содержание сульфатов в продуктивных растворах. Повышение расхода серной кислоты более 50 кг/т приведет к увеличению содержания сульфатов до 150 г/л, что может сопровождаться выпадением солей в осадок, вплоть до полной остановки процесса. Кроме того, растворы перед сорбцией необходимо подвергать сложной процедуре очистки от избыточных сульфатов. Этот новый прием кучного двухэтапного выщелачивания кварцита с предварительным закислением и оборотом маточников сорбции позволяет сократить расход серной кислоты до 50 кг/т против 250 кг/т у прототипа и, как следствие, снизить себестоимость конечной продукции.
Плотность орошения 3.5-4.5 л/м2/ч является достаточной для удовлетворительного просачивания оборотных маточников сорбции через кучу и растворения ванадия. Плотность орошения меньше 3.5 л/м2/ч будет вызывать образование застойных зон в куче и уменьшение извлечения ванадия, а следовательно, и нестабильную нагрузку на сорбционный передел. Плотность орошения больше 4.5 л/м2/ч приведет к понижению времени контакта раствора с кварцитом, необходимого для растворения ванадия и поддержания его концентрации.
Количество циклов первого этапа менее 3 не обеспечит необходимого уровня извлечения ванадия и концентрации ванадия в продуктивном растворе, направляемом на сорбцию. Увеличение циклов более 3 приведет к избыточному накоплению сульфатов в растворе, снижению извлечения ванадия.
Заявляемый порядок выщелачивания руды, новые приемы выполнения и заявляемый технологический режим обеспечивают достижение технического результата: повышение извлечения ванадия, стабильной нагрузки на сорбционный передел и снижение себестоимости конечного продукта.
Пример по прототипу:
30 кг руды, содержащей 1.0% оксида ванадия, выщелачивали на первом этапе 150 л раствора 5% серной кислоты в течение 8 часов, расход кислоты составил 250 кг/т рН раствора на выходе из перколятора составлял 0.7-0-0.5. Содержание ванадия в первых порциях не превышало 0.94-0.8 г/л и снижалось до 0.5-0.4 г/л в последних. Концентрация сульфатов в растворе 180 г/л. Соответственно извлечение ванадия в этих условиях не превышает 47%. На втором этапе руду промывали водой также при Т: Ж=1:5, рН раствора на выходе составило 2.2-2.4, концентрация ванадия в растворе составила 0.24-0.2 г/л, извлечение 12%. Суммарное извлечение не превышает 59%, подача растворов на сорбцию с концентрацией 0.8-0.2 г/л и содержанием сульфатов 160 г/л не возможна.
Примеры осуществления способа:
Пример 1.
30 кг руды, содержащей 1.0% оксида ванадия, крупностью 150 мм загружали в перколятор, смешивая с 900 г концентрированной серной кислоты. Расход кислоты составил 30 кг/т. На первом этапе выщелачивания в перколятор подавали 78 литров маточников сорбции с плотностью орошения 3.5 л/м2/ч, полученный раствор прогоняли через руду 3 раза. Продуктивный раствор, содержащий 2.0 г/л ванадия, рН 1.5 и 100 г/л сульфатов, направляли на сорбционный передел, работающий с постоянной нагрузкой. Извлечение ванадия составило 52%.
На втором этапе выщелачивания 75 л оборотного маточника сорбции доукрепляли 600 г концентрированной серной кислоты с получением концентрации 8.0%. Расход серной кислоты составил 20 кг/т. Содержание ванадия в продуктивном растворе 1.0-0.9 г/л, сульфатов - 80 г/л, что обеспечивает стабильную работу сорбционных колон. Извлечение ванадия составило 23%. Суммарное извлечение за два этапа составляет 75% против 59% у прототипа. Расход серной кислоты 50 кг/т против 250 кг/т у прототипа.
Пример 2.
30 кг руды, содержащей 1.0% оксида ванадия, загружали в перколятор, смешивая с 900 г концентрированной серной кислоты. Расход кислоты составил 30 кг/т. На первом этапе выщелачивания в перколятор подавали 78 литров оборотного маточника сорбции с плотностью орошения 4.5 л/м2/ч. Полученный раствор прогоняли через руду 3 раза, т.е. выщелачивали тремя циклами. Содержание ванадия в продуктивном растворе составило 1.9 г/л., рН1.3, сульфатов 105 г/л. Продуктивный раствор направляли на сорбционный передел, обеспечивая постоянную нагрузку. Извлечение ванадия составило 51.7%.
На втором этапе выщелачивания 70,5 литров оборотного маточного раствора сорбции доукрепляли 600 г концентрированной кислотой с получением концентрации 8.5%. Расход кислоты составил 20 кг/т. Содержание ванадия в продуктивном растворе 1.02 г/л, сульфатов 120 г/л, рН1.3, что обеспечивает стабильную нагрузку сорбционного передела. Извлечение ванадия составило 24%.
Суммарное извлечение ванадия после двух этапов выщелачивания составляет 75.7% против 59% у прототипа. Расход серной кислоты 50 кг/т против 250 кг/т у прототипа.
Пример 3.
30 кг шлака, полученного в процессе плавки стали и содержащего 3.5% оксида ванадия, загружали в перколятор, подавая одновременно 900 г концентрированной серной кислоты. На первом этапе выщелачивания в перколятор подавали 130 литров маточников сорбции с плотностью орошения 3.5 л/м2/ч и количеством циклов 3. Продуктивный раствор с концентрацией оксида ванадия 5.0 г/л, рН-1.5 и содержанием сульфатов 120 г/л направляли на сорбционный передел, обеспечивая его стабильную работу. Извлечение оксида ванадия на первом этапе составило 62%.
На втором этапе выщелачивания 130 л маточника сорбции доукрепляли серной кислотой до 8.5%. Содержание ванадия в продуктивном раствор составило 1,7 г/л, рН-1.4, концентрация сульфатов 87 г/л. Использование этого раствора на стадии сорбции позволяет вести процесс в оптимальном режиме и стабильно. Извлечение оксида ванадия составило 21%.
Суммарное извлечение за два этапа составляет 82%.
Пример 4.
26 тыс.тонн руды, содержащей 0,8% оксида ванадия забойной крупности 0,01-0,6 метра, заложили в кучу и одновременно заливали концентрированной серной кислотой из расчета 30 кг/т или 780 тонн H2SO4, закисление руды проводили в течение одного месяца, а далее подавали воду плотностью орошения 3,5 л/м2/ч, заполнение кучи и удержание раствора продолжалось 10 дней. Исходный раствор, содержащий 1,7 г/л оксида ванадия с рН 1,2, прогоняли через руду 5 раз. В оборотном растворе повысился рН 1,5-1,6, а содержание V2O5 снизилось до 1,2 г/л. Исходный раствор подвергался нейтрализации до рН 1,8-2,0 и окислению ванадия и сорбции. Насыщение смолы довели до 350 г/кг и повергали твердофазной десорбции. Ежемесячно снимали 3т V2O5. Куча продолжает работать по первому этапу. К использованию доукрепленных маточников сорбции серной кислотой 8,0-8,5% предполагается приступить при снижении содержания ванадия в кучных растворах менее 0,8%.
Таким образом, совокупность заявляемых признаков и приемов впервые позволяет перерабатывать ванадийсодержащее сырье, в частности кварциты Каратау, с извлечением ванадия на уровне 75.7% с одновременной стабильной нагрузкой на сорбционный передел и низкой себестоимостью конечного продукта.
Claims (1)
- Способ переработки ванадийсодержащего сырья, включающий двухэтапное кучное выщелачивание ванадия, сорбцию ванадия из продуктивных растворов, доукрепление оборотных маточников сорбции серной кислотой и подачу их на выщелачивание, отличающийся тем, что перед выщелачиванием сырье закладывают в кучу с одновременным смешиванием с концентрированной серной кислотой с расходом не менее 30 кг/т и выщелачивают на первом этапе оборотными маточниками сорбции с плотностью орошения 3.5-4.5 л/м2/ч и количеством циклов не менее 3, доукрепление оборотных маточников сорбции серной кислотой ведут до ее содержания 8.0-8.5% и подают их на кучу на втором этапе выщелачивания.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KZ20060726 | 2006-06-27 | ||
KZ2006/0726.1 | 2006-06-27 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007119179A RU2007119179A (ru) | 2008-11-27 |
RU2374344C2 true RU2374344C2 (ru) | 2009-11-27 |
Family
ID=41476929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007119179A RU2374344C2 (ru) | 2006-06-27 | 2007-05-24 | Способ переработки ванадийсодержащего сырья |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2374344C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493272C2 (ru) * | 2011-08-12 | 2013-09-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Балауса" | Способ переработки черносланцевых руд с извлечением редких металлов |
RU2578891C2 (ru) * | 2010-03-04 | 2016-03-27 | Интевеп, С.А. | Способ добычи металлов из остатков очистки |
-
2007
- 2007-05-24 RU RU2007119179A patent/RU2374344C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Комплексная переработка кварцитов Каратау. Сб. докладов 8-й Всероссийской конференции «Ванадий, химия, технология, применение», 2000, с.212-215. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2578891C2 (ru) * | 2010-03-04 | 2016-03-27 | Интевеп, С.А. | Способ добычи металлов из остатков очистки |
RU2493272C2 (ru) * | 2011-08-12 | 2013-09-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Балауса" | Способ переработки черносланцевых руд с извлечением редких металлов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007119179A (ru) | 2008-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101525205B1 (ko) | 라테라이트 니켈/코발트 광석의 습식제련 처리방법 및 이를 이용한 니켈/코발트 중간 농축물이나 상용제품의 제조방법 | |
CN101591733A (zh) | 高铁硫化锌精矿加压酸浸釜内沉矾除铁方法 | |
CN107208176B (zh) | 堆浸方法 | |
Hedjazi et al. | Industrial application of ammonia-assisted cyanide leaching for copper-gold ores | |
CN104109765A (zh) | 一种次生硫化铜矿两段生物堆浸方法 | |
EP1242637A1 (en) | A bacterially assisted heap leach | |
WO2018161651A1 (zh) | 一种低氧化率高结合率混合铜矿的选矿方法 | |
CN102168181B (zh) | 卧式加压浸出釜以及使用其的硫化锌精矿浸出方法 | |
US9822426B2 (en) | Method for recovery of metals from sulfide ores | |
RU2374344C2 (ru) | Способ переработки ванадийсодержащего сырья | |
CN111235404A (zh) | 一种铜萃余液生产氢氧化钴的除杂方法 | |
CN111893298B (zh) | 一种富含石膏低品位铀矿堆浸处理工艺 | |
CN113151700B (zh) | 一种铀矿石高堆堆浸方法 | |
JP6147849B2 (ja) | 硫化鉱浸出法 | |
CN103627911A (zh) | 一种高铁氧化锌的处理工艺 | |
CN105821208A (zh) | 利用二氧化硫还原浸出含锌物料的方法 | |
CN110564964B (zh) | 一种高效利用铜锌矿的选冶联合工艺 | |
CN110273072B (zh) | 从钒酸铁中分离回收钒和铁的方法 | |
CN105523590A (zh) | 一种制备三氯化铁的方法 | |
CN111100996A (zh) | 酸性低浓度钒液制取氧化钒的方法 | |
CN104831066B (zh) | 一种原生金矿的处理方法 | |
RU2234544C1 (ru) | Способ переработки упорных золото-мышьяковых руд и концентратов | |
CN103695638B (zh) | 一种低品位鲕状高磷赤铁矿脱磷升铁生产工艺 | |
CN102206760A (zh) | 一种湿法炼锌的方法 | |
US11021772B2 (en) | Method and device for removing iron in iron-containing solution in hydrometallurgy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090525 |