RU2736539C1 - Способ получения оксида ванадия батарейного сорта - Google Patents

Способ получения оксида ванадия батарейного сорта Download PDF

Info

Publication number
RU2736539C1
RU2736539C1 RU2019130107A RU2019130107A RU2736539C1 RU 2736539 C1 RU2736539 C1 RU 2736539C1 RU 2019130107 A RU2019130107 A RU 2019130107A RU 2019130107 A RU2019130107 A RU 2019130107A RU 2736539 C1 RU2736539 C1 RU 2736539C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vanadium
ammonium
leach
carbonate
solution
Prior art date
Application number
RU2019130107A
Other languages
English (en)
Inventor
Вэньи ХЭ
И Пэн
Минь Ли
Лу Е
Янь Чэнь
Бяо ШЭНЬ
Original Assignee
Паньган Груп Рисёч Инститьют Ко., Лтд.
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
Priority to CN201710249548.3A priority Critical patent/CN106834688B/zh
Priority to CN201710249548.3 priority
Application filed by Паньган Груп Рисёч Инститьют Ко., Лтд. filed Critical Паньган Груп Рисёч Инститьют Ко., Лтд.
Priority to PCT/CN2018/083185 priority patent/WO2018192441A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of RU2736539C1 publication Critical patent/RU2736539C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G31/00Compounds of vanadium
    • C01G31/02Oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02Roasting processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/06Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
    • C22B3/08Sulfuric acid, other sulfurated acids or salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/12Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic alkaline solutions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/44Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00Obtaining refractory metals
    • C22B34/20Obtaining niobium, tantalum or vanadium
    • C22B34/22Obtaining vanadium
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

Изобретение относится к получению высокочистого пентоксида ванадия. Стадия А включает добавление ванадийсодержащего продукта выщелачивания, полученного в результате кальцинирующего обжига ванадиевого шлака и кислотного выщелачивания, в смешанный раствор, содержащий карбонат-ионы, ионы аммония и водный раствор аммиака, перемешивание для образования осадка и отделение жидкости от твердого вещества с получением технического ванадийсодержащего продукта выщелачивания. Карбонат-ионы обеспечиваются карбонатом аммония, бикарбонатом аммония, карбонатом натрия или бикарбонатом натрия, а ионы аммония обеспечиваются сульфатом аммония, карбонатом аммония или бикарбонатом аммония. Стадия В включает промывание технического ванадийсодержащего продукта выщелачивания горячей водой с получением очищенного ванадийсодержащего продукта выщелачивания. Стадия С включает доведение рН очищенного ванадийсодержащего продукта выщелачивания до величины от 1,5 до 2,5, добавление указанного продукта выщелачивания в раствор сульфата аммония с величиной рН в диапазоне от 1,5 до 2,5 и температурой от 90°С до кипения, поддержание температуры и непрерывное перемешивание для образования осадка, отделение жидкости от твердого вещества с получением высокочистого поливанадата аммония. Затем проводят промывание, сушку и обжиг поливанадата аммония с получением высокочистого пентоксида ванадия. Обеспечивается получение высокочистого оксида ванадия, который удовлетворяет требованиям, предъявляемым к сырьевым материалам батарейного сорта. 7 з.п. ф-лы, 3 пр.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области техники извлечения ванадия, в частности, к способу получения оксида ванадия батарейного сорта.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Благодаря своим исключительным свойствам ванадий широко применяется в сталелитейной, аэрокосмической, катализатор ной и других отраслях промышленности. В настоящее время большинство ванадиевых предприятий в мире производят только неочищенные технические продукты V2O3 или V2O5, и лишь немногие производители готовы получать высокочистые оксид ванадия и другие ванадийсодержащие продукты, что связано с высокой стоимостью, сложностью технологического процесса и высоким содержанием примесей.
Основной процесс извлечения высокочистого оксида ванадия, а именно, "ванадийсодержащий раствор → осаждение ванадия → APV (англ. ammonium polyvanadate - поливанадат аммония), AMV (англ. ammonium metavanadate - метаванадат аммония) или V2O5 - → растворение → удаление примесей → осаждение ванадия → растворение → удаление примесей → осаждение ванадия → высокочистый оксид ванадия", является невыгодным в некоторых аспектах. Известно, что в ходе этого процесса для получения высокочистого продукта оксида ванадия используют три осаждения ванадия, два растворения и два удаления примесей из ванадийсодержащего раствора, при этом образуется значительное количество натрийсодержащих сточных вод, подлежащих достаточно дорогостоящей обработке. Кроме того, повторяющаяся стадия удаления примесей-осаждения ванадия приводит к низкому выходу оксида ванадия и высокому потреблению энергии, что не способствует масштабированию производства высокочистого оксида ванадия, а конечный продукт оксида ванадия не всегда удовлетворяет требованиям, предъявляемым к оксиду ванадия батарейного сорта.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей изобретения является преодоление недостатков предшествующего уровня техники в технологии производства оксида ванадия батарейного сорта и создание способа получения оксида ванадия батарейного сорта при низких затратах в сочетании с простым процессом получения и низкими потреблением энергии и расходом вспомогательных материалов.
Техническая задача, решаемая посредством изобретения, заключается в создании способа получения оксида ванадия батарейного сорта, включающего следующие стадии:
А добавление ванадийсодержащего продукта выщелачивания, полученного в результате кальцинирующего обжига, в смешанный раствор карбоната аммония, водного раствора аммиака и сульфата аммония, перемешивание для образования осадка и отделение жидкости от твердого вещества с получением технического ванадийсодержащего продукта;
В промывание технического ванадийсодержащего продукта горячей водой с получением очищенного ванадийсодержащего продукта выщелачивания; и
С доведение величины рН очищенного ванадийсодержащего продукта выщелачивания до от 1,5 до 2,5, добавление указанного продукта выщелачивания в раствор сульфата аммония с величиной рН в диапазоне от 1,5 до 2,5 и температурой 90°С, кипячение, поддержание температуры и постоянное перемешивание для образования осадка, отделение жидкости от твердого вещества с получением высокочистого поливанадата аммония (APV), последующее промывание, сушка и обжиг APV с получением пентоксида ванадия батарейного сорта.
Предпочтительно, в соответствии со способом получения оксида ванадия батарейного сорта на стадии А, ванадийсодержащий продукт выщелачивания получают в результате кальцинирующего обжига ванадиевого шлака и кислотного выщелачивания, где величина рН составляет от 2,5 до 4,0, основные компоненты выглядят следующим образом: TV: от 20 до 60 г/л, SO4 2-: от 40 до 120 г/л, Mn: от 8 до 24 г/л, Mg: от 1 до 6 г/л, Si: от 0,2 до 1,2 г/л, Р: от 0,01 до 0,06 г/л и Fe<0,05 г/л.
Предпочтительно, в соответствии со способом получения оксида ванадия батарейного сорта на стадии А, отношение смешанного раствора карбоната аммония, водного раствора аммиака и сульфата аммония к ванадийсодержащему продукту выщелачивания составляет CO3 2-/Mn+Mg = от 1,0 до 1,5 и NH4 +/V = от 2,0 до 4,0 (молярное соотношение), а величину рН системы, содержащей смешанный раствор и ванадийсодержащий продукт выщелачивания, регулируют в диапазоне от 7,5 до 9,5.
Предпочтительно, в соответствии со способом получения оксида ванадия батарейного сорта на стадии А, смешанный раствор карбоната аммония, водный раствор аммиака и сульфат аммония содержит от 18 до 66 г/л карбоната аммония и от 27 до 220 г/л сульфата аммония и имеет величину рН от 7,5 до 9,5.
Предпочтительно, в соответствии со способом получения оксида ванадия батарейного сорта на стадии А, карбонат аммония заменяют бикарбонатом аммония, карбонатом натрия или бикарбонатом натрия, а сульфат аммония заменяют карбонатом аммония или бикарбонатом аммония.
Предпочтительно, в соответствии со способом получения оксида ванадия батарейного сорта на стадии В, горячая вода имеет температуру от 60 до 100°С.
Кроме того, в соответствии со способом получения оксида ванадия батарейного сорта на стадии В, горячая вода имеет температуру от 80 до 100°С.
Предпочтительно, в соответствии со способом получения оксида ванадия батарейного сорта на стадии В, горячая вода составляет от 1/4 до 1 объема ванадийсодержащего продукта выщелачивания.
Кроме того, в соответствии со способом получения оксида ванадия батарейного сорта на стадии В, горячая вода составляет от 1/3 до 1/2 объема ванадийсодержащего продукта выщелачивания.
Предпочтительно, в соответствии со способом получения оксида ванадия батарейного сорта на стадии С, величину рН очищенного ванадийсодержащего продукта выщелачивания регулируют с помощью серной кислоты.
Предпочтительно, в соответствии со способом получения оксида ванадия батарейного сорта на стадии С, молярное соотношение аммония в растворе сульфата аммония и ванадия в очищенном ванадийсодержащем продукте выщелачивания составляет от 1,0 до 4,0.
Способ по изобретению позволяет напрямую получать высокочистые продукты оксида ванадия из жидкости, полученной посредством кальцинирующего обжига ванадиевого шлака и последующего выщелачивания серной кислотой, и имеет преимущества, заключающиеся в простоте операции, краткости процесса, низкой стоимости, меньшем количестве сточных вод, легком извлечении и обработке, высоком выходе ванадия и тому подобном, при условии, что полученные высокочистые продукты оксида ванадия удовлетворяют требованиям, предъявляемым к сырьевым материалам батарейного сорта. Согласно способу по изобретению, ванадийсодержащий продукт выщелачивания должным образом добавляют в смешанный раствор карбоната аммония, водного раствора аммиака и сульфата аммония. Вследствие этого примесные ионы, присутствующие в ванадийсодержащем растворе, могут образовывать нерастворимые в воде осадки, а ванадий может образовывать растворимый в воде AMV, позволяя тем самым достичь полного отделения V от примесных элементов в одну стадию. Состав всех сточных вод, образующихся в способе по изобретению, соответствует процессу выщелачивания возвратного клинкера (спеченного материала), полученного в результате кальцинирующего обжига, и сточные воды могут быть утилизированы с низкими затратами. Таким образом, способ особенно хорошо подходит для предприятий по извлечению ванадия, использующих процесс "кальцинирующего обжига ванадиевого шлака - сернокислотного выщелачивания".
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В ходе углубленного исследования авторы изобретения обнаружили, что большинство существующих технологий получения высокочистого оксида ванадия, предполагающих дополнительную очистку, основаны на ванадийсодержащих промежуточных продуктах извлечения ванадия из ванадиевого шлака в присутствии натрия и извлечения ванадия из каменного угля. Некоторые предприятия уже способны получать высокочистый оксид ванадия батарейного сорта. Однако при такой технологии получения из-за повторяющихся процессов «осаждение ванадия - растворение - удаление примесей» будет образовываться слишком большое количество натрийсодержащих сточных вод, которые вследствие этого подлежат дорогостоящей очистке. Это означает, что таким предприятиям, возможно, придется заплатить очень высокую цену за снижение содержания Na и Cr в продукте ниже 0,008%. Кроме того, при удалении из системы элементов Si и Al будут образовываться соответствующие осадки силикатов и алюминатов, которые сложно фильтровать и промывать. Очевидно, что время фильтрации и промывания при этом значительно возрастет.
Таким образом, для разрешения проблем сложности технологического процесса и высокой стоимости при производстве высокочистого оксида ванадия батарейного сорта батарейный оксид ванадия может быть получен напрямую при использовании жидкости, получаемой посредством кальцинирующего обжига ванадиевого шлака и последующего выщелачивания серной кислотой, что позволит не удалять легкорастворимые элементы, такие как Na и Cr, или элементы со свойствами, аналогичными V.
Кроме того, в ходе дальнейших углубленных исследований авторы изобретения установили, что способ "разделения-очистки-циркуляции" может быть использован для непосредственного получения высокочистых продуктов оксида ванадия батарейного сорта из жидкости, получаемой посредством кальцинирующего обжига ванадиевого шлака и последующего выщелачивания серной кислотой, что объясняется следующим образом: V отделяют от других примесных элементов на первой стадии "разделения", основанной на разнице свойств между катионами и ванадат-анионам и, поскольку в жидкости, полученной посредством кальцинирующего обжига ванадиевого шлака и последующего выщелачивания серной кислотой, основными примесными элементами являются катионы, такие как Mn и Mg, а содержание Si, Р и Fe является относительно низким. Основные способы заключаются в следующем: ванадийсодержащий продукт выщелачивания добавляют в смешанный раствор карбоната аммония, водного раствора аммиака и сульфата аммония, чтобы перевести Mn, Mg, Si, Р и Fe в нерастворимые в воде осадки, такие как MnCO3 + Mn(ОН)2, MgCO3 + Mg(ОН)2, силикат, FePO4 и Fe(OH)3; при этом V соединяется с NH4 + с образованием осадков AMV, хорошо растворимых в горячей воде, осадки дополнительно промывают горячей водой для отделения V от других примесных элементов. На второй стадии «очистки» V соединяется с NH4 + ранее других следовых примесей с образованием осадков APV путем добавления очищенного ванадиевого раствора в аналитически чистый раствор сульфата аммония при температуре выше 90°С, что позволяет достичь дополнительной очистки высокочистого оксида ванадия батарейного сорта. Поскольку сточные воды от получения высокочистого оксида ванадия содержат менее 0,01 г/л Р и менее 5 г/л Mn, на третьей "циркуляционной" стадии они могут быть сразу же возвращены и выщелочены для использования в цикле, что позволяет решить проблемы сложности технологического процесса и высокой стоимости высокочистого оксида ванадия батарейного сорта предшествующего уровня техники.
Таким образом, в изобретении предложен способ получения оксида ванадия батарейного сорта, включающий следующие стадии:
А) добавление ванадийсодержащего продукта выщелачивания, полученного в результате кальцинирующего обжига, в смешанный раствор карбоната аммония, водного раствора аммиака и сульфата аммония, перемешивание для образования осадка и отделение жидкости от твердого вещества с получением технического ванадийсодержащего продукта;
B) промывание технического ванадийсодержащего продукта, полученного на стадии А, горячей водой с получением очищенного ванадийсодержащего продукта выщелачивания;
C) доведение величины рН очищенного ванадийсодержащего продукта выщелачивания, полученного на стадии В, до от 1,5 до 2,5, медленное добавление указанного продукта выщелачивания в аналитически чистый раствор сульфата аммония (>90°С, с величиной рН в диапазоне от 1,5 до 2,5) с обеспечением постоянной температуры системы, перемешивание для образования осадка и отделение жидкости от твердого вещества с получением высокочистого APV; и
D) очистка высокочистого продукта APV, полученного на стадии С, сушки и обжига с получением продукта пентоксида ванадия батарейного сорта.
Согласно изобретению, все сточные воды, образующиеся на протяжении всего процессе, могут быть возвращены в процесс сернокислотного выщелачивания клинкера кальцинирующего обжига в качестве маточного раствора.
В соответствии со способом получения оксида ванадия батарейного сорта, ванадийсодержащий продукт выщелачивания получают с помощью процессов кальцинирующего обжига ванадиевого шлака - сернокислотного выщелачивания, где величина рН составляет от 2,5 до 4,0, а основными компонентами являются: TV от 20 до 60 г/л, SO4 2- от 40 до 120 г/л, Mn от 8 до 24 г/л, Mg от 1 до 6 г/л, Si от 0,2 до 1,2 г/л, Р от 0,01 до 0,06 г/л и Fe<0,05 г/л.
На стадии А предпочтительным является смешанный раствор карбоната аммония, водного раствора аммиака и сульфата аммония: карбонат аммония обеспечивает карбонат-ионы, сульфат аммония обеспечивает ионы аммония, а водный раствор аммиака регулирует величину рН. Во время реакции с ванадийсодержащим продуктом выщелачивания, полученным в результате кальцинирующего обжига, карбонат-ионы реагируют с ионами марганца и ионами магния, присутствующими в ванадийсодержащем продукте выщелачивания, а ионы аммония реагируют с ионами ванадия в ванадийсодержащем продукте выщелачивания. Вследствие этого карбонат-ионы и ионы аммония должны присутствовать в достаточных количествах. Кроме того, для обеспечения достаточного количества карбонат-ионов и ионов аммония и отсутствия отходов содержание CO3 2-/Mn+Mg должно составлять от 1,0 до 1,5, содержание NH4 +/V должно составлять от 2,0 до 4,0, в мольном соотношении, а величина рН смешанной системы должна составлять от 7,5 до 9,5. Кроме того, смешанный раствор карбоната аммония, водного раствора аммиака и сульфата аммония должен удовлетворять следующим требованиям: карбонат аммония: от 18 до 66 г/л, сульфат аммония: от 27 до 220 г/л и рН: от 7,5 до 9,5.
На стадии В горячая вода имеет температуру от 60 до 100°С. Дополнительно, на стадии В пар предпочтительно имеет температуру от 80 до 100°С.
Горячая вода на стадии В составляет от 1/4 до 1 объема ванадийсодержащего продукта выщелачивания. Дополнительно, горячая вода составляет от 1/3 до 1/2 объема ванадийсодержащего продукта выщелачивания.
Величину рН на стадии С регулируют с помощью серной кислоты.
На стадии С ванадат в очищенном продукте выщелачивания соединяется с ионами аммония из раствора сульфата аммония с образованием осадка поливанадата аммония (APV) при высокой температуре (выше 90°С и обычно поддерживаемой в состоянии кипения). Причины добавления раствора ванадия в кипящий раствор сульфата аммония вместо добавления сульфата аммония в ванадиевый раствор можно объяснить следующим образом: раствор сульфата аммония готовят из чистой воды с небольшим количеством примесей при высокой концентрации аммония; поэтому в случае, если очищенный ванадиевый раствор с высокой концентрацией ванадия добавляют в раствор сульфата аммония, ванадий может предпочтительно соединяться с аммонием с образованием осадка. Кроме того, для обеспечения достаточных количеств и отсутствия отходов молярное соотношение NH4 +/V составляет от 1,0 до 4,0.
Вариант осуществления 1
1 л жидкости, полученной посредством кальцинирующего обжига ванадиевого шлака и последующего выщелачивания серной кислотой (TV 45,38 г/л, Mn 15,21 г/л, Mg 3,77 г/л, Si 0,63 г/л, Р 0,02 г/л и Fe 0,04 г/л), добавляют в 0,5 л смешанного раствора, содержащего 82,22 г/л (NH4)2CO3 и 178,38 г/л (NH4)2SO4 с рН 9,3, перемешивают для образования осадка в течение 10 мин, отделяют жидкость от твердого вещества и получают технический ванадийсодержащий осадок.
Промывают технический ванадийсодержащий осадок 500 мл очищенной воды при температуре 80°С и получают 491 мл очищенного ванадиевого раствора (TV 86,22 г/л, Mn < 0,10 г/л, Mg 0,15 г/л, Si < 0,10 г/л, Р < 0,01 г/л и Fe < 0,01 г/л).
Величину рН очищенного ванадиевого раствора доводят до 1,95 с помощью аналитически чистой серной кислоты, и полученный раствор медленно добавляют в 200 мл раствора, содержащего 493,08 г/л (NH4)2SO4 при температуре 96°С и величине рН 1,77, осаждают в течение 20 мин и отделяют жидкость от твердого вещества с получением высокочистого APV.
Промывают высокочистый APV 1 л чистой воды, сушат, обжигают и получают 73,32 г высокочистого продукта пентоксида ванадия батарейного сорта, где V2O5 - 99,95%, Р, Al, As, Са, Cr, Fe, Mn и Si - менее 0,01%, а степень извлечения ванадия составляет 90,51%.
Вариант осуществления 2
1 л жидкости, полученной посредством кальцинирующего обжига ванадиевого шлака и последующего выщелачивания серной кислотой (TV 56,28 г/л, Mn 18,33 г/л, Mg 4,12 г/л, Si 0,86 г/л, Р 0,03 г/л и Fe 0,06 г/л), добавляют в 0,5 л смешанного раствора, содержащего 95,74 г/л (NH4)2CO3 и 196,38 г/л (NH4)2SO4 с величиной рН 9,0, перемешивают для образования осадка в течение 10 мин, отделяют жидкость от твердого вещества и получают технический ванадийсодержащий осадок.
Промывают технический ванадийсодержащий осадок 600 мл очищенной воды при температуре 80°С, и получают 597 мл очищенного ванадиевого раствора (TV 89,11 г/л, Mn < 0,10 г/л, Mg 0,18 г/л, Si < 0,10 г/л, Р < 0,01 г/л и Fe < 0,01 г/л).
Доводят величину рН очищенного ванадиевого раствора до 2,05 с помощью аналитически чистой серной кислоты, и полученный раствор медленно добавляют в 300 мл раствора, содержащего 458,97 г/л (NH4)2SO4 при температуре 96°С и величине рН 1,82, осаждают в течение 20 мин и отделяют жидкость от твердого вещества с получением высокочистого APV.
Промывают высокочистый APV 1 л чистой воды, сушат, обжигают и получают 92,13 г высокочистого продукта пентоксида ванадия батарейного сорта, где V2O5 - 99,96%, Р, Al, As, Са, Cr, Fe, Mn и Si - менее 0,01%, а степень извлечения ванадия составляет 91,71%.
Вариант осуществления 3
1 л жидкости, полученной посредством кальцинирующего обжига ванадиевого шлака и последующего выщелачивания серной кислотой (TV 45,38 г/л, Mn 15,21 г/л, Mg 3,77 г/л, Si 0,63 г/л, Р 0,02 г/л и Fe 0,04 г/л), добавляют в 0,4 л смешанного раствора, содержащего 94,21 г/л (NH4)2CO3 и 155,46 г/л (NH4)2SO4 с величиной рН 9,3, перемешивают для образования осадка в течение 10 мин, отделяют жидкость от твердого вещества и получают технический ванадийсодержащий осадок.
Промывают технический ванадийсодержащий осадок 600 мл очищенной воды при температуре 80°С, и получают 589 мл очищенного ванадиевого раствора (TV 71,85 г/л, Mn < 0,10 г/л, Mg 0,22 г/л, Si < 0,10 г/л, Р < 0,01 г/л и Fe < 0,01 г/л).
Доводят величину рН очищенного ванадиевого раствора до 2,12 с помощью аналитически чистой серной кислоты, и полученный раствор медленно добавляют в 200 мл чистого водного раствора, содержащего 492,91 г/л (NH4)2SO4 при температуре 96°С и величине рН 1,82, осаждают в течение 20 мин и отделяют жидкость от твердого вещества с получением высокочистого APV. Промывают высокочистый APV 1 л чистой воды, сушат, обжигают и получают 73,29 г высокочистого продукта пентоксида ванадия батарейного сорта, где V2O5 - 99,95%, Р, Al, As, Са, Cr, Fe, Mn и Si - менее 0,01%, а степень извлечения ванадия составляет 90,48%.

Claims (11)

1. Способ получения высокочистого пентоксида ванадия, отличающийся тем, что включает следующие стадии:
А добавление ванадийсодержащего продукта выщелачивания, полученного в результате кальцинирующего обжига ванадиевого шлака и кислотного выщелачивания, в смешанный раствор, содержащий карбонат-ионы, ионы аммония и водный раствор аммиака, перемешивание для образования осадка и отделение жидкости от твердого вещества с получением технического ванадийсодержащего продукта выщелачивания; где карбонат-ионы обеспечиваются карбонатом аммония, бикарбонатом аммония, карбонатом натрия или бикарбонатом натрия, а ионы аммония обеспечиваются сульфатом аммония, карбонатом аммония или бикарбонатом аммония;
В промывание технического ванадийсодержащего продукта выщелачивания горячей водой с получением очищенного ванадийсодержащего продукта выщелачивания; и
С доведение рН очищенного ванадийсодержащего продукта выщелачивания до величины от 1,5 до 2,5, добавление указанного продукта выщелачивания в раствор сульфата аммония с величиной рН в диапазоне от 1,5 до 2,5 и температурой от 90°С до кипения, поддержание температуры и непрерывное перемешивание для образования осадка, отделение жидкости от твердого вещества с получением высокочистого поливанадата аммония, последующее промывание, сушка и обжиг поливанадата аммония с получением высокочистого пентоксида ванадия.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии А используют ванадийсодержащий продукт выщелачивания, полученный в результате кальцинирующего обжига ванадиевого шлака и кислотного выщелачивания, при величине рН, составляющей от 2,5 до 4,0, при этом продукт выщелачивания содержит следующие основные компоненты: V: от 20 до 60 г/л, SO4 2-: от 40 до 120 г/л, Mn: от 8 до 24 г/л, Mg: от 1 до 6 г/л, Si: от 0,2 до 1,2 г/л, Р: от 0,01 до 0,06 г/л и Fe<0,05 г/л.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что отношение смешанного раствора к ванадийсодержащему продукту выщелачивания на стадии А составляет, в молярном соотношении, CO3 2-/Mn+Mg = от 1,0 до 1,5 и NH4 +/V = от 2,0 до 4,0, при этом величину рН системы, содержащей смешанный раствор и ванадийсодержащий продукт выщелачивания, регулируют в диапазоне от 7,5 до 9,5.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, когда смешанный раствор на стадии А представляет собой раствор карбоната аммония, водного раствора аммиака и сульфата аммония, он содержит от 18 до 66 г/л карбоната аммония и от 27 до 220 г/л сульфата аммония и имеет величину рН от 7,5 до 9,5.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии В горячая вода имеет температуру от 60 до 100°С; предпочтительно, горячая вода имеет температуру от 80 до 100°С.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии В горячая вода составляет от 1/4 до 1 объема ванадийсодержащего продукта выщелачивания; предпочтительно, горячая вода составляет от 1/3 до 1/2 объема ванадийсодержащего продукта выщелачивания.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину рН очищенного ванадийсодержащего продукта выщелачивания на стадии С регулируют с помощью серной кислоты.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что молярное соотношение аммония в растворе сульфата аммония и ванадия в очищенном ванадийсодержащем продукте выщелачивания на стадии С составляет от 1,0 до 4,0.
RU2019130107A 2017-04-17 2018-04-16 Способ получения оксида ванадия батарейного сорта RU2736539C1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710249548.3A CN106834688B (zh) 2017-04-17 2017-04-17 一种电池级氧化钒的生产方法
CN201710249548.3 2017-04-17
PCT/CN2018/083185 WO2018192441A1 (zh) 2017-04-17 2018-04-16 一种电池级氧化钒的生产方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2736539C1 true RU2736539C1 (ru) 2020-11-17

Family

ID=59148140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019130107A RU2736539C1 (ru) 2017-04-17 2018-04-16 Способ получения оксида ванадия батарейного сорта

Country Status (4)

Country Link
CN (1) CN106834688B (ru)
RU (1) RU2736539C1 (ru)
WO (1) WO2018192441A1 (ru)
ZA (1) ZA201905894B (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106834688B (zh) * 2017-04-17 2018-09-18 攀钢集团研究院有限公司 一种电池级氧化钒的生产方法
CN110408772A (zh) * 2018-04-27 2019-11-05 中国科学院过程工程研究所 一种钒渣焙烧清洁提钒的方法
CN110655108A (zh) * 2019-10-11 2020-01-07 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种低温水热制取五氧化二钒锂电池正极材料的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2175681C1 (ru) * 2000-08-30 2001-11-10 ОАО "Чусовской металлургический завод" Способ получения пентаоксида ванадия из техногенного сырья
RU2176676C1 (ru) * 2000-07-04 2001-12-10 ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" Способ переработки ванадийсодержащих промпродуктов производства
CN103121716A (zh) * 2011-11-18 2013-05-29 攀钢集团研究院有限公司 一种由钒溶液制备五氧化二钒的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4449200B2 (ja) * 2000-10-02 2010-04-14 鹿島北共同発電株式会社 石油系燃焼灰の湿式処理方法
CN105316497A (zh) * 2014-07-31 2016-02-10 姜丹宁 一种精钒渣预处理再提钒的方法
CN104986909B (zh) * 2015-07-01 2017-03-22 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 酸性铵盐沉钒废水资源化利用方法
CN106082335A (zh) * 2016-06-24 2016-11-09 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 多钒酸盐高效洗涤净化方法
CN106834688B (zh) * 2017-04-17 2018-09-18 攀钢集团研究院有限公司 一种电池级氧化钒的生产方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2176676C1 (ru) * 2000-07-04 2001-12-10 ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" Способ переработки ванадийсодержащих промпродуктов производства
RU2175681C1 (ru) * 2000-08-30 2001-11-10 ОАО "Чусовской металлургический завод" Способ получения пентаоксида ванадия из техногенного сырья
CN103121716A (zh) * 2011-11-18 2013-05-29 攀钢集团研究院有限公司 一种由钒溶液制备五氧化二钒的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106834688A (zh) 2017-06-13
ZA201905894B (en) 2021-01-27
CN106834688B (zh) 2018-09-18
WO2018192441A1 (zh) 2018-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2736539C1 (ru) Способ получения оксида ванадия батарейного сорта
CN103145187B (zh) 一种无害化高纯五氧化二钒的生产工艺
CN102070198B (zh) 铁屑还原浸出软锰矿制备高纯硫酸锰和高纯碳酸锰的方法
RU2743355C1 (ru) Способ извлечения ванадия из ванадиевого шлака с высоким содержанием кальция и фосфора
CN102828025B (zh) 从石煤钒矿中提取v2o5的方法
CN104232941B (zh) 一种从高铼钼精矿中综合回收钼和铼的方法
RU2701564C1 (ru) Способ получения поливанадата аммония из высококонцентрированного ванадийсодержащего раствора
CN108707748B (zh) 一种净化石煤酸浸液并回收铝、钾和铁的方法
CN106987732B (zh) 一种分离回收钒铬的方法
CN106929696A (zh) TiCl4精制尾渣铵浸制备高纯氧化钒的方法
CN110004294B (zh) 白钨矿碱分解渣的处理方法
CN104099483A (zh) 一种高纯五氧化二钒的制备方法
CN102167400A (zh) 一种含钒溶液生产五氧化二钒的方法
CN103014378B (zh) 一种钒液的提纯方法
CN103014377B (zh) 一种钒液的提纯方法
CN109055724B (zh) 从铬钒矿/渣中提取钒和铬的方法
CN109182868B (zh) 一种低杂质钒铝合金及其制备方法
CN110042248A (zh) 以除磷泥为原料制备钒酸铁的方法
CN110668497A (zh) 一种含钒铬复盐制备钒、铬产品的方法及用途
CN105803198A (zh) 石煤钒矿焙砂稀硫酸浸出液常温直接沉淀法提取高纯v2o5
CN109161701A (zh) 钒锰溶液分离、回收钒锰的方法
RU2628586C2 (ru) Способ переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с применением мокрого процесса
CN109319844A (zh) 一种粗品硫酸锰提纯方法
CN104609472A (zh) 一种用四氯化钛精制除钒泥浆生产五氧化二钒的方法
CN102863009B (zh) 一种利用低品位氧化锌矿生产高纯氧化锌的方法