RU2748195C1 - Vanadium extraction method - Google Patents

Vanadium extraction method Download PDF

Info

Publication number
RU2748195C1
RU2748195C1 RU2020134502A RU2020134502A RU2748195C1 RU 2748195 C1 RU2748195 C1 RU 2748195C1 RU 2020134502 A RU2020134502 A RU 2020134502A RU 2020134502 A RU2020134502 A RU 2020134502A RU 2748195 C1 RU2748195 C1 RU 2748195C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vanadium
extraction
ethylhexylphosphoric acid
solution
carried out
Prior art date
Application number
RU2020134502A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Людмила Дмитриевна Курбатова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук
Priority to RU2020134502A priority Critical patent/RU2748195C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2748195C1 publication Critical patent/RU2748195C1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D11/00—Solvent extraction
    • B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G31/00—Compounds of vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/20—Obtaining niobium, tantalum or vanadium
    • C22B34/22—Obtaining vanadium
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgical industry.
SUBSTANCE: invention relates to the metallurgical industry, in particular to methods of vanadium extraction from production solutions, it can be used in vanadium production technology and analytical chemistry. The vanadium extraction is carried out by extracting vanadium from an aqueous solution with a compound of di-2-ethylhexylphosphoric acid in hexane. The Na-salt of di-2-ethylhexylphosphoric acid is used as a compound of di-2-ethylhexylphosphoric acid. The extraction is carried out at a pH of 2.0-4.5 and a volume ratio of the organic and aqueous phase of 1:5.
EFFECT: invention makes it possible to simplify the vanadium extraction from the solution to the organic phase due to eliminating the stage of adding sodium sulfate Na2SO4 and avoiding the need to control the narrow pH range at which the extraction is carried out, while maintaining a high degree of vanadium extraction to the organic phase, which corresponds to 99.9%.
1 cl, 3 ex

Description

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к способам извлечения ванадия из производственных растворов, и может быть использовано в технологии получения ванадия и аналитической химии. The invention relates to the metallurgical industry, in particular to methods for extracting vanadium from industrial solutions, and can be used in the technology of obtaining vanadium and analytical chemistry.

Известен способ извлечения ванадия из слабокислых сред включает экстракцию азотсодержащим экстрагентом, в качестве которого используют N-(2-гидрокси-5-нонилбензил)-ββ-дигидроксиэтиламин (НБЭА) в органическом разбавителе, после экстракции проводят реэкстракцию ванадия раствором аммиака (патент RU 2358029; МПК C22B 34/22, C22B 3/26; 2009 год).A known method for extracting vanadium from weakly acidic media includes extraction with a nitrogen-containing extractant, which is used as N- (2-hydroxy-5-nonylbenzyl) -ββ-dihydroxyethylamine (NBEA) in an organic diluent, after extraction, vanadium is reextracted with an ammonia solution (patent RU 2358029) IPC C22B 34/22, C22B 3/26; 2009).

Недостатком известного способа является его сложность, обусловленная, во-первых, необходимостью использования модификатора для увеличения растворимости экстрагируемого соединения; во-вторых, используемый в способе экстрагент не имеет промышленного производства.The disadvantage of this method is its complexity, due, firstly, to the need to use a modifier to increase the solubility of the extracted compound; secondly, the extractant used in the method has no industrial production.

Известен способ, включающий экстракцию ванадия обработкой раствора экстрагентом в виде вторичного алифатического спирта при повышенной температуре с получением ванадийсодержащего экстракта. Затем ведут реэкстракцию ванадия аммиачным раствором с получением ванадийсодержащего раствора и свободного от ванадия экстрагента, который направляют на стадию экстракции. При этом в качестве экстрагента используют вторичные алифатические спирты с числом атомов углерода 8-12. Экстракцию ведут на 1-3 ступенях при отношении органической и водной фаз О:В=0,5-5:1, температуре 40-60°С и рН раствора 1,5-3,0. Перед реэкстракцией ванадия экстракт промывают слабокислым раствором, который после промывки присоединяют к исходному кислому раствору. (патент RU 2492254; МПК C22B 34/27, C22B 3/26; 2013год).A known method includes the extraction of vanadium by treating the solution with an extractant in the form of a secondary aliphatic alcohol at an elevated temperature to obtain a vanadium-containing extract. Then, vanadium is re-extracted with an ammonia solution to obtain a vanadium-containing solution and a vanadium-free extractant, which is sent to the extraction stage. In this case, secondary aliphatic alcohols with the number of carbon atoms 8-12 are used as the extractant. Extraction is carried out in 1-3 steps at a ratio of organic and aqueous phases of O: B = 0.5-5: 1, a temperature of 40-60 ° C and a pH of the solution of 1.5-3.0. Before the vanadium re-extraction, the extract is washed with a weakly acidic solution, which, after washing, is added to the original acidic solution. (patent RU 2492254; IPC C22B 34/27, C22B 3/26; 2013).

Недостатком известного способа является его сложность, обусловленная необходимостью проведения нескольких ступеней экстракции и реэкстракции; необходимостью предварительной обработки исходного раствора перекисью водорода; необходимостью дополнительного промывания экстракта. Кроме того, при температуре, используемой при проведении экстракции в известном способе, возможно частичное восстановление ванадия (V).The disadvantage of this method is its complexity, due to the need for several stages of extraction and re-extraction; the need for pre-treatment of the initial solution with hydrogen peroxide; the need for additional washing of the extract. In addition, at the temperature used when carrying out the extraction in the known method, partial reduction of vanadium (V) is possible.

Известен способ извлечения ванадия, при котором ванадий извлекают экстракцией ди-2-этилгексилфосфорной кислотой в органическом разбавителе, например, гексане. Экстракцию ведут в присутствии сульфата натрия в количестве 0,5-0,8 моль/л при рН, равном 2,0-2,6 (патент RU № 2269487, МПК С01G 31/00, 2006 год). There is a known method for extracting vanadium, in which vanadium is extracted by extraction with di-2-ethylhexylphosphoric acid in an organic diluent, for example, hexane. The extraction is carried out in the presence of sodium sulfate in an amount of 0.5-0.8 mol / l at a pH of 2.0-2.6 (patent RU No. 2269487, IPC S01G 31/00, 2006).

Недостатком известного способа является его сложность, обусловленная узким интервалом pH, при котором проводят экстракцию, что требует постоянного текущего контроля; а также использование дополнительного реагента - сульфата натрия Na2SO4. The disadvantage of this method is its complexity, due to the narrow pH range at which the extraction is carried out, which requires constant monitoring; and also the use of an additional reagent - sodium sulfate Na 2 SO 4 .

Таким образом, перед авторами стояла задача упростить способ извлечения ванадия, обеспечив наряду с простотой полноту его выделения. Thus, the authors were faced with the task of simplifying the method for extracting vanadium, ensuring, along with simplicity, the completeness of its isolation.

Поставленная задача решена в предлагаемом способе извлечения ванадия, включающем экстракцию ванадия из раствора соединением ди-2-этилгексилфосфорной кислоты в гексане, в котором в качестве соединения ди-2-этилгексилфосфорной кислоты используют Na-соль ди-2-этилгексилфосфорной кислоты, а экстракцию осуществляют при рН, равном 2.0-4.5, и соотношении объемов органической и водной фазы, равном 1:5.The problem is solved in the proposed method for extracting vanadium, including the extraction of vanadium from a solution with a compound of di-2-ethylhexylphosphoric acid in hexane, in which the Na-salt of di-2-ethylhexylphosphoric acid is used as a compound of di-2-ethylhexylphosphoric acid, and the extraction is carried out at pH equal to 2.0-4.5, and the ratio of volumes of organic and aqueous phases equal to 1: 5.

В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен способ извлечения ванадия путем экстракции Na-солью ди-2-этилгексилфосфорной кислоты в разбавителе при рН, равном 2.0-4.5, и соотношении объемов органической и водной фазы, равном 1:5.Currently, from the patent and scientific and technical literature, there is no known method for extracting vanadium by extraction with Na-salt of di-2-ethylhexylphosphoric acid in a diluent at a pH of 2.0-4.5 and a volume ratio of the organic and aqueous phases equal to 1: 5.

Предлагаемый автором способ был разработан с учетом того, что ди-2-этилгексилфосфорная кислота является бифункциональным экстрагентом и имеет в своем составе две группировки - гидроксильную и фосфорильную, которые могут быть использованы в процессе экстракции в зависимости от условий проведения процесса. В предлагаемом способе извлечения ванадия из раствора при использовании Na-сольи ди-2-этилгексилфосфорной кислоты задействована фосфорильная группировка ди-2-этилгексилфосфор-ной кислоты, что предполагает прохождение экстракция ванадия (V) по сольватному механизму, то есть Na-соль ди-2-этилгексилфосфорной кислоты экстрагирует ассоциат, в котором катионом является гидратированный и сольватированный ион диоксония, а анионом является ванадий(V) в виде декаванадат-аниона H2V10O28 4-, что и обусловливает высокую степень извлечения ванадия. При этом существенным является интервал рН 2.0-4,5, при котором следует проводить экстракцию. Так, при рН < 2 наблюдаются потери ванадия(V) вследствие его перехода из экстрагируемой формы H2V10O28 4- в катионную VO2 + по реакции:H2V10O28 4- + 14H+ = 10VO2 + + 8H2O, которая Na-солью ди-2-этилгексилфосфорной кислоты не извлекается. При рН > 4.5 ухудшается экстракция за счет образования непротонированых декаванадат ионов, что приводит к уменьшению степени извлечения ванадия(V) из технологических растворов.The method proposed by the author was developed taking into account the fact that di-2-ethylhexylphosphoric acid is a bifunctional extractant and contains two groups - hydroxyl and phosphoryl, which can be used in the extraction process depending on the process conditions. In the proposed method for extracting vanadium from solution when using Na-salt of di-2-ethylhexylphosphoric acid, the phosphoryl group of di-2-ethylhexylphosphoric acid is involved, which implies the passage of vanadium (V) extraction by the solvation mechanism, that is, Na-salt of di-2 -ethylhexylphosphoric acid extracts the associate, in which the cation is a hydrated and solvated dioxonium ion, and the anion is vanadium (V) in the form of the decanadate anion H 2 V 10 O 28 4- , which determines the high degree of extraction of vanadium. In this case, the essential is the pH range 2.0-4.5, at which the extraction should be carried out. So, at pH <2, vanadium (V) losses are observed due to its transition from the extracted form H 2 V 10 O 28 4- to the cationic VO 2 + by the reaction: H 2 V 10 O 28 4- + 14H + = 10VO 2 + + 8H 2 O, which is not extracted with the Na-salt of di-2-ethylhexylphosphoric acid. At pH> 4.5, extraction deteriorates due to the formation of non-protonated decavanadate ions, which leads to a decrease in the degree of extraction of vanadium (V) from technological solutions.

Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом. В емкость помещают раствор ванадия(V), доводят рН этого раствора, например, серной кислотой до значений 2,0-4,5. После чего проводят экстракцию Na-солью ди-2-этилгексилфосфорной кислоты в гексане, при соотношении объемов органической и водной фазы, равном 1:5. Содержание ванадия (V) в водной фазе определяют титриметрически. Содержание ванадия (V) в органической фазе определяют по разности концентраций ванадия (V) в исходном растворе и водной фазе.The proposed method can be implemented as follows. A solution of vanadium (V) is placed in a container, the pH of this solution is adjusted, for example, with sulfuric acid, to values of 2.0-4.5. Then carry out the extraction with Na-salt of di-2-ethylhexylphosphoric acid in hexane, with a volume ratio of the organic and aqueous phases equal to 1: 5. The content of vanadium (V) in the aqueous phase is determined titrimetrically. The content of vanadium (V) in the organic phase is determined by the difference between the concentrations of vanadium (V) in the initial solution and the aqueous phase.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.The proposed method is illustrated by the following examples.

Пример 1. Example 1.

В стакан емкостью 50 мл вливают 6 мл NaVO3 (0,125 моль/л) и 19 мл дистиллированной воды. Доводят рН раствора до 2.0, добавляя несколько капель серной кислоты, и экстрагируют 5 мл 0,7 моль Na-соли ди-2-этилгексилфосфорной кислоты в гексане при соотношении объемов органической и водной фазы, равном 1:5. После разделения фаз определяют степень извлечения ванадия(V) в органическую фазу. Степень извлечения αV(V)=99,90%. 6 ml of NaVO 3 (0.125 mol / l) and 19 ml of distilled water are poured into a 50 ml beaker. The pH of the solution is adjusted to 2.0 by adding a few drops of sulfuric acid, and the mixture is extracted with 5 ml of 0.7 mol of di-2-ethylhexylphosphoric acid Na-salt in hexane at a volume ratio of the organic and aqueous phases equal to 1: 5. After separation of the phases, the degree of extraction of vanadium (V) into the organic phase is determined. The recovery α V (V) = 99.90%.

Пример 2. Example 2.

В стакан емкостью 50 мл вливают 4,0 мл NaVO3 (0,1 моль/л) и 21 мл дистиллированной воды. Доводят рН раствора до 3.5, добавляя несколько капель серной кислоты, и экстрагируют 5 мл 0,6 моль Na-соли ди-2-этилгексилфосфорной кислоты в гексане при соотношении объемов органической и водной фазы, равном 1:5. После разделения фаз определяют степень извлечения ванадия (V) в органическую фазу. Степень извлечения αV(V)=99,90%. 4.0 ml of NaVO 3 (0.1 mol / l) and 21 ml of distilled water are poured into a 50 ml beaker. Bring the pH of the solution to 3.5 by adding a few drops of sulfuric acid, and extract with 5 ml of 0.6 mol of Na-salt of di-2-ethylhexylphosphoric acid in hexane at a volume ratio of the organic and aqueous phases equal to 1: 5. After separation of the phases, the degree of extraction of vanadium (V) into the organic phase is determined. The recovery α V (V) = 99.90%.

Пример 3. Example 3.

В стакан емкостью 50 мл вливают 2,0 мл NaVO3 (0,125 моль/л) и 23 мл дистиллированной воды. Доводят рН раствора до 4.5, добавляя несколько капель серной кислоты, и экстрагируют 5 мл 0,7 моль Na-соли ди-2-этилгексилфосфорной кислоты в гексане при соотношении объемов органической и водной фазы, равном 1:5. После разделения фаз определяют степень извлечения ванадия (V) в органическую фазу. Степень извлечения αV(V)=99,90%. 2.0 ml of NaVO 3 (0.125 mol / l) and 23 ml of distilled water are poured into a 50 ml beaker. Bring the pH of the solution to 4.5 by adding a few drops of sulfuric acid, and extract with 5 ml of 0.7 mol of di-2-ethylhexylphosphoric acid Na-salt in hexane at a volume ratio of the organic and aqueous phases equal to 1: 5. After separation of the phases, the degree of extraction of vanadium (V) into the organic phase is determined. The recovery α V (V) = 99.90%.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет упростить способ извлечения ванадия из раствора в органическую фазу за счет исключения стадии добавления в определенном количестве сульфата натрия Na2SO4 и отсутствия необходимости контроля узкого интервала pH, при котором проводят экстракцию, при этом сохраняется высокая степень извлечения ванадия в органическую фазу, которая соответствует 99,9%. Thus, the proposed technical solution makes it possible to simplify the method of extracting vanadium from solution into the organic phase by eliminating the stage of adding sodium sulfate Na 2 SO 4 in a certain amount and the absence of the need to control the narrow pH range at which the extraction is carried out, while maintaining a high degree of vanadium extraction into the organic phase, which corresponds to 99.9%.

Claims (1)

Способ извлечения ванадия, включающий экстракцию ванадия из водного раствора соединением ди-2-этилгексилфосфорной кислоты в гексане, отличающийся тем, что в качестве соединения ди-2-этилгексилфосфорной кислоты используют Na-соль ди-2-этилгексилфосфорной кислоты, а экстракцию осуществляют при рН, равном 2,0-4,5, и соотношении объемов органической и водной фазы, равном 1:5. A method for extracting vanadium, comprising extracting vanadium from an aqueous solution with a di-2-ethylhexylphosphoric acid compound in hexane, characterized in that the di-2-ethylhexylphosphoric acid compound is Na-salt of di-2-ethylhexylphosphoric acid, and the extraction is carried out at pH, equal to 2.0-4.5, and the ratio of volumes of organic and aqueous phases equal to 1: 5.
RU2020134502A 2020-10-21 2020-10-21 Vanadium extraction method RU2748195C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134502A RU2748195C1 (en) 2020-10-21 2020-10-21 Vanadium extraction method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134502A RU2748195C1 (en) 2020-10-21 2020-10-21 Vanadium extraction method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2748195C1 true RU2748195C1 (en) 2021-05-20

Family

ID=75919913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020134502A RU2748195C1 (en) 2020-10-21 2020-10-21 Vanadium extraction method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2748195C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU789394A1 (en) * 1978-10-27 1980-12-23 Институт Металлургии И Обогащения Ан Казахской Сср Method of vanadium (iv) extraction
EP0449942B1 (en) * 1988-11-01 1996-04-17 Arch Development Corporation Method for separating metal ions using phosphonic acids as complexants
RU2269487C2 (en) * 2004-05-11 2006-02-10 Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской Академии наук Method of extraction of vanadium
RU2349652C2 (en) * 2007-04-17 2009-03-20 Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева Method of metal recovery from solid-phase raw-materials
CN101418385A (en) * 2008-12-03 2009-04-29 攀枝花钢城集团有限公司 Method for extracting vanadium pentoxide from vanadium-containing steel slag

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU789394A1 (en) * 1978-10-27 1980-12-23 Институт Металлургии И Обогащения Ан Казахской Сср Method of vanadium (iv) extraction
EP0449942B1 (en) * 1988-11-01 1996-04-17 Arch Development Corporation Method for separating metal ions using phosphonic acids as complexants
RU2269487C2 (en) * 2004-05-11 2006-02-10 Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской Академии наук Method of extraction of vanadium
RU2349652C2 (en) * 2007-04-17 2009-03-20 Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева Method of metal recovery from solid-phase raw-materials
CN101418385A (en) * 2008-12-03 2009-04-29 攀枝花钢城集团有限公司 Method for extracting vanadium pentoxide from vanadium-containing steel slag

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4886648A (en) Process for the recovery of germanium from solutions that contain it
FI70930B (en) FOERFARANDE FOER VAETSKE-VAETSKE- EXTRAHERING AV GERMANIUM
US3751553A (en) Process for separating yttrium values from the lanthanides
CN108950249A (en) A kind of vanadium aluminum separation method of vanadium-containing shale pickle liquor
CN101289703A (en) Process for extracting vanadium form oxygen tension pickle liquor of high ferro vanadium-containing stone coal
RU2748195C1 (en) Vanadium extraction method
CN114572949A (en) Production process of lithium dihydrogen phosphate
US20180187290A1 (en) Method for separating iron from an organic phase containing uranium and method for extracting uranium from an aqueous solution of mineral acid containing uranium and iron
US4382066A (en) Uranium extraction process
US2937925A (en) Solvent extraction process for uranium from chloride solutions
RU2358029C1 (en) Method of vanadium extraction
Usma et al. Solvent extraction of rare earths elements from nitrate media in DMDOHEMA/ionic liquid systems: performance and mechanism studies
Stepanov et al. Scandium extraction from sulfuric acid solutions by mixtures of D2EHPA and MTAA sulfate in toluene
RU2188157C2 (en) Method of recovering thorium from aqueous solutions containing rare-earth metals
CN109055747B (en) Method for extracting and separating molybdenum and rhenium under acidic condition
RU2492254C1 (en) Method of extracting vanadium from acid solutions
KR840000811B1 (en) Maintaining reductive strip efficiency in uranium recovery process
RU2269487C2 (en) Method of extraction of vanadium
CN107805727B (en) Method for recycling uranium from wet-process phosphoric acid
RU2434961C1 (en) Procedure for processing uranium ore
Sinegribova et al. Effect of zirconium on the concentration of tributyl phosphate in the aqueous phase of the H 2 O-HNO 3-Zr-TBP extraction system
Peganov et al. Technology for Obtaining Natural-Uranium Concentrates to ASTM C 967–08 Specifications
CN115558803B (en) Method for purifying and enriching vanadium from vanadium shale pickle liquor
RU2344995C1 (en) Method of vanadium extraction
US3146064A (en) Decontamination of uranium