RU2807979C1 - Способ приготовления высокоочищенного раствора сульфата ванадила из шлама очищенного тетрахлорида титана - Google Patents
Способ приготовления высокоочищенного раствора сульфата ванадила из шлама очищенного тетрахлорида титана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807979C1 RU2807979C1 RU2022122117A RU2022122117A RU2807979C1 RU 2807979 C1 RU2807979 C1 RU 2807979C1 RU 2022122117 A RU2022122117 A RU 2022122117A RU 2022122117 A RU2022122117 A RU 2022122117A RU 2807979 C1 RU2807979 C1 RU 2807979C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- vanadium
- extractant
- primary
- sulfuric acid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 title claims abstract description 41
- UUUGYDOQQLOJQA-UHFFFAOYSA-L vanadyl sulfate Chemical compound [V+2]=O.[O-]S([O-])(=O)=O UUUGYDOQQLOJQA-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 32
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 16
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 91
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 78
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 78
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229940041260 vanadyl sulfate Drugs 0.000 claims abstract description 31
- 229910000352 vanadyl sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 107
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 31
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 21
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 7
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- RCJVRSBWZCNNQT-UHFFFAOYSA-N dichloridooxygen Chemical compound ClOCl RCJVRSBWZCNNQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940093635 tributyl phosphate Drugs 0.000 claims description 6
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- ZDFBXXSHBTVQMB-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexoxy(2-ethylhexyl)phosphinic acid Chemical compound CCCCC(CC)COP(O)(=O)CC(CC)CCCC ZDFBXXSHBTVQMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid Chemical compound CCCCC(CC)COP(O)(=O)OCC(CC)CCCC SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 17
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000012633 leachable Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000013064 chemical raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- RPESBQCJGHJMTK-UHFFFAOYSA-I pentachlorovanadium Chemical class [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[V+5] RPESBQCJGHJMTK-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- CMZUMMUJMWNLFH-UHFFFAOYSA-N sodium metavanadate Chemical compound [Na+].[O-][V](=O)=O CMZUMMUJMWNLFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 description 1
- VLOPEOIIELCUML-UHFFFAOYSA-L vanadium(2+);sulfate Chemical compound [V+2].[O-]S([O-])(=O)=O VLOPEOIIELCUML-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000005287 vanadyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к приготовлению высокоочищенного раствора сульфата ванадила из шлама очищенного тетрахлорида титана. В шлам очищенного тетрахлорида титана добавляют воду и проводят агитационное выщелачивание, фильтруют с получением ванадийсодержащего раствора выщелачивания, который регулируют до pH 1-2 и остатка, смешивают с экстрагентом для проведения первичной экстракции с получением первичной нагруженной органической фазы. Реэкстракцию первичной нагруженной органической фазы проводят первым раствором серной кислоты с получением первичного реэкстрагента, значение pH которого доводят до 1-2, смешивают с экстрагентом для проведения повторной экстракции с получением повторной нагруженной органической фазы. Реэкстракцию повторной нагруженной органической фазы проводят вторым раствором серной кислоты с получением раствора сульфата ванадила, при этом концентрация первого раствора серной кислоты меньше, чем концентрация второго раствора серной кислоты. Способ позволяет приготовить высокоочищенный раствор сульфата ванадила, увеличить коэффициент извлечения ванадия высокой чистоты при упрощении процесса. 9 з.п. ф-лы, 3 пр.
Description
Техническая сфера
Данное изобретение имеет отношение к металлургической и химической промышленности и имеет конкретное отношение к способу приготовления высокоочищенного раствора сульфата ванадила из шлама очищенного тетрахлорида титана.
Предыдущий уровень техники
Очищенный шлам, полученный массовой обработкой раствора тетрахлорида титана методом органического удаления ванадия, содержат большое количество ванадия, титана и хлора, имеет высокую возвратную стоимость, но данный очищенный шлам выступает в реакцию окисления и реакцию гидролиза при столкновении с воздухом, образуются летучие газы HCl и Cl2, некоторые хлориды ванадия также легколетучие, что затрудняет обработку. В настоящее время технология очистки очищенного шлама, полученного методом органического удаления ванадия, в основном включает в себя технологию высокотемпературного обжига - выщелачивания, высокотемпературного хлорирования, на стадии обжига расход энергии высокий, и в то же время будет образоваться большое количество дымовых газов, что приведет к загрязнению окружающей среды.
Сульфат ванадила представляет собой важное химическое сырье для ванадия, и в его методы приготовления в основном входят редукционный метод растворения оксида ванадия (V) и метод экстракции. Использование высокоочищенного оксида ванадия (V) в качестве сырья имеет такие проблемы, как высокая стоимость и необходимость добавления восстановителя для восстановления до четырёхвалентного, длительный процесс и трудность обеспечения чистоты продукта.
CN 106929696A и CN 107032400A раскрывают способ извлечения ванадия аммонийного выщелачивания и щелочного выщелачивания из шлама очищенного TiCl4 соответственно. Выщелачивать после обжига шлама очищенного TiCl4, получать раствор выщелачивания, после очистки и удаления примесей и осаждения ванадия приготовлять оксид ванадия (V).
CN 110683579A раскрывает способ получения высокоочищенного оксида ванадия (V) из шлама очищенного тетрахлорида титана без ванадия. После предварительной обработки, хлорирования, пылеудаления, промывки очищенного шлама без ванадия можно приготовлять порошок высокоочищенного оксида ванадия (V). Данная технология имеет относительно длительный процесс и все еще требует обжига.
CN 201010140475 разбавляет концентрированную серную кислоту до разбавленной серной кислоты, непосредственно добавляет ее в оксид ванадия (V), после полного перемешивания добавляет восстановитель для приготовления раствора сульфата ванадила.
CN 1202463A раскрывает способ синтеза с высоким содержанием сульфата ванадила с высокой продуктивностью. После смешивания и тепловой активации воды, серной кислоты и оксида ванадия (V) добавить композиционный восстановитель для восстановления, а затем получить сульфат ванадила после кристаллизации и центробежного осушения фильтрованной жидкости.
CN 103505903A раскрывает способ двухступенчатого экстрагирования и приготовления высокоочищенного раствора сульфата ванадила. Применяется пятивалентный годный раствор ванадия, производственный на заводе по производству ванадия, после предварительной очистки от примесей применять аминный экстрагент для экстракции пятивалентного ванадия, добавлять восстановитель для восстановления четырёхвалентного, применять кислотный экстрагент для экстракции четырёхвалентного ванадия, не требуется процесс твёрдого состояния, непосредственно приготовлять высокоочищенный четырёхвалентный раствор сульфата ванадила из пятивалентного раствора ванадата натрия.
Содержание изобретения
Цель данного изобретения заключается в преодолении проблем существующей технологии приготовления раствора сульфата ванадила из шлама очищенного тетрахлорида титана. Такие как коэффициент извлечения ванадия и чистота продукта должны быть улучшены, процесс сложен и т.д., заключается в представлении способа приготовления высокоочищенного раствора сульфата ванадила из шлама очищенного извлекаемого тетрахлорида титана, по настоящему изобретению после прямого погружения в воду шлама очищенного тетрахлорида титана, раствор выщелачивания подвергается двухступенчатому экстрагированию и реэкстракции, что позволяет эффективно извлекать ванадий из шлама очищенного тетрахлорида титана и глубоко удалять примеси из ванадийсодержащего раствора выщелачивания. Приготовлен высокоочищенный раствор сульфата ванадила, с высоким коэффициентом извлечения ванадия, коротким процессом и высокой чистотой продукта. Кроме того, содержание хлора в выщелачиваемом остатке ниже 0,1%, который может быть непосредственно использован в качестве обогащенного титаном материала.
Для достижения вышеуказанной цели настоящим изобретением предусмотрен способ приготовления высокоочищенного раствора сульфата ванадила из шлама очищенного тетрахлорида титана, включающий следующие стадии:
(1) добавление воды в шлам очищенного тетрахлорида титана для смешивания и агитационного выщелачивания, последующую фильтрацию с получением ванадийсодержащего раствора выщелачивания и остатка;
(2) регулирование значения pH ванадийсодержащего раствора выщелачивания проводят до 1-2, смешивают с экстрагентом для проведения первичной экстракции с получением первичной нагруженной органической фазы, проводят реэкстракцию первичной нагруженной органической фазы первым раствором серной кислоты с получением первичного реэкстрагента;
(3) регулирование значения pH первичного реэкстрагента проводят до 1-2, смешивают с экстрагентом для проведения повторной экстракции с получением повторной нагруженной органической фазы, проводят реэкстракцию повторной нагруженной органической фазы вторым раствором серной кислоты с получением раствора сульфата ванадила;
Концентрация первого раствора серной кислоты меньше, чем концентрация второго раствора серной кислоты.
Предпочтительно ванадий в шламе очищенного тетрахлорида титана присутствует по меньшей мере в форме хлорида или оксихлорида.
Предпочтительно, содержание ванадия в пересчете на массовую долю шлама очищенного тетрахлорида титана составляет 10-30 мас.%, а содержание хлора 10-50 мас.%.
Предпочтительно, на стадии (1) шлам очищенного тетрахлорида титана смешивают с водой с соотношением твердого к жидкому 2-10:1 мл/г.
Предпочтительно, на стадии (1) температура выщелачивания составляет 25-95 °С; время выщелачивания составляет 10-30 мин.
Предпочтительно, на стадии (2) для регулирования значения рН ванадийсодержащего раствора выщелачивания используют щелочной раствор.
Предпочтительно, на стадии (3) для регулирования значения рН первичного реэкстрагента используют щелочной раствор.
Предпочтительно, на стадиях (2) и (3) щелочной раствор представляет собой, по меньшей мере, один из раствора NaOH, раствора Na2CO3 или водного раствора аммиака.
Предпочтительно, на стадиях (2) и (3) экстрагент представляет собой смесь сложного эфира фосфорной кислоты и керосина или смесь сложного эфира фосфорной кислоты и н-гептана.
Более предпочтительно, сложный эфир фосфорной кислоты представляет собой, по меньшей мере, один из бис(2-этилгексил)фосфата, 2-этилгексилгидроген-2-этилгексилфосфоната или трибутилфосфата.
Предпочтительно, на стадиях (2) и (3) сложный эфир фосфорной кислоты в экстрагенте составляет 10-30 об.%.
Предпочтительно, на стадии (2) концентрация первого раствора серной кислоты составляет 5-10 мас.%;
Предпочтительно, на стадии (3) концентрация второго раствора серной кислоты составляет 15-25 мас.%.
В способе по настоящему изобретению после непосредственного добавления воды в шлам очищенного тетрахлорида титана для смешивания и выщелачивания, получать ванадийсодержащий раствор выщелачивания и остаток от выщелачивания путем отделения твердого вещества от жидкости. После регулирования значения рН ванадийсодержащего раствора выщелачивания проводить первичную экстракцию для получения первичной нагруженной органической фазы, и получать первичный реэкстрагент путем реэкстракции раствором серной кислоты; После регулирования значения рН первичного реэкстрагента проводить экстракцию для получения вторичной нагруженной органической фазы; Можно получать высокоочищенный раствор сульфата ванадила путем реэкстракции раствором серной кислоты. По настоящему изобретению после прямого погружения в воду шлама очищенного тетрахлорида титана, раствор выщелачивания подвергается двухступенчатому экстрагированию и реэкстракции, что позволяет эффективно извлекать ванадий из шлама очищенного тетрахлорида титана и глубоко удалять примеси из ванадийсодержащего раствора выщелачивания. Приготовлен высокоочищенный раствор сульфата ванадила, с высоким коэффициентом извлечения ванадия, коротким процессом и высокой чистотой продукта. Кроме того, содержание хлора в выщелачиваемом остатке ниже 0,1%, который может быть непосредственно использован в качестве обогащенного титаном материала.
Положительные эффекты данного изобретения в основном выражается в следующих:
1) Использовать шлам очищенного тетрахлорида титана в качестве сырья, посредством двухступенчатой экстрагировании и реэкстракции можно удалить Ti, Fe, Cl и другие примеси из шлама очищенного тетрахлорида титана, приготовить высокоочищенный раствор сульфата ванадила, снизить требования к чистоте сырья, с высоким коэффициентом извлечения ванадия, коротким технологическим процессом, высокой чистотой продукта.
2) Хлор в шламе очищенного тетрахлорида титана растворяется в процессе выщелачивания водой и входит в ванадийсодержащий раствор выщелачивания, содержание хлора в остатке от выщелачивания ниже 0,1%, который может быть непосредственно использован в качестве обогащенного титаном материала, что позволяет решить проблему загрязнения окружающей среды очищенного шлама.
Конкретные способы реализации
Ниже подробно описываются конкретные способы реализации настоящего изобретения. Следует понимать, что описанные здесь конкретные способы реализации используются только для описания и объяснения данного изобретения и не используются для ограничения данного изобретения.
Конечная точка и любое значение диапазонов, раскрытые в этой статье, не ограничиваются диапазоном или значением точности, и следует понимать, что эти диапазон или значение содержат значения, близкие к этим диапазонам или значениям. Для диапазона значений между концевыми значениями каждого диапазона, между концевыми значениями каждого диапазона и значениями отдельных точек, а также между значениями отдельных точек могут быть объединены для получения одного или нескольких новых диапазонов значений, которые должны рассматриваться в настоящем документе как открытые.
Настоящим изобретением предусмотрен способ приготовления высокоочищенного раствора сульфата ванадила из шлама очищенного тетрахлорида титана, включающий следующие стадии:
(1) добавление воды в шлам очищенного тетрахлорида титана для смешивания и агитационного выщелачивания, последующую фильтрацию с получением ванадийсодержащего раствора выщелачивания и остаток;
(2) регулирование значения pH ванадийсодержащего раствора выщелачивания проводят до 1-2, смешивают с экстрагентом для проведения первичной экстракции с получением первичной нагруженной органической фазы, проводят реэкстракцию первичной нагруженной органической фазы первым раствором серной кислоты с получением первичного реэкстрагента;
(3) регулирование значения pH первичного реэкстрагента проводят до 1-2, смешивают с экстрагентом для проведения повторной экстракции с получением повторной нагруженной органической фазы, проводят реэкстракцию повторной нагруженной органической фазы вторым раствором серной кислоты с получением раствора сульфата ванадила;
Концентрация первого раствора серной кислоты меньше, чем концентрация второго раствора серной кислоты.
В способе по настоящему изобретению после добавления воды в шлам очищенного тетрахлорида титана для смешивания и агитационного выщелачивания ванадий растворяется и входит в раствор выщелачивания, после фильтрации получать ванадийсодержащий раствор выщелачивания и остаток, в этом процессе коэффициент выщелачивания ванадия более 90%, а коэффициент выщелачивания Ti менее 1%, что обеспечивает селективное выделение ванадия и титана с высоким эффективностью и с низкой себестоимостью; Регулировать значение рН ванадийсодержащего раствора выщелачивания до 1-2, Затем его смешивать с экстрагентом для первичной экстракции, Ванадий переносится из ванадийсодержащего раствора выщелачивания в экстрагент, в результате чего получать первичную нагруженную органическую фазу, большинство примесей, таких как Ti, Fe, Cl, остаются в ванадийсодержащем растворе выщелачивания, потом проводить реэкстракцию первичной нагруженной органической фазы первым раствором серной кислоты для получения первичного реэкстрагента, ванадий в первичной нагруженной органической фазе из экстрагента в реэкстрагент под действием раствора серной кислоты; Регулировать значение рН первичного реэкстрагента до 1-2, Затем его смешивать с экстрагентом для вторичной экстракции, и в то же время ванадий переносится из первичного реэкстрагента в экстрагент, Таким образом, получать вторичную нагруженную органическую фазу, Большинство экстрагированных примесей в процессе первичной экстракции, таких как Ti, Fe и Cl, остаются в первичном реэкстрагенте, затем проводить реэкстракцию вторичной нагруженной органической фазы вторым раствором серной кислоты, ванадий в вторичной нагруженной органической фазе переносится из экстрагента в вторичный реэкстрагент под действием раствора серной кислоты, вторичный реэкстрагент представляет собой раствор сульфата ванадила; Концентрация первого раствора серной кислоты меньше, чем концентрация второго раствора серной кислоты.
Шлам очищенного тетрахлорида титана по настоящему изобретению содержат большое количество ванадия и хлора. Ванадий в шламе очищенного тетрахлорида титана присутствует по меньшей мере в форме хлорида или оксихлорида. Предпочтительно, ванадий в шламе очищенного тетрахлорида титана присутствует в основном в форме хлорида VCl3 и оксихлоридов VOCl, VOCl2.
В конкретных способах реализации содержание ванадия в пересчете на массовую долю шлама очищенного тетрахлорида титана составляет 10-30 мас.%, например 10 мас.%, 15 мас.%, 20 мас.%, 25 мас.%, или 30 мас.%; содержание хлора 10-50 мас.%, например 10 мас.%, 15 мас.%, 20 мас.%, 25 мас.%, 30 мас.%, 35 мас.%, 40 мас.%, 45 мас.% или 50 мас.%.
В способе по настоящему изобретению для выщелачивания ванадия из шлама очищенного тетрахлорида титана необходимо добавить подходящую воду.
В предпочтительном способе реализации на стадии (1) шлам очищенного тетрахлорида титана смешивают с водой с соотношением твердого к жидкому 2-10:1 мл/г, например отношение твердого к жидкому 2:1 мл/г, 3:1 мл/г, 4:1 мл/г, 5:1 мл/г, 6:1 мл/г, 7:1 мл/г, 8:1 мл/г, 9:1 мл/г или 10:1 мл/г.
В способе по настоящему изобретению для повышения коэффициента выщелачивания на стадии (1) температура выщелачивания может составлять 25-95 ℃, например 25 ℃, 30 ℃, 35 ℃, 40 ℃, 45 ℃, 50 ℃, 55 ℃, 60 ℃, 65 ℃, 70 ℃, 75 ℃, 80 ℃, 85 ℃, 90 ℃ или 95 ℃; время выщелачивания может составлять 10-30мин. Например, 10 мин, 15 мин, 20 мин, 25 мин или 30 мин.
В способе по настоящему изобретению, для повышения степени экстракции ванадия в процессе экстракции, на стадии (2) регулировать значение рН ванадийсодержащего раствора выщелачивания до 1-2. В конкретных способах реализации, например, можно регулировать значение рН ванадийсодержащего раствора выщелачивания до 1, 1,5 или 2.
В конкретных способах реализации для повышения степени экстракции ванадия в процессе экстракции, га стадии (2) регулировать значение pH первичного реэкстрагента до 1-2. В конкретных способах реализации, например, можно регулировать значение рН первичного реэкстрагента до 1, 1,5 или 2.
В конкретных способах реализации на стадии (2) можно регулировать значение рН ванадийсодержащего раствора выщелачивания при помощи обычного щелочного раствора. В конкретных способах реализации на стадии (3) можно регулировать значение рН первичного реэкстрагента при помощи обычного щелочного раствора. Используемые на стадиях (2) и (3) щелочные растворы могут быть одинаковыми или различными.
В предпочтительном способе реализации, на стадиях (2) и (3) щелочной раствор для регулирования значения pH представляет собой, по меньшей мере, один из раствора NaOH, раствора Na2CO3 или водного раствора аммиака.
В процессе экстракции шагов (2) и (3) используемый экстрагент представляет собой смесь сложного эфира фосфорной кислоты и керосина или смесь сложного эфира фосфорной кислоты и н-гептана. В настоящем изобретении выбирать смесь сложного эфира фосфорной кислоты и керосина или н-гептана в качестве экстрагента, что позволяет обеспечить низкую себестоимость и стабильный эффект. Сложные эфиры фосфорной кислоты, керосин и н-гептан, используемые в настоящем изобретении, имеют чистое жидкое состояние.
В предпочтительном способе реализации сложный эфир фосфорной кислоты представляет собой, по меньшей мере, один из бис(2-этилгексил)фосфата (P204), 2-этилгексилгидроген-2-этилгексилфосфоната (P507) или трибутилфосфата (TBP).
В предпочтительном способе реализации, на стадиях (2) и (3) содержание сложного эфира фосфорной кислоты в экстрагенте составляет 10-30%, например, 10%, 15%, 20%, 25% или 30%.
В способе по настоящему изобретению концентрация первого раствора серной кислоты на стадии (2) меньше, чем концентрация первого раствора серной кислоты на стадии (3). Использование низкоконцентрированной серной кислоты на стадии (2) способствует разделению примесей, а использование высококонцентрированной серной кислоты на стадии (3) способствует полному переносу ванадия во вторичный реэкстрагент и увеличению концентрации ванадия. На стадиях (2) и (3) использование других неорганических кислот приведет к введению примесей, что непосредственно влияет на чистоту сульфата ванадила.
В предпочтительном способе реализации, на стадии (2) концентрация первого раствора серной кислоты составляет 5-10 мас.%, Например, 5 мас.%, 6 мас.%, 7 мас.%, 8 мас.%, 9 мас.% или 10 мас.%. В предпочтительном способе реализации на стадии (2) концентрация вторичного раствора серной кислоты составляет 15-25 мас.%, например, 15 мас.%, 16 мас.%, 17 мас.%, 18 мас.%, 19 мас.%, 20 мас.%, 21 мас.%, 22 мас.%, 23 мас.%, 24 мас.% или 25 мас.%. В способе по настоящему изобретению контролировать концентрацию первого раствора серной кислоты и второго раствора серной кислоты в предпочтительном диапазоне, что может обеспечивать эффект разделения примесей, и в то же время непосредственно получать высококонцентрированный раствор сульфата ванадила.
Ниже приводится подробное описание данного изобретения посредством пример реализации. Однако сфера защиты данного изобретения не ограничивается этим.
Пример реализации 1
(1) Добавлять воду в шлам очищенного тетрахлорида титана по отношению твердого к жидкому 2:1 мл/г для равномерного смешивания, проводить агитационное выщелачивание в течение 30 мин, температура выщелачивания составляет 65 ℃, получать ванадийсодержащий раствор выщелачивания и остаток после фильтрации;
(2) Регулировать значение рН ванадий содержащего раствора выщелачивания до 1 раствором NaOH, затем смешивать его с экстрагентом для одноразовой экстракции, чтобы получать первичную нагруженную органическую фазу, затем проводить реэкстракцию первичной нагруженной органической фазы раствором серной кислоты концентрацией 10 мас.%, чтобы получать первичный реэкстрагент;
(3) Регулировать значение рН первичного реэкстрагента до 1 раствором NaOH, потом смешивать с экстрагентом для повторной экстракции, чтобы получать вторичную нагруженную органическую фазу, затем проводить реэкстракцию вторичной нагруженной органической фазы раствором серной кислоты концентрацией 25 мас.%, то можно получать высокоочищенный раствор сульфата ванадила;
Ванадий в шламе очищенного тетрахлорида титана присутствует в основном в форме хлоридов или оксихлорида, в том числе содержание ванадия 10 мас.%, содержание хлора 10 мас.%, содержание Ti - 15 мас.%, содержание Fe - 2 мас.%;
Экстрагент представляет собой смесь P204 и керосина, и объемный процент P204 в экстрагенте составляет 10%.
Пример реализации 1 проходит через двухступенчатое экстрагирование, общий коэффициент извлечения ванадия составляет 99,3%, а содержание Ti, Fe и Cl в растворе сульфата ванадила составляет менее 0,01 г/л.
Пример реализации 2
(1) Добавлять воду в шлам очищенного тетрахлорида титана по отношению твердого к жидкому 10:1 мл/г для равномерного смешивания, проводить агитационное выщелачивание в течение 15 мин, температура выщелачивания составляет 25 ℃, получать ванадийсодержащий раствор выщелачивания и остаток после фильтрации;
(2) Регулировать значение рН ванадийсодержащего раствора выщелачивания до 2 раствором Na2CO3, затем смешивать его с экстрагентом для одноразовой экстракции, чтобы получать первичную нагруженную органическую фазу, затем проводить реэкстракцию первичной нагруженной органической фазы раствором серной кислоты концентрацией 5 мас.%, чтобы получать первичный реэкстрагент;
(3) Регулировать значение рН первичного реэкстрагента до 2 раствором Na2CO3, потом смешивать с экстрагентом для повторной экстракции, чтобы получать вторичную нагруженную органическую фазу, затем проводить реэкстракцию вторичной нагруженной органической фазы раствором серной кислоты концентрацией 15 мас.%, то можно получать высокоочищенный раствор сульфата ванадила;
Ванадий в шламе очищенного тетрахлорида титана присутствует в основном в форме хлоридов или оксихлорида, в том числе содержание ванадия 15 мас.%, содержание хлора 25 мас.%, содержание Ti - 10 мас.%, содержание Fe - 3 мас.%;
Экстрагент представляет собой смесь P507 и н-гептана, и объемный процент P507 в экстрагенте составляет 20%.
Пример реализации 2 проходит через двухступенчатое экстрагирование, общий коэффициент извлечения ванадия составляет 98,6%, а содержание Ti, Fe и Cl в растворе сульфата ванадила составляет менее 0,01 г/л.
Пример реализации 3
(1) Добавлять воду в шлам очищенного тетрахлорида титана по отношению твердого к жидкому 5:1 мл/г для равномерного смешивания, проводить агитационное выщелачивание в течение 10 мин, температура выщелачивания составляет 95 ℃, получать ванадийсодержащий раствор выщелачивания и остаток после фильтрации;
(2) Регулировать значение рН ванадийсодержащего раствора выщелачивания до 2 водным раствором аммиака, затем смешивать его с экстрагентом для одноразовой экстракции, чтобы получать первичную нагруженную органическую фазу, затем проводить реэкстракцию первичной нагруженной органической фазы раствором серной кислоты концентрацией 8 мас.%, чтобы получать первичный реэкстрагент;
(3) Регулировать значение рН первичного реэкстрагента до 2 водным раствором аммиака, потом смешивать с экстрагентом для повторной экстракции, чтобы получать вторичную нагруженную органическую фазу, затем проводить реэкстракцию вторичной нагруженной органической фазы раствором серной кислоты концентрацией 20 мас.%, то можно получать высокоочищенный раствор сульфата ванадила;
Ванадий в шламе очищенного тетрахлорида титана присутствует в основном в форме хлоридов или оксихлорида, в том числе содержание ванадия 30 мас.%, содержание хлора 50 мас.%, содержание Ti - 18 мас.%, содержание Fe - 3 мас.%;
Экстрагент представляет собой смесь TBP и керосина, и объемный процент TBP в экстрагенте составляет 30%.
Пример реализации 3 проходит через двухступенчатое экстрагирование, общий коэффициент извлечения ванадия составляет 98,5%, а содержание Ti, Fe и Cl в растворе сульфата ванадила составляет менее 0,01 г/л.
Сравнительный пример 1
Реализовано по способу примера реализации 3, отличие заключается в том, что на стадии (2) проводить реэкстракции первичной нагруженной органической фазы раствором серной кислоты концентрацией 20 мас.%; На стадии (3) проводить реэкстракции вторичной нагруженной органической фазы раствором серной кислоты концентрацией 8 мас.%.
Сравнительный пример 1 проходит через двухступенчатое экстрагирование, общий коэффициент извлечения ванадия составляет 96,5%, содержание Ti в растворе сульфата ванадила составляет 0,08 г/л, содержание Fe - 0,12 г/л, а содержание Cl - 0,11 г/л.
Сравнительный пример 2
Реализовано по способу примера реализации 3, отличие заключается в том, что проводить экстракцию и реэкстракцию только один раз, и не проводить шаг (3).
Сравнительный пример 2 проходит через двухступенчатое экстрагирование, общий коэффициент извлечения ванадия составляет 98,2%, содержание Ti в растворе сульфата ванадила составляет 0,13 г/л, содержание Fe - 0,22 г/л, а содержание Cl - 0,16 г/л.
Выше подробно описывается предпочтительный способ реализации данного изобретения, но данное изобретение не ограничивается этим. В рамках технической концепции данного изобретения можно проводить разные простые изменения технического варианта настоящего изобретения, включая комбинацию технических характеристик любым другим подходящим способом, и эти простые изменения и комбинации также должны рассматриваться как открытое содержание данного изобретения и относятся к сфере защиты данного изобретения.
Claims (17)
1. Способ приготовления высокоочищенного раствора сульфата ванадила из шлама очищенного тетрахлорида титана, включающий следующие стадии:
(1) добавление воды в шлам очищенного тетрахлорида титана для смешивания и агитационного выщелачивания, последующую фильтрацию с получением ванадийсодержащего раствора выщелачивания и остатка,
(2) регулирование значения pH ванадийсодержащего раствора выщелачивания проводят до 1-2, смешивают с экстрагентом для проведения первичной экстракции с получением первичной нагруженной органической фазы, проводят реэкстракцию первичной нагруженной органической фазы первым раствором серной кислоты с получением первичного реэкстрагента,
(3) регулирование значения pH первичного реэкстрагента проводят до 1-2, смешивают с экстрагентом для проведения повторной экстракции с получением повторной нагруженной органической фазы, проводят реэкстракцию повторной нагруженной органической фазы вторым раствором серной кислоты с получением раствора сульфата ванадила,
при этом концентрация первого раствора серной кислоты меньше, чем концентрация второго раствора серной кислоты.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что ванадий в шламе очищенного тетрахлорида титана присутствует, по меньшей мере, в форме хлорида или оксихлорида.
3. Способ по п. 2, характеризующийся тем, что содержание ванадия в пересчете на массовую долю шлама очищенного тетрахлорида титана составляет 10-30 мас.%, а содержание хлора 10-50 мас.%.
4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что на стадии (1) шлам очищенного тетрахлорида титана смешивают с водой с соотношением твердого к жидкому 2-10:1 мл/г.
5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что на стадии (1) температура выщелачивания составляет 25-95°С, а время выщелачивания составляет 10-30 мин.
6. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что на стадии (2) для регулирования значения рН ванадийсодержащего раствора выщелачивания используют щелочной раствор,
предпочтительно, на стадии (3) для регулирования значения рН первичного реэкстрагента используют щелочной раствор.
7. Способ по п. 6, характеризующийся тем, что щелочной раствор представляет собой, по меньшей мере, один из раствора NaOH, раствора Na2CO3 или водного раствора аммиака.
8. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что на стадиях (2) и (3) экстрагент представляет собой смесь сложного эфира фосфорной кислоты и керосина или смесь сложного эфира фосфорной кислоты и н-гептана,
предпочтительно, сложный эфир фосфорной кислоты представляет собой, по меньшей мере, один из бис(2-этилгексил)фосфата, 2-этилгексилгидроген-2-этилгексилфосфоната или трибутилфосфата.
9. Способ по п. 7, характеризующийся тем, что на стадиях (2) и (3) сложный эфир фосфорной кислоты в экстрагенте составляет 10-30 об.%.
10. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что на стадии (2) концентрация первого раствора серной кислоты составляет 5-10 мас.%,
предпочтительно, на стадии (3) концентрация второго раствора серной кислоты составляет 15-25 мас.%.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111416117.4 | 2021-11-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2807979C1 true RU2807979C1 (ru) | 2023-11-21 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005014484A1 (ja) * | 2003-08-11 | 2005-02-17 | Nippon Oil Corporation | ４価硫酸バナジル水溶液の製造法 |
| CN101920994A (zh) * | 2010-09-02 | 2010-12-22 | 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 | 一种硫酸氧钒的制备方法 |
| RU2525903C1 (ru) * | 2013-01-24 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук | Способ получения сульфата ванадила |
| CN106395899A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-02-15 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种从含钒氯化物溶液中制备硫酸氧钒的方法 |
| CN110066929A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-07-30 | 广东省稀有金属研究所 | 一种硫酸氧钒溶液的制备方法 |
| CN110423893A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-08 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 四氯化钛精制尾渣制备硫酸氧钒的方法 |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005014484A1 (ja) * | 2003-08-11 | 2005-02-17 | Nippon Oil Corporation | ４価硫酸バナジル水溶液の製造法 |
| CN101920994A (zh) * | 2010-09-02 | 2010-12-22 | 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 | 一种硫酸氧钒的制备方法 |
| RU2525903C1 (ru) * | 2013-01-24 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук | Способ получения сульфата ванадила |
| CN106395899A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-02-15 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种从含钒氯化物溶液中制备硫酸氧钒的方法 |
| CN110066929A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-07-30 | 广东省稀有金属研究所 | 一种硫酸氧钒溶液的制备方法 |
| CN110423893A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-08 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 四氯化钛精制尾渣制备硫酸氧钒的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114349048B (zh) | 一种回收四氯化钛精制尾渣制备高纯硫酸氧钒溶液的方法 | |
| CN109081375A (zh) | 一种制钒的氨气回收制铵和废水循环使用的工艺 | |
| CN111485106A (zh) | 一种废弃脱硝催化剂中钛、钒和钨的回收方法 | |
| CN102337409A (zh) | 一种从除磷底流渣中回收钒的方法 | |
| CN103449517A (zh) | 一种含砷烟尘的免蒸发制备白砷的方法 | |
| CN110983044B (zh) | 一种氯化法钛白废水中回收钪钒的方法 | |
| CN109336177B (zh) | 一种用双氧水和氨水清洁生产高纯五氧化二钒的方法 | |
| US4247522A (en) | Method of purifying uranium tetrafluoride hydrate and preparing uranium (VI) peroxide hydrate using a fluoride precipitating agent | |
| CN113186399B (zh) | 一种提取钽和铌的方法 | |
| RU2807979C1 (ru) | Способ приготовления высокоочищенного раствора сульфата ванадила из шлама очищенного тетрахлорида титана | |
| CN110589858B (zh) | 一种用工业级铍制备氟化铍的方法 | |
| CN110423893A (zh) | 四氯化钛精制尾渣制备硫酸氧钒的方法 | |
| CN113957262B (zh) | 一种钒铬浸出液无铵沉钒的方法 | |
| CN115852177A (zh) | 一种从熔盐氯化收尘渣中回收钪的方法 | |
| US3087786A (en) | Preparation of high purity vanadium pentoxide from oxidic vanadium materials | |
| CN111732123B (zh) | 一种以废弃scr脱硝催化剂为原料制备偏钒酸镁的方法 | |
| CN104649320B (zh) | 自粗四氯化钛铝粉除钒渣中制备碱金属钒酸盐的方法 | |
| CN102925684A (zh) | 一种制备高纯度氧化钒的方法 | |
| CN112281000A (zh) | 从四氯化钛精制尾渣中提钒的方法 | |
| US4258012A (en) | Method of purifying uranium tetrafluoride hydrate and preparing uranium (VI) peroxide hydrate using a fluoride complexing agent | |
| CN108862382B (zh) | 一种从铅钒矿中提取高纯五氧化二钒的方法 | |
| CN103011286B (zh) | 一种用粗氧化铋生产次碳酸铋的工艺 | |
| CN111020233A (zh) | 一种无铵沉钒制备五氧化二钒的方法 | |
| CN114318019B (zh) | 一种从离子型稀土矿山浸出液中分离稀土和铝的方法 | |
| CN115448364A (zh) | 一种工业钒渣钙化酸浸液制备高纯五氧化二钒的方法 |