[go: up one dir, main page]

RU2016108C1 - Method of vanadium slag reprocessing - Google Patents

Method of vanadium slag reprocessing Download PDF

Info

Publication number
RU2016108C1
RU2016108C1 SU4860189A RU2016108C1 RU 2016108 C1 RU2016108 C1 RU 2016108C1 SU 4860189 A SU4860189 A SU 4860189A RU 2016108 C1 RU2016108 C1 RU 2016108C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vanadium
firing
compounds
soda
roasting
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.А. Харитонов
Л.А. Смирнов
И.Н. Губайдуллин
А.К. Шашин
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-экспериментальное предприятие "Уральский научно-исследовательский институт черных металлов"
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 Акционерное общество "Научно-экспериментальное предприятие "Уральский научно-исследовательский институт черных металлов" filed Critical Акционерное общество "Научно-экспериментальное предприятие "Уральский научно-исследовательский институт черных металлов"
Priority to SU4860189 priority Critical patent/RU2016108C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2016108C1 publication Critical patent/RU2016108C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: preliminary oxidizing roasting without soda addition is carried out for 2-3 h at 520-720 C following by cooling up to 500-510 C and roasting with 4-5% soda for 2-3 h at 580-620 C. EFFECT: improved method of reprocessing. 3 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии ванадия, а именно к получению технической пятиокиси ванадия, и имеет применение в цветной и черной металлургии. The invention relates to the metallurgy of vanadium, and in particular to the production of technical vanadium pentoxide, and has applications in non-ferrous and ferrous metallurgy.

Существующие технологии переработки ванадиевых шлаков весьма несовершенны. О том свидетельствует низкое извлечение, основанное, в первую очередь, на низком вскрытии (под вскрытием разумеется окислительное разрушение плотной и совершенной упаковки ванадиевого шпинелида, содержащего практически все количество соединений ванадия, не поддающейся разрушению ни какими реагентами, кроме кислорода), в настоящее время извлекается 64-70% Y205 от исходного. Любая технология, применяемая в отечественной гидрометаллургии, влечет потери соединений ванадия: а) неосажденный из растворов комплекс двух-трех-четырехвалентного ванадия; б) неокисленная (невскрытная) ванадиевая шпинель в виде тонких вкраплений в массе силикатов. Наиболее значительны потери последние. Обычно более 10% от исходного содержания в ванадиевом конвертерном шлаке.Existing technologies for processing vanadium slag are very imperfect. This is evidenced by low recovery, based primarily on low opening (under the opening, of course, the oxidative destruction of a dense and perfect package of vanadium spinel containing almost the entire amount of vanadium compounds that can not be destroyed by any reagents other than oxygen) is currently being extracted 64-70% Y 2 0 5 from the original. Any technology used in domestic hydrometallurgy entails the loss of vanadium compounds: a) a complex of two-three-tetravalent vanadium not precipitated from solutions; b) unoxidized (unopened) vanadium spinel in the form of thin impregnations in the mass of silicates. The most significant losses are the latter. Usually more than 10% of the initial content in the vanadium converter slag.

Прием двойного обжига используется в техническом решении, который принят за прототип. The double firing technique is used in the technical solution, which is adopted as a prototype.

Прием двойного обжига применен здесь в натрирующем варианте. В ванадиевый шлак мартеновского производства, содержащий (%) пятиокиси ванадия 5-9; двуокиси кремния 18-24; окиси кальция 5-11, вводится до 30% карбоната натрия. Поскольку в выбранном температурном режиме 800-850оС происходит сильное сплавление (остекловывание), это значительно ухудшает протекание окислительных процессов - главным образом разрушение труднодоступной кристаллической решетки ванадиевого шпинелида. Долю соды, в этих условиях, делят на две порции и вводят последовательно, увеличивая концентрацию. В первой шихтовке 15% карбоната натрия, во второй - 5-15%.The double firing technique is applied here in a striking version. In vanadium slag open-hearth production, containing (%) vanadium pentoxide 5-9; silicon dioxide 18-24; calcium oxide 5-11, up to 30% sodium carbonate is introduced. Since in the chosen temperature range of 800-850 C. strong fusion occurs (vitrification), it greatly impairs the flow of oxidation processes - mostly inaccessible destruction of the crystal lattice of vanadium spinels. The share of soda, under these conditions, is divided into two portions and introduced sequentially, increasing the concentration. In the first charge 15% sodium carbonate, in the second - 5-15%.

Этот двойной обжиг осуществляется в течение 8-12 ч, что позволяет иметь достаточно высокие технологические показатели, так суммарное извлечение (водная и кислая вытяжка) составляет 80-90%, при высоком выходе водорастворимых - чистых по соединениям марганца и хрома, соединений ванадия. This double firing is carried out for 8-12 hours, which makes it possible to have sufficiently high technological parameters, so the total extraction (water and sour extract) is 80-90%, with a high yield of water-soluble - pure compounds of manganese and chromium, vanadium compounds.

При кислотном разложения огарка, обожженного при 850оС без соды при длительности окислительного обжига 8-12 ч, извлекалось 94,45% имеющейся пятиокиси ванадия, а при двойном обжиге оптимальное значение извлечения 87,64%.In the acid decomposition calcine, calcined at 850 ° C without soda at a duration of oxidizing roasting 8-12 hours, remove 94.45% of the available vanadium pentoxide, and the double firing optimum value extracting 87.64%.

При существовавшем арсенале методов воздействия на бедный по ванадию мартеновский шлак полученные результаты достаточно высоки, но расход до 30% остродефицитной и дорогой соды, длительный, 8 до 12-15 ч, осуществляемое время окислительно-натрирующего (совместного) воздействия на шлак с целью вскрытия и извлечения пятиокиси ванадия не рентабельно. With the existing arsenal of methods for influencing vanadium-poor open-hearth slag, the results obtained are quite high, but the consumption of up to 30% of severely deficient and expensive soda is long, 8 to 12-15 hours, the time taken for the oxidizing-sodium (joint) effect on the slag to open and extracting vanadium pentoxide is not cost effective.

Цель предлагаемого изобретения - устранение недостатков прототипа. Это достигается при помощи разделения процесса предварительного окислительного и натрирующего обжига, обеспечение, тем самым, улучшения вскрываемости ванадиевой шпинели. The purpose of the invention is the elimination of the disadvantages of the prototype. This is achieved by separating the process of preliminary oxidative and sodium firing, thereby ensuring an improvement in the opening rate of vanadium spinel.

Проведение раздельно окислительного и натрирующего обжига дает возможность максимального перевода низковалентных соединений ванадия в соединения высшей валентности. В прототипе неразрушенная шпинелидная частица покрывается прочно пленкой натриевосиликатных стекол, перекрывающих доступ кислорода, что является существенным недостатком способа-прототипа. Separately oxidizing and sizing roasting allows the maximum conversion of low-valent vanadium compounds to higher valence compounds. In the prototype, an unbroken spinel particle is firmly coated with a film of sodium silicate glasses that block the access of oxygen, which is a significant disadvantage of the prototype method.

Проведение окислительного (предварительного) обжига, без щелочных добавок, для разрушения химически стойкой шпинелидной структуры, а затем натрирующего обжига, в разных, но подобных агрегатах при различных оптимальных, для каждого обжига, термических условиях, в значительной мере повышает величину извлечения. Известно, что чем выше температура обжига, тем больше вероятность перехода ванадия в труднорастворимые и нерастворимые ванадаты. Carrying out oxidative (preliminary) firing, without alkaline additives, to destroy the chemically resistant spinel structure, and then frying firing, in different but similar aggregates under different optimal thermal conditions for each firing, significantly increases the recovery value. It is known that the higher the firing temperature, the more likely the transition of vanadium into sparingly insoluble and insoluble vanadates.

При обжиге ванадиевых шлаков Чусовского и Н-Тагильского конвертерного производства, содержащих, мас.%: пятиокись ванадия 12-20 двуокиси кремния 16-22 двуокиси титана 8-11 окислов марганца 5-15 окислов хрома 5-8 пятиокиси фосфора 0,05-0,09 соединений серы 0,05-0,08 окислов железа 25-37 окись кальция 0,7-1,5 удалось получить технологический показатель извлечения пятиокиси ванадия, равный 91,4-96,6%, при 70,9-85,1% получении водорастворимых соединений ванадия, отделив окислительный обжиг от натрирующего, значительно увеличив долю пятивалентного ванадия в растворах (оранжевые растворы), сократив расход карбоната натрия до 4,2-5,0 и значительно уменьшив расход окислителей для перевода ванадиевых соединений в высшую валентность (для успешного осаждения). When firing vanadium slag of the Chusovsky and N-Tagil converter production, containing, wt.%: Vanadium pentoxide 12-20 silicon dioxide 16-22 titanium dioxide 8-11 manganese oxides 5-15 chromium oxides 5-8 phosphorus pentoxide 0.05-0 09 sulfur compounds 0.05-0.08 iron oxides 25-37 calcium oxide 0.7-1.5 it was possible to obtain a technological index of vanadium pentoxide extraction equal to 91.4-96.6%, at 70.9-85, 1% production of water-soluble vanadium compounds, separating oxidative firing from sodium firing, significantly increasing the proportion of pentavalent vanadium in solutions (oran evye solutions), reducing the flow of sodium carbonate to 4.2-5.0 and significantly reducing the consumption of oxidizing agents to convert vanadium compounds in higher valence (for successful deposition).

По отработанной предлагаемой методе обжиг окислительный осуществляется в термическом режиме 520-720о при длительности 2-3,5 ч, без добавок щелочных компонентов. Известно, что, чем ниже температура окислительного обжига, тем меньше образуется нежелательных, но значительно влияющих на извлечение, соединений марганца, хромитов, кальцитов с ванадием.According to the proven proposed method, oxidative calcination is carried out in the thermal regime of 520-720 about with a duration of 2-3.5 hours, without the addition of alkaline components. It is known that the lower the temperature of oxidative firing, the less undesirable, but significantly affecting the extraction, compounds of manganese, chromites, calcites with vanadium are formed.

Далее следует технологический прием охлаждения спека до температуры 500-510оС, в ходе резкого охлаждения силикатная связка растрескивается, давая доступ кислорода к запутавшимся в силикатной связке тонкодисперсным частицам. Микротрещины, образовавшиеся при охлаждении, значительно увеличиваются при натрирующем обжига, за счет механического воздействия, идущего от шпинелидных частиц (окислительное действие протекает при значительном увеличении объема кристаллической решетки шпинелидов).The following technological method sinter cooling to a temperature of 500-510 ° C during the quench crack silicate bunch giving access to oxygen in the silicate entangled bonded fine particles. Microcracks formed during cooling increase significantly during friction, due to mechanical action coming from spinel particles (the oxidative effect occurs with a significant increase in the volume of the spinelid crystal lattice).

Таким образом увеличивается полнота аналитического вскрытия - разрушение совершенной структуры шпинелида - и увеличивается возможность получения водорастворимых поливанадатов при натрирующем обжиге. Натрирующий обжиг осуществляется также в оптимальных условиях, температурный режим 580-620оС, длительность 2-3 ч, расход соды 4,2-5,0% от массы шихты.Thus, the completeness of the analytical autopsy — the destruction of the perfect spinelide structure — is increased, and the possibility of obtaining water-soluble polyvanadates in the case of sodium baking increases. Natriruyuschy firing is also carried out under optimum conditions, temperature 580-620 ° C, duration of 2-3 hours, consumption of soda 4.2-5.0% by weight of the mixture.

Из приведенных примеров выполнения обжига по прототипу (табл. 2) и предлагаемому техническому решения следует (см. табл. 3). From the above examples of firing according to the prototype (table. 2) and the proposed technical solution follows (see table. 3).

Проведение окислительной и натрирующей фаз раздельно при более низких температурах создает возможность:
а) увеличить разрушение кристаллической решетки шпинелида: подготовить к натрирующему обжигу;
б) резкое охлаждение огарка до температуры ниже 500-510оС приводит к растрескиванию силикатной компоненты, тормозящей развитие окислительных процессов на тонкодисперсные частицы шпинелида;
в) устранить даже минимальное спекообразование, постоянно присутствующее при значительных концентрациях карбоната натрия в шихте окислительно-натрирующего обжига;
г) получить оранжевый по цвету раствор ванадатов ванадия в пятивалентной форме, вместо сине-зеленых, двух-трех-четырех валентных растворов поливанадатов);
д) осаждать без дополнительных затрат окислителя для перевода низковалентных состояний в пятивалентное состояние;
е) получить достаточно высокую водную вытяжку поливанадатов (без соединений марганца и хрома);
ж) получить достаточно высокое извлечение ванадия 91-97% за счет максимального разрушения шпинелида при окислительном обжиге и окисления до высшей валентности соединений ванадия;
д) уменьшить потери ванадия с отработанными кеками; а также уменьшить потери со сливными водами (за счет повышения полноты осаждения);
и) уменьшить присутствие в сливных водах соединений валентного хрома;
к) получить крупнокристаллические осадки пятиокиси ванадия (хорошо фильтрирующиеся и промывающиеся);
л) при желании получать достаточно высокий выход водорастворимых соединений ванадия без марганцовых соединений.
Carrying out the oxidizing and sodium phases separately at lower temperatures creates the possibility of:
a) increase the destruction of the spinelid crystal lattice: prepare for sodium baking;
b) quenching the roasted product to a temperature below 500-510 ° C leads to cracking of the silicate components retarding the development of oxidation processes on fine particles of spinel;
c) eliminate even minimal speciation, constantly present at significant concentrations of sodium carbonate in the mixture of oxidation-sodium firing;
d) to obtain an orange-colored solution of vanadium vanadates in pentavalent form, instead of blue-green, two-three-four valence solutions of polyvanadates);
e) precipitate an oxidizing agent at no additional cost to convert low-valence states to a pentavalent state;
f) to obtain a sufficiently high aqueous extract of polyvanadates (without manganese and chromium compounds);
g) to obtain a sufficiently high recovery of vanadium 91-97% due to the maximum destruction of spinel during oxidative roasting and oxidation to a higher valence of vanadium compounds;
d) reduce the loss of vanadium with spent cakes; and also reduce losses with drainage water (by increasing the deposition completeness);
i) reduce the presence of valence chromium compounds in the drain water;
j) to obtain coarse-grained precipitates of vanadium pentoxide (well-filtered and washable);
k) if desired, obtain a sufficiently high yield of water-soluble vanadium compounds without manganese compounds.

Установлено, что натрирующий обжиг протекает оптимально при условии наличия температурного режима 520-720оС при продолжительности 2-3 ч в присутствии 4-5% карбоната натрия.Established that natriruyuschy firing proceeds optimally when the availability temperature of 520-720 C for a duration of 2-3 hours in the presence of 4-5% of sodium carbonate.

Сочетание окислительного обжига при термическом режиме 650-720оС и последующего натрирующего обжига при 580-620оС в двух агрегатах позволяет получить величину вскрытия более 95-96% при полном переводе ванадиевых соединений в пятивалентное состояние, снизить потери с кеком, и, кроме того, обеспечивает снижение потерь со сливными водами, которое выражается в десятках раз, значительно улучшает экологию процесса.The combination of thermal oxidative calcination at 650-720 ° C mode and natriruyuschego subsequent calcination at 580-620 ° C in two units allows to obtain a value of opening 95-96% when fully translated pentavalent vanadium compounds in the state with the filter cake to reduce losses, and furthermore Moreover, it provides loss reduction with drainage water, which is expressed in tens of times, significantly improves the ecology of the process.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает существенной новизной и является изобретением. Thus, the proposed technical solution has a significant novelty and is an invention.

Экономический эффект от повышения извлечения на 20-29 относительных % пятиокиси ванадия по стране 3-4 миллиона рублей в год. Кроме того, не поддается учету экологический эффект от снижения от потерь со сливными водами концентрации хрома - в 4-5 раз, и двух-трех-четырехвалентного ванадия - в 5-10 раз (относительно существующего способа производства пятиокиси ванадия). The economic effect of increasing the extraction by 20-29 relative% of vanadium pentoxide in the country is 3-4 million rubles per year. In addition, the environmental effect of reducing the concentration of chromium from losses with drainage water by 4-5 times and of two to three to tetravalent vanadium by 5-10 times (relative to the existing method for the production of vanadium pentoxide) cannot be accounted for.

Claims (1)

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВАНАДИЕВЫХ ШЛАКОВ, включающий предварительный окислительный обжиг ванадиевого шлака, охлаждение, обжиг с содой, выщелачивание, осаждение соединений ванадия и получение технической пятиокиси ванадия, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса получения технической пятиокиси ванадия при высокой степени извлечения ванадия, предварительный окислительный обжиг ведут в течение 2 - 3 ч при 520 - 720oС, охлаждение ведут до 500 - 510oС, а обжиг с содой - при содержании соды 4 - 5% в течение 2 - 3 ч при 580 - 620oС.METHOD FOR PROCESSING VANADIUM SLAGS, including preliminary oxidative roasting of vanadium slag, cooling, roasting with soda, leaching, precipitation of vanadium compounds and production of technical vanadium pentoxide, characterized in that, in order to simplify and reduce the cost of obtaining high-grade vanadium vanadium pentoxide, preliminary oxidative firing is carried out for 2 to 3 hours at 520 - 720 o C, cooling is carried out to 500 - 510 o C, and firing with soda - at a soda content of 4 - 5% for 2 to 3 hours at 580 - 620 o C .
SU4860189 1990-05-22 1990-05-22 Method of vanadium slag reprocessing RU2016108C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4860189 RU2016108C1 (en) 1990-05-22 1990-05-22 Method of vanadium slag reprocessing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4860189 RU2016108C1 (en) 1990-05-22 1990-05-22 Method of vanadium slag reprocessing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2016108C1 true RU2016108C1 (en) 1994-07-15

Family

ID=21532670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4860189 RU2016108C1 (en) 1990-05-22 1990-05-22 Method of vanadium slag reprocessing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2016108C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2705844C1 (en) * 2019-08-13 2019-11-12 Акционерное общество "ЕВРАЗ Ванадий Тула" Method of preparing vanadium-containing slag to oxidative annealing
CN111647758A (en) * 2020-06-12 2020-09-11 攀钢集团研究院有限公司 Method for pretreating and dephosphorizing high-phosphorus vanadium slag

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Соболев М.Н. Получение ванадия и титана из Уральских титано-магнетитов ОНТИ, М., 1936, с.152-158. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2705844C1 (en) * 2019-08-13 2019-11-12 Акционерное общество "ЕВРАЗ Ванадий Тула" Method of preparing vanadium-containing slag to oxidative annealing
CN111647758A (en) * 2020-06-12 2020-09-11 攀钢集团研究院有限公司 Method for pretreating and dephosphorizing high-phosphorus vanadium slag
CN111647758B (en) * 2020-06-12 2022-06-03 攀钢集团研究院有限公司 Method for pretreatment and dephosphorization of high phosphorus vanadium slag

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101215005B (en) Method for producing vanadium pentoxide by utilizing vanadium slag
CN103614566B (en) Method for extracting vanadium and chromium from converter vanadium chromium slag
RU2365649C1 (en) Method of recovery of vanadium from titanium-vanadium slag
CN102127655B (en) Method for decomposing vanadium slag under normal pressure with sodium hydroxide solution
US2804375A (en) Cyclic process for the beneficiation of titania ores and slags
GB990403A (en) Process of treating red slurries
CN113957262B (en) Method for precipitating vanadium from vanadium-chromium leaching solution without ammonium
CN103614563B (en) The method of synthetical recovery process waste red mud residues and titanium white waste liquid
CN102851487B (en) Mixture, method for recovering ferro-vanadium bag dedusting material, and vanadium extraction method
RU2016108C1 (en) Method of vanadium slag reprocessing
US1911396A (en) Process of treating titaniferous ores
RU2245936C1 (en) Method for vanadium recovery
RU2263722C1 (en) Method for processing of vanadium-containing slags
RU2606813C1 (en) Method of processing vanadium containing iron-titanium concentrate
RU2385353C2 (en) Method of processing vanadium containing converter slag
RU2299254C1 (en) Method of vanadium extraction out of the highly concentrated lime slag
US1509688A (en) Recovery of arsenic
CN116356138B (en) Arsenic removal method for zinc oxide smoke dust
RU2090640C1 (en) Method of recovering vanadium from slags
CN206721332U (en) The system of vanadium-bearing slag of high calcium and high phosphor dephosphorization vanadium extraction
RU2266343C2 (en) Method of processing vanadium-containing converter slag
CN100560755C (en) Method for extracting chromium from chromium-containing sludge by roasting with sodium salt
CN103011294A (en) Preparation method of manganese tetraoxide
CN206721333U (en) The system of vanadium-bearing slag of high calcium and high phosphor dephosphorization vanadium extraction
KR920009864B1 (en) Process for producing zinc chloride from dust from steelmaking furnace