RU2175358C1 - Способ переработки ванадиевого промпродукта - Google Patents
Способ переработки ванадиевого промпродукта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2175358C1 RU2175358C1 RU2000123025A RU2000123025A RU2175358C1 RU 2175358 C1 RU2175358 C1 RU 2175358C1 RU 2000123025 A RU2000123025 A RU 2000123025A RU 2000123025 A RU2000123025 A RU 2000123025A RU 2175358 C1 RU2175358 C1 RU 2175358C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vanadium
- titanium
- salt
- waste
- chlorination
- Prior art date
Links
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 48
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 39
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 24
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N titanium vanadium Chemical compound [Ti].[V] GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 7
- JBIQAPKSNFTACH-UHFFFAOYSA-K vanadium oxytrichloride Chemical compound Cl[V](Cl)(Cl)=O JBIQAPKSNFTACH-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 7
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 31
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 11
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 6
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 claims description 5
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 3
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 3
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 claims description 2
- 239000012224 working solution Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 7
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 abstract 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract 1
- 235000017168 chlorine Nutrition 0.000 abstract 1
- 125000001309 chloro group Chemical class Cl* 0.000 abstract 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 abstract 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 22
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 3
- PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K magnesium;potassium;trichloride;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[K+] PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N Heavy water Chemical compound [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 2
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 2
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 150000003682 vanadium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical class [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical class Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052599 brucite Inorganic materials 0.000 description 1
- BCDWXIPZSYBYCG-UHFFFAOYSA-N chromium iron manganese Chemical compound [Mn][Cr][Fe] BCDWXIPZSYBYCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- RPESBQCJGHJMTK-UHFFFAOYSA-I pentachlorovanadium Chemical class [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[V+5] RPESBQCJGHJMTK-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 238000011020 pilot scale process Methods 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- CMZUMMUJMWNLFH-UHFFFAOYSA-N sodium metavanadate Chemical compound [Na+].[O-][V](=O)=O CMZUMMUJMWNLFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам переработки различных ванадиевых промпродуктов. Способ позволяет упростить схему утилизации и обезвреживания вторичных отходов производства с получением товарных продуктов. Способ включает хлорирование промпродуктов в расплаве хлоридов щелочных металлов в присутствии углеродистого восстановителя с получением солевых отходов производства и парогазовой смеси хлоридов металлов, которую подвергают конденсации и ректификационно-химическому разделению с выделением окситрихлорида ванадия, его дальнейшую переработку с получением товарного пентаоксида ванадия и ванадийсодержащих сточных вод. Промпродукт предварительно перед хлорированием смешивают с титановым шлаком при соотношении (0,1-0,3) : 1, далее полученную смесь смешивают с измельченным углеродным восстановителем и с твердой измельченной солью хлоридов щелочных металлов. Полученную титано-ванадиевую шихту подают на процесс хлорирования, который осуществляют в хлораторах титанового производства, солевые отходы сливают в оборотные растворы при соотношении 1:10, получаемые смешиванием ванадийсодержащих сточных вод от процесса получения пентаоксида ванадия с растворами от гидроразмыва солевых отходов и/или возгонов, после чего образующийся концентрированный по хлоридам металлов раствор и/или пульпу обрабатывают щелочным реагентом, полученный оксигидратный осадок отделяют от раствора и промывают с получением полиметаллического концентрата. 6 з.п.ф-лы.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам переработки различных ванадиевых промпродуктов, содержащих 10-80% оксида ванадия, а также различных ванадийсодержащих полупродуктов и отходов производства - золы ТЭЦ, отвальных шламов и сбросных шламов оксигидратных осадков, образующихся, например, при очистке стоков от ванадия.
Известен способ переработки технического пентаоксида ванадия с получением товарной продукции (Ст. Переработка технического пентаоксида ванадия с получением товарной продукции. - Ж. Цветная металлургия, - N 7-8, 1995 г., стр. 33-39), включающий переработку продуктов ванадиевого производства - технического (чернового) пентаоксида ванадия, содержащего примеси оксидов железа, хрома, марганца, кремния, магния, натрия и др., при повышенной температуре щелочным реагентом - раствором гидроксида или карбоната натрия, отделение осадка, обработку маточного раствора, содержащего 50-100 г/дм3 ванадия, при pH 9-12, хлоридом или нитратом аммония до образования метаванадата аммония. Осадок метаванадата аммония отделяют, промывают, сушат и прокаливают с образованием товарного пентаоксида ванадия, соответствующего по качеству действующим требованиям ТУ.
Недостатком данного способа переработки является значительные потери ванадия с вторичными отходами (до 25-30% ванадия).
Известен способ переработки ванадиевых промпродуктов - ванадийсодержащих шлаков методом хлорирования - выбранный в качестве прототипа данного изобретения (Ст. Переработка ванадийсодержащих шлаков методом хлорирования.- //Амирова С.А., Куценко С.А., Чижов Н.Н./ - в кн. Химия и технология ванадиевых соединений. Материалы первого всесоюзного совещания по химии, технологии и применению соединений ванадия.- Пермское книжное издательство.-1974,-с. 154-158). Способ включает хлорирование в расплаве хлоридов щелочных металлов - натрия и калия - окисленных ванадийсодержащих промпродуктов - ванадиевых конверторных шлаков, содержащих до 20% пентаоксида ванадия и оксиды титана, кремния, железа, алюминия, марганца, хрома, в присутствии углеродистого восстановителя. Основное количество хлоридов железа, хрома, марганца, кремния и алюминия оседает в расплаве, и затем осадок удаляют с отработанным солевым расплавом. А смесь хлоридов, содержащих окситрихлорид ванадия, тетрахлориды титана и кремния, подвергают ректификации. Чистый окситрихлорид ванадия используют как товарный продукт или подвергают дальнейшей переработке гидролизом с целью получения пентаоксида ванадия или металлотермическому восстановлению с целью получения металлического ванадия. Степень извлечения ванадия из шлака составляет 97-99%.
Недостатками данного способа являются образование большого количества твердых и жидких отходов производства, содержащих хлориды ванадия, титана, железа, хрома, магния, натрия и др., что приводит к загрязнению окружающей среды, а также сложности, связанные с технологическим оформлением всего процесса переработки ванадиевых промпродуктов, что обусловлено значительными колебаниями его состава и, как следствие, необходимостью изменения и постоянного регулирования входящими параметрами и режимами отдельных стадий технологической схемы. По вышеуказанным причинам известный способ за последние 25-30 лет так и не был реализован ни в опытном масштабе, ни в промышленном производстве.
Задачей изобретения является упрощение аппаратурно-технологической схемы извлечения ванадия из промпродуктов, обеспечение переработки, утилизации и обезвреживания вторичных отходов производства с получением товарных продуктов.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в увеличении в несколько раз выпуска товарной продукции - окситрихлорида ванадия и/или пентаоксида ванадия из промпродуктов на действующем промышленном оборудовании без существенной реконструкции, при одновременном решении природоохранных проблем - предотвращении сброса твердых и жидких высокотоксичных полиметаллических вторичных отходов, образующихся при переработке промпродуктов.
Технический результат достигается тем, что в способе переработки ванадиевого промпродукта, включающем хлорирование промпродукта в расплаве хлоридов щелочных металлов в присутствии углеродистого восстановителя с получением солевых отходов и парогазовой смеси хлоридов металлов, ее конденсацию и ректификационно-химическое разделение с выделением тетрахлорида титана и окситрихлорида ванадия, его дальнейшую переработку с получением товарного пентаоксида ванадия и ванадийсодержащих сточных вод, новым является то, что ванадиевые промпродукты предварительно перед хлорированием смешивают с титановым шлаком, полученным в процессе переработки титанового сырья методом руднотермической плавки, полученную смесь смешивают с измельченным углеродным восстановителем и с твердой измельченной солью хлоридов щелочных металлов, полученную титано-ванадиевую шихту подвергают хлорированию в хлораторах титанового производства, солевые отходы сливают в оборотные растворы, получаемые смешиванием ванадийсодержащих сточных вод от процесса получения пентаоксида ванадия с растворами от гидроразмыва хлоридных отходов, включающих солевые отходы и/или возгоны процесса хлорирования, образующийся концентрированный по хлоридам металлов раствор и/или пульпу обрабатывают щелочным реагентом, полученный оксигидратный осадок отделяют от раствора и промывают с получением полиметаллического концентрата.
Кроме того, хлорирование осуществляют в расплаве отработанного электролита - отхода производства процесса электролитического производства магния.
Кроме того, при гидроразмыве хлоридные отходы смешивают при соотношении к водной фазе 1:10.
Кроме того, массовое соотношение ванадиевого промпродукта к титановому шлаку составляет (0,1-0,3):1.
Кроме того, соотношение в титано-ванадиевой шихте смеси ванадиевого промпродукта и титанового шлака к углеродистому восстановителю и соли хлоридов щелочных металлов составляет 0,76:0,12:0,12.
Кроме того, растворы от слива солевых отходов циркулируют до образования насыщенных по сумме хлоридов металлов растворов.
Кроме того, в качестве твердой измельченной соли хлоридов щелочных металлов используют отработанный электролит процесса электролитического получения магния.
Смешивание ванадиевого промпродукта с титановым шлаком при соотношении (0,1-0,3): 1 и приготовление титано-ванадиевой шихты при соотношении смеси ванадиевого промпродукта и титанового шлака к углеродистому восстановителю и соли хлоридов щелочных металлов, равным 0,76:0,12: 0,12, и проведение процесса хлорирования в титановых хлораторах позволяет повысить выпуск товарной продукции из ванадиевого промпродукта на действующем оборудовании, что позволит исключить затраты на переработку промпродуктов.
Переработка солевых отходов путем слива расплава в оборотные растворы, получаемые смешиванием ванадийсодержащих сточных вод от процесса получения пентаоксида ванадия, с растворами от гидроразмыва солевых отходов и/или возгонов, обработка образующегося концентрированного по хлоридам металлов раствора и/или пульпы щелочным реагентом с последующим отделением полученного оксигидратного осадка раствора и промывка его с получением полиметаллического концентрата позволяет перерабатывать, утилизировать и обезвреживать вторичные отходы производства.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволило установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию " новизна".
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает явным образом для специалиста из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата.
Пример осуществления способа.
Для проведения опытов и испытаний в качестве исходного ванадиевого промпродукта использовали ванадиевый промпродукт следующего состава, мас.%: V2O5 - 79; Fe2O3 - 8,0; MnO2 - 4,0; Cr2O3 - 2,0; Al2O3 - 1,5; TiO2 - 1,0; SiO2 - 0,5, примеси оксидов магния, кальция и др., полученные как отходы производства, например, с металлургических заводов. Для приготовления титано-ванадиевой шихты для последующего хлорирования в солевых хлораторах титанового производства ванадиевый промпродукт измельчают и смешивают при соотношении 0,2: 1 с дробленым и измельченным титановым шлаком, полученным при рудно-термической плавке ильменитовых концентратов (например, ТУ 14-10-005-98) известным способом. Состав титанового шлака по основным компонентам, мас.%: TiO2 - 80-85, FeO - 5-7,5, влага не более 4%, металлические включения не более 2, MgO - не более 1,2. Полученную сырьевую композицию смешивают с дробленым и измельченным углеродным восстановителем, например антрацитом (ТУ 12.11.273-92 марки AM, АО, АК) или углями Горловского бассейна (ТУ 97300-00160301-001-95 марки AM, АКО) и с твердой измельченной солью хлоридов щелочных металлов, например поваренной солью (СТО СПЕКС-002-98) или с отработанным электролитом (ТУ 1714-423-05785388-95), полученным как отход производства при электролизе расплавленного карналлита, при соотношении смесь : углеродистый восстановитель : соль, равным 0,76:0,24:0,24. Состав электролита следующий, мас.%: KCl - не менее 68%, MgCl2 - 3,8-8,6%, NaCl - 15,6-19,1%, CaCl2 - 0,7-1,4%, влага - не более 4,0%, размеры частиц от 0 до 3 мм не менее 90%. Электролит получают в процессе электролиза расплавленного карналлита при температуре 690-720oC путем подачи тока на металлический катод и графитовый анод. В процессе электролиза хлорид магния разлагается под действием тока на магний и хлор. В результате электролиза в электролите содержание хлорида магния уменьшается до 4-6%, и его частично удаляют из электролизера с помощью центробежного насоса. На получение 1 тонны магния расходуется около 9 тонн карналлита, при этом получают 4-5 тонн отработанного электролита.
Приготовленную таким образом титано-ванадиевую шихту загружают в солевой хлоратор титанового производства, в который предварительно залили солевой расплав следующего состава, мас.%: KCl - не менее 68%, MgCl2 - 3,8-8,6%, NaCl - 15,6-19,1%, CaCl2 - 0,7-1,4%, влага - не более 4,0%. Процесс хлорирования вели при температуре 750+50oC анодным хлоргазом, образующимся при электролитическом получении магния. В процессе хлорирования образуется парогазовая смесь и отработанный расплав. Парогазовую смесь состава, мас.%: 63,5 TiCl4, 2,0 VoCl3, 1,0 SiCl4, 1,9 AlCl3, 0,5 FeCl3, 0,3 FeCl2, 9,4 N2, 21,0 CO2, подвергали солевой очистке, где осуществляли очистку парогазовой смеси от хлоридов железа и алюминия. Технический тетрахлорид титана, полученный после конденсации парогазовой смеси с содержанием ванадия до 1,5 мас.% подвергали ректификационно-химической очистке и разделению хлоридов титана и ванадия.
Отделенный от тетрахлорида титана окситрихлорид ванадия подвергается дальнейшей переработке для получения пентаоксида ванадия. Для этого окситрихлорид ванадия вливали в раствор, содержащий 50-200 г/дм3 гидроксида натрия и 50-200 г/дм3 хлорида натрия. При достижении pH среды 8+-0,5 процесс прекращали, в полученный раствор метаванадата натрия вводили хлорид аммония. Образующуюся суспензию охлаждали, осадок метаванадата аммония отделяли от хлоридного раствора, промывали и прокаливали при 550+-20oC с получением товарного пентаоксида ванадия, который, как показали результаты химического анализа, по содержанию пентаоксида ванадия и всех нормируемых примесей соответствует всем действующим требованиям технических условий на пятиокись ванадия квалификации ВНО-1 и ВНО-2.
Маточные растворы и промводы метаванадата аммония представляют собой высокотоксичные сточные воды, содержащие до 0,1-3 г/дм3 ванадия, что в 2000-30000 раз превышает установленные нормы по ПДК (0,1 мг/дм3).
Для переработки и обезвреживания эти сточные воды направляли на операцию гидроразмыва хлоридных отходов, включающих солевые отходы и/или возгоны процесса хлорирования. С этой целью солевые отходы периодически (2-3 раза в смену) сливали при соотношении расплав:водная фаза 1:10. Оборотные хлоридные растворы, получаемые смешиванием ванадийсодержащих сточных вод (маточных растворов и промвод метаванадата аммония), смешивали с оборотным циркулирующим раствором от гидроразмыва солевых отходов и/или возгонов хлораторов. Эти растворы циркулировали, т.е. вновь возвращали на операцию гидроразмыва солевых отходов 4-5 раз - до образования насыщенных по сумме хлоридов металлов растворов (плотность 1,29-1,22 кг/дм3). Полученные таким образом концентрированные хлоридные растворы, содержащие железо, хром, марганец, ванадий, титан, кремний, кальций и др., обрабатывали щелочными реагентами, в качестве которых были испытаны известковое молоко (100 г/дм3 CaO), растворы (80-120 г/дм3) гидроксида натрия, магнезиальное молоко - суспензию, содержащую 50-150 г/дм3 дробленого и измельченного брусита, и/или магнезита, и/или серпентенита. Обработку щелочным реагентом вели до pH 8-9, после чего в пульпу вводили разбавленные растворы - высокомолекулярные флокулянты (полиакриламид и т. д.) - в количестве 3-10% от объема пульпы. После обработки флокулянтом пульпу выдерживали в течение 0,5-2,0 час (без перемешивания) для флокуляции, отстаивания, созревания и уплотнения осадка, а затем подавали на фильтр-пресс. Осадок суммы оксигидратов металлов промывали (в отдельных опытах для более полной отмывки от хлоридов осадок репульпивали в воде при соотношении Ж:Т = 3:1).
Образующиеся промводы направляли на операцию гидроразмыва отработанного расплава и возгонов, а оксигидратный осадок высушивали, а затем (отдельные партии) прокаливали с получением товарного полиметаллического железо-хром-марганцевого концентрата, "легированного" примесями редких и рассеянных металлов: скандия, алюминия, титана, циркония, ванадия, ниобия и тантала. Наличие этой операции - объединение ванадиевых стоков и раствора от гидроразмыва хлоридных отходов (от хлоратов) с их последующей нейтрализацией приводит, как показали результаты исследований и испытаний, к взаимному обезвреживанию отходов и резкому (в десятки раз) сокращению сбросов отходов в кислую канализацию комбината и затем на очистные сооружения тяжелых металлов. Степень извлечения вышеуказанных металлов из объединенных растворов (сточных вод) в осадок, как правило, превышала 96-98%.
Таким образом, разработка и испытания показали, что заявленное изобретение позволяет перерабатывать на действующем технологическом оборудовании ванадиевые промпродукты и получать из них товарную продукцию с высокими потребительскими свойствами. При этом непременно - при совместной переработке ванадиевых стоков и растворов от гидроразмыва отходов хлораторов успешно решается проблема обезвреживания этих отходов от значительной массы токсичных веществ.
Claims (7)
1. Способ переработки ванадиевого промпродукта, включающий хлорирование промпродукта в расплаве хлоридов щелочных металлов в присутствии углеродистого восстановителя с получением солевых отходов и парогазовой смеси хлоридов металлов, ее конденсацию и ректификационно-химическое разделение с выделением тетрахлорида титана и окситрихлорида ванадия, его дальнейшую переработку с получением товарного пентаоксида ванадия и ванадийсодержащих сточных вод, отличающийся тем, что ванадиевые промпродукты предварительно перед хлорированием смешивают с титановым шлаком, полученным в процессе переработки титанового сырья методом руднотермической плавки, полученную смесь смешивают с измельченным углеродным восстановителем и с твердой измельченной солью хлоридов щелочных металлов, полученную титано-ванадиевую шихту подвергают хлорированию в хлораторах титанового производства, солевые отходы сливают в оборотные растворы, получаемые смешиванием ванадийсодержащих сточных вод от процесса получения пентаоксида ванадия с растворами от гидроразмыва хлоридных отходов, включающих солевые отходы и/или возгоны процесса хлорирования, образующийся концентрированный по хлоридам металлов раствор и/или пульпу обрабатывают щелочным реагентом, полученный оксигидратный осадок отделяют от раствора и промывают с получением полиметаллического концентрата.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что хлорирование осуществляют в расплаве отработанного электролита - отхода производства процесса электролитического производства магния.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при гидроразмыве хлоридные отходы смешивают при соотношении к водной фазе 1 : 10.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что массовое соотношение ванадиевого промпродукта к шлаку составляет (0,1-0,3) : 1.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение в титано-ванадиевой шихте смеси ванадиевого промпродукта и титанового шлака к углеродистому восстановителю и соли хлоридов щелочных металлов составляет 0,76 : 0,12 : 0,12.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что растворы от слива солевых отходов циркулируют до образования насыщенных по сумме хлоридов металлов растворов.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердой измельченной соли хлоридов щелочных металлов используют отработанный электролит процесса электролитического получения магния.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000123025A RU2175358C1 (ru) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | Способ переработки ванадиевого промпродукта |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000123025A RU2175358C1 (ru) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | Способ переработки ванадиевого промпродукта |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2175358C1 true RU2175358C1 (ru) | 2001-10-27 |
Family
ID=20239752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000123025A RU2175358C1 (ru) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | Способ переработки ванадиевого промпродукта |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2175358C1 (ru) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107555478A (zh) * | 2016-07-01 | 2018-01-09 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种氯化法制备高纯五氧化二钒粉体的系统及方法 |
| CN108622936A (zh) * | 2017-03-17 | 2018-10-09 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种高效清洁氯化法制备高纯五氧化二钒粉体的系统及方法 |
| RU2690012C1 (ru) * | 2016-01-28 | 2019-05-30 | Инститьют Оф Процесс Инжиниринг, Чайнис Академи Оф Сайнсис | Система и способ получения электролита высокой чистоты для ванадиевого аккумулятора |
| CN110642294A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-03 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 高炉渣低温氯化制备三氯氧钒的方法 |
| CN110643825A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-03 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 高炉渣沸腾氯化提钒的方法 |
| CN110643837A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-03 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 高炉渣氯化提钒的方法 |
| RU2811021C1 (ru) * | 2023-06-01 | 2024-01-10 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ переработки отработанного расплава титановых хлораторов |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1936988C3 (de) * | 1969-07-21 | 1974-01-03 | Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf | Verfahren zur Herstellung von Vanadinoxitrichlorid |
| SU424439A1 (ru) * | 1972-02-18 | 1977-09-25 | Bastaubaev M B | Способ переработки ванадий-содержащих пульп |
| US4279871A (en) * | 1979-10-31 | 1981-07-21 | Scm Corporation | Process for treating chlorinated titaniferous material to remove vanadium |
| US4329322A (en) * | 1979-11-19 | 1982-05-11 | Scm Corporation | Chlorination of titaniferous material using treated coal for vanadium removal |
| JP5611652B2 (ja) * | 2010-05-06 | 2014-10-22 | 信越化学工業株式会社 | ネガ型レジスト材料、パターン形成方法及びフォトマスクブランク |
-
2000
- 2000-09-04 RU RU2000123025A patent/RU2175358C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1936988C3 (de) * | 1969-07-21 | 1974-01-03 | Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf | Verfahren zur Herstellung von Vanadinoxitrichlorid |
| SU424439A1 (ru) * | 1972-02-18 | 1977-09-25 | Bastaubaev M B | Способ переработки ванадий-содержащих пульп |
| US4279871A (en) * | 1979-10-31 | 1981-07-21 | Scm Corporation | Process for treating chlorinated titaniferous material to remove vanadium |
| US4329322A (en) * | 1979-11-19 | 1982-05-11 | Scm Corporation | Chlorination of titaniferous material using treated coal for vanadium removal |
| JP5611652B2 (ja) * | 2010-05-06 | 2014-10-22 | 信越化学工業株式会社 | ネガ型レジスト材料、パターン形成方法及びフォトマスクブランク |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Химия и технология ванадиевых соединений. Материалы Первого Всес. совещания по химии, технологии и применению ванадиевых соединений. -Пермь, 1974, с .154-158. * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2690012C1 (ru) * | 2016-01-28 | 2019-05-30 | Инститьют Оф Процесс Инжиниринг, Чайнис Академи Оф Сайнсис | Система и способ получения электролита высокой чистоты для ванадиевого аккумулятора |
| CN107555478A (zh) * | 2016-07-01 | 2018-01-09 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种氯化法制备高纯五氧化二钒粉体的系统及方法 |
| CN107555478B (zh) * | 2016-07-01 | 2019-03-29 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种氯化法制备高纯五氧化二钒粉体的系统及方法 |
| CN108622936A (zh) * | 2017-03-17 | 2018-10-09 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种高效清洁氯化法制备高纯五氧化二钒粉体的系统及方法 |
| CN110642294A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-03 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 高炉渣低温氯化制备三氯氧钒的方法 |
| CN110643825A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-03 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 高炉渣沸腾氯化提钒的方法 |
| CN110643837A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-03 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 高炉渣氯化提钒的方法 |
| RU2811021C1 (ru) * | 2023-06-01 | 2024-01-10 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ переработки отработанного расплава титановых хлораторов |
| RU2847924C1 (ru) * | 2024-11-19 | 2025-10-15 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ переработки пульп промпродуктов, образующихся в производстве тетрахлорида титана и окситрихлорида ванадия, и установка для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114377860B (zh) | 氯化法钛白粉氯化收尘渣资源化利用方法 | |
| CN106044799B (zh) | 氯化法钛白粉工艺中氯化钛渣及其滤液的综合利用方法 | |
| CN106521166B (zh) | 一种利用含铜污泥湿法浸出溶液制备铜粉和硫酸亚铁的方法 | |
| JP5444024B2 (ja) | 亜鉛めっき廃液の資源化方法 | |
| WO2015162902A1 (ja) | 廃乾電池からの有価成分の回収方法および回収設備 | |
| CN106517301B (zh) | 一种从硫酸体系含铜废液中回收碱式氯化铜的方法 | |
| JP2848664B2 (ja) | 金属塩化物廃物の処理方法 | |
| CN102464440B (zh) | 一种将物化生化混合污泥减量的方法 | |
| RU2315123C2 (ru) | Способ получения диоксида титана | |
| RU2175358C1 (ru) | Способ переработки ванадиевого промпродукта | |
| RU2194782C1 (ru) | Способ комплексной переработки и обезвреживания полиметаллических отходов производства | |
| RU2317345C2 (ru) | Получение диоксида титана | |
| US20170058378A1 (en) | Process for reducing the amounts of zinc (zn) and lead (pb) in materials containing iron (fe) | |
| US6696029B1 (en) | Method for the purification of zinc oxide controlling particle size | |
| JP2019119895A (ja) | 亜鉛地金の製造方法 | |
| RU2175991C1 (ru) | Способ переработки марганцевых руд | |
| JP7591834B2 (ja) | 亜鉛の製造方法 | |
| JP7396340B2 (ja) | 亜鉛の分離方法、亜鉛材料の製造方法および鉄材料の製造方法 | |
| RU2058404C1 (ru) | Способ переработки отработанного расплава титановых хлораторов | |
| RU2811021C1 (ru) | Способ переработки отработанного расплава титановых хлораторов | |
| RU2192489C2 (ru) | Способ комплексной переработки техногенного ванадиевого сырья | |
| RU2002839C1 (ru) | Способ переработки материалов с низким содержанием молибдена и вольфрама | |
| RU2075521C1 (ru) | Способ извлечения металлов из отработанного расплава производства тетрахлорида титана | |
| JP4767444B2 (ja) | 処理汚泥中の塩素含有量を低減させる廃水処理方法 | |
| JP7565585B2 (ja) | 炭酸亜鉛の製造方法 |