RU2263722C1 - Способ переработки ванадийсодержащих шлаков - Google Patents
Способ переработки ванадийсодержащих шлаков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2263722C1 RU2263722C1 RU2004116034A RU2004116034A RU2263722C1 RU 2263722 C1 RU2263722 C1 RU 2263722C1 RU 2004116034 A RU2004116034 A RU 2004116034A RU 2004116034 A RU2004116034 A RU 2004116034A RU 2263722 C1 RU2263722 C1 RU 2263722C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- vanadium
- leaching
- soda
- manganese
- Prior art date
Links
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 65
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 61
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 72
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 35
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 29
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 9
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- -1 sodium vanadates Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 15
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 15
- 239000003818 cinder Substances 0.000 claims description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 5
- CMZUMMUJMWNLFH-UHFFFAOYSA-N sodium metavanadate Chemical compound [Na+].[O-][V](=O)=O CMZUMMUJMWNLFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 17
- 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 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 abstract description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 abstract 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000011431 lime mortar Substances 0.000 abstract 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- SAVYTRKCUVDEFC-UHFFFAOYSA-N 2-[methyl-[methyl(propan-2-yloxy)phosphoryl]oxyphosphoryl]oxypropane Chemical compound CC(C)OP(C)(=O)OP(C)(=O)OC(C)C SAVYTRKCUVDEFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021260 NaFe Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 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
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052935 jarosite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 150000002697 manganese compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 1
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 1
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KNLQKHUBPCXPQD-UHFFFAOYSA-N manganese;sulfuric acid Chemical compound [Mn].OS(O)(=O)=O KNLQKHUBPCXPQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к способам переработки ванадийсодержащих металлургических шлаков, и может быть использовано для извлечения ванадия и марганца из других ванадийсодержащих материалов. Способ включает окислительный обжиг без реакционных добавок с последующим выщелачиванием огарка, при этом огарок выщелачивают водным раствором соды, с получением твердого остатка и раствора. Раствор обрабатывают одноатомным спиртом в количестве 25-30% объемных и отстаивают с получением двух фаз: нижней, которую отделяют, промывают, сушат и получают готовый продукт в виде ванадатов натрия, и верхней, представляющей собой водный спиртово-содовый раствор, который после отгонки спирта корректируют и возвращают на стадию выщелачивания огарка, а спирт - на стадию извлечения ванадия из содового раствора. Остаток после содового выщелачивания, содержащий марганец и остаточный ванадий, выщелачивают водным раствором серной кислоты при рН раствора не более 1,95, полученный марганецсодержащий раствор подвергают двухстадийной очистке от примесей путем осаждения известковым раствором, при этом первую стадию осуществляют при рН 1,90-1,95 с образованием CaSO4 (гипса), а вторую - при конечном рН 7,0 с образованием осадка, который направляют на стадию содового выщелачивания для доизвлечения ванадия, а раствор, содержащий марганец - на переработку известными методами с получением товарного диоксида марганца. Техническим результатом является повышение извлечения ванадия и марганца, получение более качественной и дополнительной товарной продукции и практически полностью замкнутый цикл переработки шлаков. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к способам переработки ванадийсодержащих металлургических шлаков, и может быть использовано для извлечения ванадия из других ванадийсодержащих материалов.
Известны способы переработки ванадиевых шлаков путем окислительного обжига с добавками солей щелочных и щелочноземельных металлов с последующим водным, кислотным, щелочным выщелачиванием или сочетанием их (1, 2, 3).
Известна технология обжига шлаков без добавок с последующим выщелачиванием огарка (4, 5).
Во всех указанных выше способах получают ванадиевые растворы, содержащие большое количество примесей всех элементов, входящих в состав шлаков, г·дм-3:
| Компоненты | Водное выщелачивание | Сернокислотное выщелачивание |
| V2O5 | 18-25 | 13-16 |
| SiO2 | 0,2-0,7 | 0,2-0,4 |
| MgO | 0,2-0,3 | 0,2-0,8 |
| CaO | 0,2-0,5 | 1,0-1,4 |
| Al2О3 | 0,1-0,2 | 0,1-0,2 |
| MnO | 0,1-0,2 | 5,0-6,5 |
| Cr2О3 | 0,03 | 0,2-0,5 |
| Fe2О3 | 0,1-0,3 | 2,1-3,0 |
| TiO2 | 0,1-0,4 | 0,3-0,4 |
| Na2O | 3,5-5,5 | 5,0-6,0 |
| H2SO4 | - | 25-40 |
| Р2O5 | 0,02-0,04 | 0,15-0,17 |
| рН | 11-13 | - |
Извлечение ванадия из таких растворов затруднено, т.к. требуется предварительная очистка от примесей. А это приводит к безвозвратным потерям основных ценных составляющих растворов - ванадия и марганца.
Взаимная нейтрализация водно-щелочных и кислых растворов приводит к получению бедных ванадиевых концентратов, содержащих как минимум 15% примесей, и большому количеству сточных вод - до 70 м3 на 1 т ванадиевого концентрата (5).
Общее извлечение ванадия из шлаков не превышает 80%. Кроме того, известные способы не обеспечивают комплексного использования сырья.
Известен способ переработки ванадийсодержащих конвертерных шлаков (6).
Сущность известного способа сводится к тому, что раствор, полученный от сернокислотного выщелачивания обожженного шлака, подвергают обработке озоном, при которой происходит окисление двухвалентных хорошо растворимых форм марганца до труднорастворимых четырехвалентных. В результате такой обработки в осадок выпадает марганец, содержащий до 80% MnO2, 1,6% V2O5 и примеси. Маточник возвращается на выщелачивание свежей порции обожженного шлака. Остаток от сернокислотного выщелачивания подвергают аммиачному выщелачиванию при температуре 95°С и концентрации NH3 - 1,5%, при этом получали раствор, содержащий 45 г·дм-3 V2O5 и 0,32 г·дм-3 MnO.
После охлаждения раствора выпадает осадок ванадата аммония. В маточнике остается 25 г·дм-3 V2O5 и 0,25 г·дм-3 MnO, который после доукрепления аммиаком вновь направляется на выщелачивание осадка, полученного после сернокислотного выщелачивания.
Достоинством предложенного способа является обеспечение переработки шлаков без получения сточных вод.
Вместе с тем рассматриваемый способ имеет следующие существенные недостатки.
1. Извлечение марганца из шлаков в товарную продукцию находится на уровне 60%, а качество самого концентрата невысокое - около 80% MnO и 1,6% V2O5. При этом ванадий, содержащийся в концентрате, следует считать безвозвратно потерянным. При обороте сернокислых растворов после осаждения марганца неизменно накапливаются примеси. Последнее приведет к понижению качества марганцевого концентрата за счет увеличения в концентрате примесей, к уменьшению степени выщлачивания марганца из шлака, и, в конечном счете, к необходимости вывода части сернокислых растворов из оборота с получением сточных вод.
2. Прямое извлечение ванадия из аммиачного раствора, как указано в известном способе, достигается охлаждением раствора при остаточном содержании V2О5=25 г·дм-3 от исходного 45 г·дм-3, т.е. менее 50%.
Оборот таких растворов (V2O5 - 25 г·дм-3) на выщелачивание шлака после сернокислотного выщелачивания дает раствор, содержащий 50 г·дм-3 V2O5. Таким образом, если первоначальное выщелачивание шлака свежими растворами обеспечивает содержание V2O5 равным 45 г·дм-3, то выщелачивание оборотными растворами с остаточным содержанием V2O5 - 25 г·дм-3 даст прибавление V2O5 только на 25 г·дм-3, а не на 45 г·дм-3, как это получается в первоначальном цикле.
Из этого следует, что низкое извлечение ванадия из продукционных растворов приводит к понижению извлечения ванадия оборотными растворами на 30-50%.
3. Использование дорогостоящего озона и горячих растворов аммиака создает опасность загрязнения воздушного бассейна, непременно требует применения дорогостоящей герметичной аппаратуры и повышенных мер безопасности, что удорожает производство.
Наиболее близким аналогом по совокупности и количеству существенных признаков и назначению является способ извлечения ванадия из ванадийсодержащих материалов, в том числе ванадийсодержащих шлаков, включающий окислительный обжиг без реакционных добавок и последующее выщелачивание огарка водным раствором соды с получением твердого остатка и раствора (патент РФ №2228965, МПК С 22 В 34/22, опубл. 20.05.2004).
Недостатками аналога являются:
- некомплексность использования сырья - не извлекается марганец, который по товарной стоимости в шлаках составляет значительную величину;
- не полностью извлекается ванадий в содовый раствор.
Для исключения указанных недостатков предложено сернокислотное выщелачивание твердых остатков от содового выщелачивания, что позволяет дополнительно извлекать ванадий и проводить марганец в раствор с последующим получением товарных продуктов.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа извлечения ванадия и марганца из конвертерных шлаков, являющийся более экономичным и экологически чистым.
Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является повышение извлечения ванадия и марганца, получение более качественной и дополнительной товарной продукции и практически полностью замкнутый цикл переработки шлаков.
Поставленная задача достигается тем, что в способе переработки ванадийсодержащих шлаков, включающем окислительный обжиг без реакционных добавок с последующим выщелачиванием огарка и извлечение соединений ванадия и марганца, согласно изобретению огарок выщелачивают водным раствором соды, с получением твердого остатка (кека) и раствора, раствор обрабатывают одноатомным спиртом в количестве 25-30% объемных и отстаивают с получением двух фаз: нижней (донной), которую отделяют, промывают, сушат и получают готовый продукт в виде ванадатов натрия, и верхней, представляющей собой водный спиртово-содовый раствор, который после отгонки спирта корректируют и возвращают на стадию выщелачивания огарка, а спирт - на стадию извлечения ванадия из содового раствора, твердый остаток (кек) после содового выщелачивания, содержащий марганец и остаточный ванадий, выщелачивают водным раствором серной кислоты при рН раствора не более 1,95, полученный марганецсодержащий раствор подвергают двухстадийной очистке от примесей путем осаждения известковым раствором, при этом первую стадию осуществляют при рН 1,90-1,95 с образованием CaSO4 (гипса), а вторую - при конечном рН 7,0 с образованием осадка, осадок направляют на стадию содового выщелачивания для доизвлечения ванадия, а раствор, содержащий марганец - на переработку известными методами с получением товарного диоксида марганца.
В зависимости от состава исходного шлака верхняя фаза, представляющая собой водный раствор соды, содержащий спирт, может быть без отгонки спирта возвращена на стадию содового выщелачивания огарка, при этом процесс ведут в одном и том же аппарате при температуре 65-99°С.
Для получения химически чистого метаванадата натрия донную фазу разбавляют водой, обрабатывают спиртом в количестве, обеспечивающем его концентрацию в растворе не менее 25% объемных, отстаивают и сушат. Остаток, полученный после сернокислотного выщелачивания марганца, направляют на плавку для получения комплексной лигатуры.
Разработанная технологическая схема обеспечивает возможность последовательного селективного выщелачивания вначале ванадия водным раствором кальцинированной соды и получения чистого ванадиевого продукта - ванадата натрия, возвращение содового раствора, не накапливающего каких-либо примесей, на выщелачивание новых порций обожженного шлака, а твердый остаток от содового выщелачивания направлять на сернокислотное выщелачивание марганца.
При этом, кроме выщелачивания марганца, происходит дополнительное извлечение ванадия в сернокислый раствор. Последующая очистка марганецсодержащих растворов от примесей железа, кремния, титана и др. сопровождается доосаждением ванадия в осадок. Полученный осадок направляется на стадию содового выщелачивания совместно со свежими порциями обожженного шлака. Таким образом, повышается общее извлечение ванадия из шлака.
Очищенный от примесей сернокислый раствор поступает на извлечение марганца либо электролизом, либо гидролитическим осаждением, например едким натром. После извлечения марганца раствор возвращают на стадию сернокислотного выщелачивания. Чрезмерного накапливания солей Na2SO4 при обороте растворов после осаждения марганца не происходит, т.к. при контакте с новыми порциями шлака после содового выщелачивания и нагревании пульпы до 85-90°С происходит самоочистка растворов от ионов натрия и сульфатной группы с образованием труднорастворимых соединений - ярозитов (например, NaFe3(ОН)6(SO4)2).
При условии переработки сернокислых марганцевых растворов, очищенных от примесей, электролизом до укрепления оборотных растворов, направляемых вновь на выщелачивание, не потребуется, т.к. серная кислота регенерируется в процессе электролиза.
На чертеже представлена технологическая схема переработки ванадиевых шлаков.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
В опытах использовали шлак, %:
| V | Feоб. | Feмет. | Mn | SiO2 | TiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | Cr2O3 | P |
| 12,30 | 28,50 | 0,71 | 8,80 | 13,24 | 10,40 | 1,72 | 1,64 | 1,82 | 3,26 | 0,03 |
Шлак крупностью 0,1 мм обжигали без каких-либо добавок в атмосфере кислорода воздуха при температуре 850°С в течение 2-х часов. Далее огарок выщелачивали раствором соды 150 г·дм-3 при 80-90°С в течение 2-х часов.
Извлечение ванадия в раствор составило 90-95%. К полученному раствору, содержащему 40 г·дм-3 ванадия, при комнатной температуре добавили этиловый спирт из расчета получения объемной концентрации спирта в растворе 27%. После отстаивания произошло расслоение раствора на две фазы: верхнюю и нижнюю (донную). Верхняя фаза представляла собой содово-спиртовый водный раствор, нижняя - пересыщенный раствор ванадатов натрия.
Для получения из смеси ванадатов натрия химически чистого продукта - метаванадата натрия донную фазу разбавляли водой в 2 раза и вновь осаждали ванадий в донную фазу. После сушки твердый осадок содержал более 41,7% ванадия, что соответствует химически чистому мета-ванадату натрия - Na2O·V2O5. Индивидуальность химического соединения подтверждена рентгенофазовым анализом.
Верхнюю фазу нагревали до Т=98-99°С и в течение 25-30 минут полностью отгоняли спирт.
Пары спирта, проходя через холодильник, конденсировались и собирались в колбе.
Регенерированный спирт вновь использовали для осаждения ванадия из свежей порции содовых растворов.
Содовый раствор после удаления спирта доукрепляли добавкой Na2CO3 и возвращали в технологическую схему на выщелачивание ванадия.
Осадок после содового выщелачивания ванадия (кек) направляли на выщелачивание марганца в течение 2-х часов при Т/Ж=1/3, начальной концентрации до 100 г·дм-3 и при условии получения остаточной концентрации серной кислоты, определяемой по водородному показателю рН 1,90-1,95.
Сернокислый раствор содержал, г·дм-3: Mn - 20-30; V - 1,850; Fe - 1,010; Mg - 1,056; Si - 0,198; Ca - 0,444; Ti - 0,098; Cr - 0,057; Na - 0,910; P - 0,034; Ni - 0,003; A1 - 0,008; Sb - 0,040; Cu - 0,013; Zn - 0,010.
Осуществление очистки марганцевого раствора в две стадии обеспечивает максимальный переход примесных элементов и остаточных количеств ванадия в осадок и получение чистого раствора.
В результате первой стадии очистки получали химически чистый продукт CaSO4 - гипс. На второй стадии - осадок, содержащий до 7% ванадия и примеси металлов, находившиеся в сернокислом растворе. Очищенный раствор содержал, г·дм-3: Fe - 0,001; V - 0,021; Mg<1; Al, Si, P, Cr, Cu, Zn, Ni, Co - не обнаружены. Раствор соответствует требованиям, предъявленным для получения электролизом диоксида марганца высокой чистоты.
Потери марганца из раствора с осадком при очистке не превышают 4% и не являются безвозвратными. Осадок, содержащий ванадий и примеси марганца, направляли на содовое выщелачивание совместно с исходным шлаком.
Растворялся ванадий из свежеосажденного осадка практически нацело, а марганец далее по схеме доизвлекался на стадии сернокислотного выщелачивания.
Электролиз марганца по известной технологии проводили в замкнутом цикле с выщелачиванием.
Проверена технология извлечения марганца из очищенных растворов осаждением Mn(ОН)2 путем добавки в раствор NaOH до рН - 8-8,2.
В результате разработанной технологии извлечение ванадия и марганца из шлаков в товарные продукты составило соответственно 90-95% и 80-83%.
Таким образом, при осуществлении заявляемого способа переработки ванадиевых шлаков не получается отвальных промежуточных или конечных жидких и твердых отходов, не загрязняется воздушный бассейн какими-либо токсичными газами, а следовательно технология претендует на экологически чистую, кроме того, по сравнению с прототипом на 20% увеличивается степень извлечения марганца из шлаков.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. А.с. СССР №256261 "Способ извлечения ванадия из ванадийсодержащих материалов", БИ №43, 25.11.77, автор: Н.П.Слотвинский-Сидак.
2. А.с. СССР №453939 "Способ извлечения ванадия", БИ №37, 05.10.77, авторы: Н.П.Слотвинский-Сидак, И.П.Майорова.
3. Н.П.Слотвинский-Сидак, В.И.Потапов, П.И.Аверин. Осаждение чистой и химически чистой пятиокиси ванадия из щелочных растворов. Цветные металлы, №5, 1965 г., с.67-70.
4. М.Н.Соболев. "Извлечение ванадия и титана из уральских титано-магнетитов". Главная редакция литературы по цветной металлургии. Москва-Ленинград, 1936 г., с.103-106.
5. В.В.Вдовин, А.А.Каменских, А.А.Карпов и др. "Сравнительный технико-экономический анализ существующих технологических схем производства оксида ванадия из конвертерных шлаков". Химия и технология, промышленная экология неорганических соединений. Сб. н. трудов, вып.2, 1999 г., с.69-77. Из-во Пермского университета, г.Пермь.
6. Патент РФ №2157420 "Способ переработки ванадийсодержащих конвертерных шлаков", С 22 В 34/22, оп. БИМП №28, 2000 г.
Claims (5)
1. Способ переработки ванадийсодержащих шлаков, включающий окислительный обжиг без реакционных добавок и последующее выщелачивание огарка водным раствором соды с получением твердого остатка и раствора, отличающийся тем, что полученный раствор обрабатывают одноатомным спиртом в количестве 25-30% объемных и отстаивают с получением двух фаз: нижней, которую отделяют, промывают, сушат и получают готовый продукт в виде ванадатов натрия, и верхней, представляющей собой водный спиртово-содовый раствор, который корректируют и возвращают на стадию выщелачивания огарка, твердый остаток после содового выщелачивания, содержащий марганец и остаточный ванадий, выщелачивают водным раствором серной кислоты при достижении рН раствора не более 1,95, полученный марганецсодержащий раствор подвергают двухстадийной очистке от примесей путем осаждения известковым раствором, при этом первую стадию осуществляют при рН 1,90-1,95 с образованием CaSO4, а вторую - при конечном рН 7,0 с образованием осадка, осадок направляют на стадию содового выщелачивания для доизвлечения ванадия, а раствор, содержащий марганец, - на переработку известными методами с получением товарного диоксида марганца.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивание ведут с отгонкой спирта в одном аппарате при температуре 65-99°С.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что верхнюю фазу после предварительной отгонки спирта возвращают на стадию содового выщелачивания огарка, а отогнанный спирт - на стадию извлечения ванадия из содового раствора.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения химически чистого метаванадата натрия нижнюю фазу разбавляют водой, обрабатывают спиртом в количестве, обеспечивающем его концентрацию в растворе не менее 25% объемных, отстаивают и сушат.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что остаток после сернокислотного выщелачивания направляют на плавку с получением комплексной лигатуры.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004116034A RU2263722C1 (ru) | 2004-05-25 | 2004-05-25 | Способ переработки ванадийсодержащих шлаков |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004116034A RU2263722C1 (ru) | 2004-05-25 | 2004-05-25 | Способ переработки ванадийсодержащих шлаков |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2263722C1 true RU2263722C1 (ru) | 2005-11-10 |
Family
ID=35865441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004116034A RU2263722C1 (ru) | 2004-05-25 | 2004-05-25 | Способ переработки ванадийсодержащих шлаков |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2263722C1 (ru) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2370551C1 (ru) * | 2008-06-17 | 2009-10-20 | Открытое акционерное общество "Чусовской металлургический завод" | Способ переработки отвального шлама |
| CN104694769A (zh) * | 2015-02-16 | 2015-06-10 | 河北钢铁股份有限公司承德分公司 | 一种洁净钒液的生产方法 |
| CN107723482A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-02-23 | 攀钢集团钒钛资源股份有限公司 | 控制钒渣钙化焙烧熟料硫酸浸出工艺参数的方法 |
| CN107723483A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-02-23 | 攀钢集团钒钛资源股份有限公司 | 控制钒渣钙化焙烧及其熟料硫酸浸出工艺参数的方法 |
| CN107815549A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-03-20 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 沉钒废水的利用方法 |
| CN109706316A (zh) * | 2019-02-11 | 2019-05-03 | 广东省稀有金属研究所 | 一种从沉钒母液中回收有价金属的方法 |
| CN110643838A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-01-03 | 四川大学 | 采用硫酸钙焙烧钒渣的方法 |
| CN115747526A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-03-07 | 成都铬科高化工技术有限责任公司 | 一种钒渣浸取提钒的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2154565A (en) * | 1984-01-25 | 1985-09-11 | Elektrometallurgie Gmbh | Process for production of vanadium compounds from vanadium-bearing residues |
| GB2294255A (en) * | 1994-10-17 | 1996-04-24 | Magmint Ltd | Vanadium recovery process |
| WO1997012071A1 (en) * | 1995-09-27 | 1997-04-03 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Recovery of vanadium |
| WO1998004750A1 (de) * | 1996-07-24 | 1998-02-05 | 'holderbank' Financiere Glarus Ag | Verfahren zum abtrennen von titan und/oder vanadium aus roheisen |
| RU2228965C1 (ru) * | 2002-12-30 | 2004-05-20 | Государственное учреждение Институт металлургии Уральского отделения РАН | Способ извлечения ванадия из ванадийсодержащих материалов |
-
2004
- 2004-05-25 RU RU2004116034A patent/RU2263722C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2154565A (en) * | 1984-01-25 | 1985-09-11 | Elektrometallurgie Gmbh | Process for production of vanadium compounds from vanadium-bearing residues |
| GB2294255A (en) * | 1994-10-17 | 1996-04-24 | Magmint Ltd | Vanadium recovery process |
| WO1997012071A1 (en) * | 1995-09-27 | 1997-04-03 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Recovery of vanadium |
| WO1998004750A1 (de) * | 1996-07-24 | 1998-02-05 | 'holderbank' Financiere Glarus Ag | Verfahren zum abtrennen von titan und/oder vanadium aus roheisen |
| RU2228965C1 (ru) * | 2002-12-30 | 2004-05-20 | Государственное учреждение Институт металлургии Уральского отделения РАН | Способ извлечения ванадия из ванадийсодержащих материалов |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2370551C1 (ru) * | 2008-06-17 | 2009-10-20 | Открытое акционерное общество "Чусовской металлургический завод" | Способ переработки отвального шлама |
| CN104694769A (zh) * | 2015-02-16 | 2015-06-10 | 河北钢铁股份有限公司承德分公司 | 一种洁净钒液的生产方法 |
| CN107723482A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-02-23 | 攀钢集团钒钛资源股份有限公司 | 控制钒渣钙化焙烧熟料硫酸浸出工艺参数的方法 |
| CN107723483A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-02-23 | 攀钢集团钒钛资源股份有限公司 | 控制钒渣钙化焙烧及其熟料硫酸浸出工艺参数的方法 |
| CN107723483B (zh) * | 2017-10-11 | 2022-06-24 | 攀钢集团钒钛资源股份有限公司 | 控制钒渣钙化焙烧及其熟料硫酸浸出工艺参数的方法 |
| CN107815549A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-03-20 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 沉钒废水的利用方法 |
| CN107815549B (zh) * | 2017-11-13 | 2019-11-12 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 沉钒废水的利用方法 |
| CN109706316A (zh) * | 2019-02-11 | 2019-05-03 | 广东省稀有金属研究所 | 一种从沉钒母液中回收有价金属的方法 |
| CN110643838A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-01-03 | 四川大学 | 采用硫酸钙焙烧钒渣的方法 |
| CN115747526A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-03-07 | 成都铬科高化工技术有限责任公司 | 一种钒渣浸取提钒的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9284624B2 (en) | Process for recovering zinc and/or zinc oxide II | |
| RU1813111C (ru) | Способ извлечени галли из промышленного раствора алюмината натри процесса Байера | |
| JP6336469B2 (ja) | スカンジウム高含有のスカンジウム含有固体材料の生産方法 | |
| CN102766765B (zh) | 氧化锌粉回收利用方法 | |
| RU2736539C1 (ru) | Способ получения оксида ванадия батарейного сорта | |
| AU2020408368A1 (en) | Recovery of vanadium from slag materials | |
| EA015176B1 (ru) | Способ извлечения редких металлов при выщелачивании цинка | |
| RU2098349C1 (ru) | Способ регенерации отработанной серной кислоты, содержащей сульфаты металлов (варианты) | |
| CN101709376B (zh) | 碱性钒浸出液的净化方法 | |
| RU2263722C1 (ru) | Способ переработки ванадийсодержащих шлаков | |
| US4594102A (en) | Recovery of cobalt and nickel from sulphidic material | |
| KR100578712B1 (ko) | ＮｄＦｅＢ계 영구자석 산화배소 스크랩의 초산침출에의한 네오디뮴 회수 | |
| KR20060068859A (ko) | 주석 도금 폐액으로부터 산화주석 또는 주석을 회수하는방법 | |
| RU2017845C1 (ru) | Способ переработки молибденитовых концентратов | |
| CN117758080A (zh) | 一种钛白废酸和碱沉废渣协同提钪的方法 | |
| AU2006260586B2 (en) | Chemical beneficiation of raw material, containing tantalum-niobium | |
| RU2437946C2 (ru) | Способ переработки ванадийсодержащего сырья | |
| RU2157420C1 (ru) | Способ переработки ванадийсодержащих конвертерных шлаков | |
| EP1129225B1 (en) | Sulfatisation process for metal extraction from sulfide ores | |
| RU2833059C1 (ru) | Способ переработки отработанного ванадиевого катализатора | |
| JP3887710B2 (ja) | アンモニアの回収方法 | |
| CN111910084B (zh) | 一种提取回收烟灰中多金属的方法 | |
| RU2169203C1 (ru) | Способ извлечения ванадия | |
| RU2158777C1 (ru) | Способ переработки кобальтового концентрата | |
| US1316351A (en) | Process of treating copper ores by lixiviation with an so |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110526 |