RU2645535C1 - Method for producing a low-silica vanadium pentoxide from solution containing vanadium, chrome and silicon - Google Patents
Method for producing a low-silica vanadium pentoxide from solution containing vanadium, chrome and silicon Download PDFInfo
- Publication number
- RU2645535C1 RU2645535C1 RU2016145438A RU2016145438A RU2645535C1 RU 2645535 C1 RU2645535 C1 RU 2645535C1 RU 2016145438 A RU2016145438 A RU 2016145438A RU 2016145438 A RU2016145438 A RU 2016145438A RU 2645535 C1 RU2645535 C1 RU 2645535C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vanadium
- silicon
- solution
- chromium
- washing
- Prior art date
Links
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 105
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 101
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 69
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 69
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 60
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 28
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 62
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 30
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 15
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims abstract description 13
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 9
- 125000002924 primary amino group Chemical class [H]N([H])* 0.000 claims abstract 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 33
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 12
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 8
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 8
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- AOGQPLXWSUTHQB-UHFFFAOYSA-N hexyl acetate Chemical compound CCCCCCOC(C)=O AOGQPLXWSUTHQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 4
- NWPWRAWAUYIELB-UHFFFAOYSA-N ethyl 4-methylbenzoate Chemical compound CCOC(=O)C1=CC=C(C)C=C1 NWPWRAWAUYIELB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 3
- YPLYFEUBZLLLIY-UHFFFAOYSA-N dipropan-2-yl butanedioate Chemical compound CC(C)OC(=O)CCC(=O)OC(C)C YPLYFEUBZLLLIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229940072049 amyl acetate Drugs 0.000 claims description 2
- PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N anhydrous amyl acetate Natural products CCCCCOC(C)=O PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M heptanoate Chemical compound CCCCCCC([O-])=O MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 2
- WMOVHXAZOJBABW-UHFFFAOYSA-N tert-butyl acetate Chemical compound CC(=O)OC(C)(C)C WMOVHXAZOJBABW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 2
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 claims 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims 2
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 claims 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 11
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 10
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 5
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 5
- 229940101006 anhydrous sodium sulfite Drugs 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical class [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N Cyclopentane Chemical compound C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WXHLLJAMBQLULT-UHFFFAOYSA-N 2-[[6-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]-2-methylpyrimidin-4-yl]amino]-n-(2-methyl-6-sulfanylphenyl)-1,3-thiazole-5-carboxamide;hydrate Chemical compound O.C=1C(N2CCN(CCO)CC2)=NC(C)=NC=1NC(S1)=NC=C1C(=O)NC1=C(C)C=CC=C1S WXHLLJAMBQLULT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 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 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-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
- JNIQYRLMPFIVTE-UHFFFAOYSA-N [P].[W].[Mo] Chemical compound [P].[W].[Mo] JNIQYRLMPFIVTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DIEKDUAFRVRCTI-UHFFFAOYSA-N [Si][Mo][W] Chemical compound [Si][Mo][W] DIEKDUAFRVRCTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PTXMVOUNAHFTFC-UHFFFAOYSA-N alumane;vanadium Chemical compound [AlH3].[V] PTXMVOUNAHFTFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- QUXFOKCUIZCKGS-UHFFFAOYSA-N bis(2,4,4-trimethylpentyl)phosphinic acid Chemical compound CC(C)(C)CC(C)CP(O)(=O)CC(C)CC(C)(C)C QUXFOKCUIZCKGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- DGLFSNZWRYADFC-UHFFFAOYSA-N chembl2334586 Chemical compound C1CCC2=CN=C(N)N=C2C2=C1NC1=CC=C(C#CC(C)(O)C)C=C12 DGLFSNZWRYADFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000009615 deamination Effects 0.000 description 1
- 238000006481 deamination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N heptamethylene Natural products C1CCCCCC1 DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- XKBGEWXEAPTVCK-UHFFFAOYSA-M methyltrioctylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCC[N+](C)(CCCCCCCC)CCCCCCCC XKBGEWXEAPTVCK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/44—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/20—Obtaining niobium, tantalum or vanadium
- C22B34/22—Obtaining vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G31/00—Compounds of vanadium
- C01G31/02—Oxides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение лежит в области гидрометаллургии или очистки сточных вод и относится к способу получения низкокремнистого V2O5, в частности к технологическому способу получения низкокремнистого высокочистого V2O5 из раствора, содержащего ванадий, хром, кремний и т.д.The present invention lies in the field of hydrometallurgy or wastewater treatment and relates to a method for producing low-silicon V 2 O 5 , in particular to a technological method for producing low-silicon high-purity V 2 O 5 from a solution containing vanadium, chromium, silicon, etc.
Уровень техникиState of the art
Ванадий - это цветной металл и очень важный стратегический ресурс. Пентоксид ванадия (V2O5) - важный оксид ванадия, а также наиболее широко применяемый оксид. Его применение распространяется на такие отрасли промышленности как металлургия, химическая промышленность и т.д., а также аэрокосмическая отрасль, электронная промышленность, электрохимия и т.д. С увеличением спроса на высокочистый V2O5 на региональном и глобальном рынке ужесточаются требования к чистоте V2O5. В частности, разработки ванадиевых проточных аккумуляторов и ванадиево-алюминиевого сплава предъявляют более высокие требования к чистоте ванадия и содержанию примеси кремния в высокочистом ванадии. Однако, поскольку ванадий (V) и хром (VI) обладают очень близкими химическими свойствами и часто вместе встречаются в минералах, их разделение является сложной задачей, и трудно получить высокочистые продукты ванадия.Vanadium is a non-ferrous metal and a very important strategic resource. Vanadium pentoxide (V 2 O 5 ) is an important vanadium oxide, as well as the most widely used oxide. Its application extends to such industries as metallurgy, chemical industry, etc., as well as the aerospace industry, electronic industry, electrochemistry, etc. With increasing demand for high-purity V 2 O 5, the purity requirements of V 2 O 5 are becoming more stringent in the regional and global markets. In particular, the development of vanadium flow-through batteries and a vanadium-aluminum alloy impose higher requirements on the purity of vanadium and the content of silicon impurities in high-purity vanadium. However, since vanadium (V) and chromium (VI) have very similar chemical properties and are often found together in minerals, their separation is a difficult task and it is difficult to obtain high-purity vanadium products.
Обычно промышленный V2O5 или другие ванадаты, которые дешевы и легко получаются, используют в качестве сырьевых материалов для получения высокочистого V2O5 путем последовательности стадий очистки и обработки. Например, Changlin Piao описывает применение неочищенного V2O5 с низким содержанием хрома в качестве сырьевого материала для получения высокочистого ванадия с содержанием хрома и железа менее 0,005% и ванадия марки выше 99,9% с помощью способа электролитического рафинирования в расплаве солей. В CN 102764894 А описано применение ванадиевых заготовок в качестве сырьевого материала, гидрирование, размол, дегидрирование с получением высокочистого порошка ванадия. Все указанные способы получения высокочистого ванадия применяют с качестве сырьевых материалов промышленные переработанные продукты, а их источники ограничены и дороги. Высокие требования к сырьевым материалам ограничивают продвижение этих способов. Растворы, содержащие ванадий и хром, характеризуются большим разнообразием источников и оказывают значительное влияние на окружающую среду. Одной из первостепенных задач современных исследований становится более эффективная переработка растворов, содержащих ванадий и хром.Typically, industrial V 2 O 5 or other vanadates that are cheap and easy to obtain are used as raw materials to produce high purity V 2 O 5 through a series of purification and processing steps. For example, Changlin Piao describes the use of crude low chromium V 2 O 5 as a raw material for producing high-purity vanadium with a chromium and iron content of less than 0.005% and a grade vanadium above 99.9% using an electrolytic refining method in molten salts. CN 102764894 A describes the use of vanadium blanks as a raw material, hydrogenation, grinding, dehydrogenation to obtain a high-purity vanadium powder. All these methods for producing high-purity vanadium are used as processed raw materials by industrial processed products, and their sources are limited and expensive. High requirements for raw materials limit the promotion of these methods. Solutions containing vanadium and chromium are characterized by a wide variety of sources and have a significant impact on the environment. One of the paramount tasks of modern research is becoming more efficient processing of solutions containing vanadium and chromium.
К настоящему времени разработано много технологий переработки растворов, содержащих ванадий и хром. Среди них, более традиционный способ представляет собой способ химического осаждения, т.е. добавление различных удаляющих примеси агентов в раствор, например хлорида кальция, хлорида магния, хлорида алюминия, сульфата алюминия, щавелевой кислоты, сульфосалициловой кислоты и т.д., для удаления примесей, находящихся в растворе, затем добавление солей аммония, таких как сульфат аммония, хлорид аммония и т.д., для осаждения ванадия с получением метаванадата аммония, промывание и рекристаллизация метаванадата аммония с получением высокочистого ванадия. Хотя такой способ прост в работе, в нем много трудоемких стадий. Чистота продукта невысокая, а потери ванадия велики. Хотя другой новый способ, т.е. способ ионного обмена, обладает преимуществами, как, например, относительно простой способ получения, меньший расход реагентов, высокая степень извлечения ванадия, примеси, находящиеся в растворе, будут прочно удерживаться на поверхности смолы в процессе способа ионного обмена так, что будут понижать обменную емкость смолы, даже делая смолу "отравленной". Кроме того, рабочие условия такого способа являются жесткими. Таким образом, данный способ еще не приобрел популярности в промышленности.To date, many technologies have been developed for processing solutions containing vanadium and chromium. Among them, a more traditional method is a chemical precipitation method, i.e. adding various impurity removing agents to the solution, for example, calcium chloride, magnesium chloride, aluminum chloride, aluminum sulfate, oxalic acid, sulfosalicylic acid, etc., to remove impurities present in the solution, then adding ammonium salts such as ammonium sulfate, ammonium chloride, etc., for precipitation of vanadium to obtain ammonium metavanadate, washing and recrystallization of ammonium metavanadate to obtain high-purity vanadium. Although this method is easy to use, it has many laborious stages. The purity of the product is low, and the loss of vanadium is great. Although another new way, i.e. The ion exchange method has advantages such as, for example, a relatively simple preparation method, lower consumption of reagents, a high degree of vanadium recovery, impurities in solution will be firmly held on the surface of the resin during the ion exchange method, so that they will lower the exchange capacity of the resin even making the resin "poisoned." In addition, the operating conditions of this method are harsh. Thus, this method has not yet gained popularity in industry.
Способ экстракции - широко используемый способ, который обладает многими преимуществами, такими как более хороший эффект разделения, высокая скорость извлечения, рециклируемый экстрагирующий агент, низкая стоимость продукта, чрезвычайно высокая чистота продукта и т.д. Однако экстракционная система будет образовывать третью фазу из-за высокого эффекта загрязнения. Описано, что многие экстрагирующие агенты можно применять для экстракции ванадия, включая Cyanex 272, РС88А, TR-83, Adongen464, Aliquat 336, N263, четвертичные соли аммония и т.д. В CN 101121962 описано полное извлечение ванадия и хрома в растворе, содержащем ванадий и хром, путем экстракции, продувки и осаждения ванадия и т.д., при этом чистота полученного ванадата может достигать только 99,5%. В CN 103540745 А описана очистка раствора ванадия путем экстракции гетерополикислот в растворе ванадия с аминами, добавления солей аммония для осаждения ванадия и прокаливание с образованием пентоксида ванадия со степенью чистоты выше 99,9%. Однако необходимо, чтобы в первичном растворе для удаления примесей образовались гетерополикислоты, такие как фосфор-молибдениево-вольфрамовые, кремний-молибдениево-вольфрамовые. Другие растворы, содержащие ванадий и хром, которые не могут образовывать гетерополикислоты, уже не подходят.The extraction method is a widely used method that has many advantages, such as a better separation effect, high extraction rate, recyclable extracting agent, low product cost, extremely high product purity, etc. However, the extraction system will form a third phase due to the high pollution effect. It is described that many extracting agents can be used for extraction of vanadium, including Cyanex 272, PC88A, TR-83, Adongen464, Aliquat 336, N263, Quaternary ammonium salts, etc. CN 101121962 describes the complete extraction of vanadium and chromium in a solution containing vanadium and chromium by extraction, purging and precipitation of vanadium, etc., while the purity of the obtained vanadate can reach only 99.5%. CN 103540745 A describes the purification of a vanadium solution by extracting heteropoly acids in a solution of vanadium with amines, adding ammonium salts to precipitate vanadium, and calcining to form vanadium pentoxide with a degree of purity higher than 99.9%. However, it is necessary that heteropoly acids such as phosphorus-molybdenum-tungsten, silicon-molybdenum-tungsten are formed in the primary solution to remove impurities. Other solutions containing vanadium and chromium, which cannot form heteropoly acids, are no longer suitable.
В CN 102849795 А описано получение высокочистого V2O5 из неочищенного метаванадата аммония в качестве сырьевого материала путем растворения в щелочи, удаления примесей, многократной фильтрации, осаждения ванадия и прокаливания. Однако такой способ ограничивает сырьевые материалы, включает повторяющиеся и сложные операции и не способствует распространению и применению. В CN 102923776 А также описано использование неочищенного метаванадата аммония в качестве сырьевого материала путем растворения в щелочи, наддува и подачи аммиака под давлением, переработки путем ультразвукового распыления и прокаливания с получением V2O5 с чистотой 99,95%. Однако такой способ характеризуется относительно высокими требованиями к оборудованию и более высокими капитальными вложениями.CN 102849795 A describes the preparation of high purity V 2 O 5 from crude ammonium metavanadate as a raw material by dissolving in alkali, removing impurities, repeatedly filtering, precipitating vanadium and calcining. However, this method restricts raw materials, includes repetitive and complex operations, and does not facilitate distribution and use. CN 102923776 A also describes the use of crude ammonium metavanadate as a raw material by dissolving in alkali, pressurizing and supplying ammonia under pressure, processing by ultrasonic atomization and calcination to obtain V 2 O 5 with a purity of 99.95%. However, this method is characterized by relatively high requirements for equipment and higher capital investments.
В CN 100497675 А описан новый способ полного извлечения ванадия и хрома из смешанного раствора ванадия (V) и хрома (VI), первоначально включающий взаимодействие в противотоке экстрагирующего агента, содержащего первичный и вторичный агенты, с водным раствором, содержащим ванадий (V) и хром (VI), экстрагирование большей части ванадия и небольшого количества хрома из воды в органическую фазу, при этом основная часть ванадия остается в водной фазе, корректировку pH экстрагируемой фазы (водной фазы) с помощью кислоты, добавление определенного количества восстанавливающего агента для восстановления, повторную корректировку pH водного раствора с помощью гидроксида натрия и фильтрование, при этом полученное твердое вещество представляет собой гидратированный оксид хрома; промывание ванадия в противотоке с помощью щелочного раствора в качестве промывающего агента из обогащенной ванадием органической фазы в воду; отделение ванадия в виде метаванадата аммония с помощью способа осаждения соли аммония из раствора, переработку жидкости над осажденным ванадием с помощью высокоэффективной технологии перегонки с получением концентрированного аммиака в верхней части колонны и деаммонированной воды в нижней части колонны, непосредственно направляемых обратно в процесс экстракции. Способ можно применять для получения пентоксида ванадия с чистотой более 99,5%, при этом примеси в основном относятся к кремнию, натрию, сере, хрому и т.д.CN 100497675 A describes a new method for the complete extraction of vanadium and chromium from a mixed solution of vanadium (V) and chromium (VI), initially comprising reacting in countercurrent extraction agent containing primary and secondary agents with an aqueous solution containing vanadium (V) and chromium (VI) extracting most of the vanadium and a small amount of chromium from water into the organic phase, while the majority of vanadium remains in the aqueous phase, adjusting the pH of the extracted phase (aqueous phase) with an acid, adding a certain amount a reducing agent for reduction, re-adjusting the pH of the aqueous solution with sodium hydroxide and filtering, wherein the resulting solid is hydrated chromium oxide; washing the vanadium in countercurrent using an alkaline solution as a washing agent from the vanadium-rich organic phase into water; separating vanadium in the form of ammonium metavanadate using a method of precipitating ammonium salts from a solution, processing the liquid over precipitated vanadium using a highly efficient distillation technology to obtain concentrated ammonia in the upper part of the column and de-ammoniated water in the lower part of the column, which are directly sent back to the extraction process. The method can be used to obtain vanadium pentoxide with a purity of more than 99.5%, while the impurities mainly relate to silicon, sodium, sulfur, chromium, etc.
К настоящему моменту существует всего несколько способов, в которых не предъявляются высокие требования к сырьевым материалам, а также происходит прямое выделение из содержащего ванадий раствора и получение низкокремнистого высокочистого V2O5. Таким образом, существует насущная потребность в разработке подходящего технологического способа и получении низкокремнистого высокочистого V2O5 при низких затратах.To date, there are only a few methods in which high demands are made on raw materials, as well as direct isolation from a solution containing vanadium and the production of low-silicon high-purity V 2 O 5 . Thus, there is an urgent need to develop a suitable technological method and obtain low-silicon high-purity V 2 O 5 at low cost.
Описание изобретенияDescription of the invention
В настоящем изобретении описан способ получения низкокремнистого высокочистого V2O5 из раствора, содержащего ванадий, хром и кремний. Основываясь на анализе поведения извлекаемых примесей на каждой стадии CN 100497675 A, в настоящем изобретении делают акцент на изучении структурной химии ванадия, хрома и кремния и определяют посредством измерений ряд основных данных по растворимости метаванадата аммония в связи с осаждением ванадия из солей аммония, устанавливают термодинамическую модель, делают научные предсказания по растворимости метаванадата аммония в присутствии различных примесей, предлагают пути регулировки способа, а именно изменение ингредиентов в модифицирующем агенте, оптимизация технологических стадий удаления кремния, объединение процессов промывания и осаждения ванадия. Способ по настоящему изобретению характеризуется простым осуществлением, низкой стоимостью и легко переносит промышленное масштабирование. Высокочистый V2O5, полученный согласно способу по настоящему изобретению, имеет низкое содержание примеси (содержание кремния меньше 0,007%) и чистоту выше 99,9%.The present invention describes a method for producing low-silicon high-purity V 2 O 5 from a solution containing vanadium, chromium and silicon. Based on the analysis of the behavior of the recoverable impurities at each stage of CN 100497675 A, the present invention focuses on the study of the structural chemistry of vanadium, chromium and silicon and determines, by measuring, a number of basic data on the solubility of ammonium metavanadate in connection with the precipitation of vanadium from ammonium salts, and establishes a thermodynamic model , make scientific predictions on the solubility of ammonium metavanadate in the presence of various impurities, suggest ways to adjust the method, namely, changing the ingredients to modify em agent, optimization of silicon removal steps, washing and association processes vanadium precipitation. The method of the present invention is characterized by simple implementation, low cost and easily tolerates industrial scaling. The high-purity V 2 O 5 obtained according to the method of the present invention has a low impurity content (silicon content less than 0.007%) and a purity higher than 99.9%.
Способ по настоящему изобретению основан на следующих принципах. Во-первых, для удаления кремния, находящегося в смешанном растворе, содержащем ванадий (V), хром (VI) и другие примеси, применяют соль амфотерного металла и/или соль щелочного металла, без внесения других примесей.The method of the present invention is based on the following principles. Firstly, to remove silicon in a mixed solution containing vanadium (V), chromium (VI) and other impurities, an amphoteric metal salt and / or alkali metal salt is used without introducing other impurities.
Затем применяют экстракционную систему с первичным амином для селективной экстракции большей части ванадия в органическую фазу; смешанный раствор щелочного раствора и соли аммония применяют для промывания ванадия, находящегося в обогащенной ванадием органической фазе, и высаживания метаванадата аммония; полученный метаванадат аммония промывают, сушат и прокаливают при специфической температуре с получением низкокремнистого высокочистого V2O5; раствор, в котором высаживают ванадий, можно рециклировать в первичный раствор ванадия для повторной переработки.A primary amine extraction system is then used to selectively extract most of the vanadium into the organic phase; a mixed solution of an alkaline solution and an ammonium salt is used to wash vanadium in the vanadium-rich organic phase and to precipitate ammonium metavanadate; the obtained ammonium metavanadate is washed, dried and calcined at a specific temperature to obtain a low-silicon high-purity V 2 O 5 ; the solution in which vanadium is planted can be recycled to the primary vanadium solution for recycling.
Для достижения вышеуказанной цели настоящее изобретение раскрывает следующее техническое решение.To achieve the above objectives, the present invention discloses the following technical solution.
Способ получения V2O5 из раствора, содержащего ванадий, хром и кремний, включает следующие стадии:The method of obtaining V 2 O 5 from a solution containing vanadium, chromium and silicon, includes the following stages:
(1) удаление большей части кремния путем смешивания соли амфотерного металла и/или соли щелочного металла с раствором, содержащим ванадий, хром и кремний, охлаждение до комнатной температуры и уменьшение других примесей в растворе путем регулирования значения pH раствора, где примеси представляют собой примеси металла, внесенные солью амфотерного металла и/или солью щелочного металла, разделение твердого вещества и жидкости и сбор надосадочной жидкости; разделение твердого вещества и жидкости, при этом большая часть кремния, находящегося в растворе, высаживается в твердой форме, сбор надосадочной жидкости;(1) removing most of the silicon by mixing the amphoteric metal salt and / or alkali metal salt with a solution containing vanadium, chromium and silicon, cooling to room temperature and reducing other impurities in the solution by adjusting the pH of the solution, where the impurities are metal impurities made by the amphoteric metal salt and / or alkali metal salt, separating the solid and liquid and collecting the supernatant; separation of solid and liquid, with most of the silicon in solution being precipitated in solid form, collecting supernatant;
(2) регулирование pH надосадочной жидкости, полученной на стадии (1), до кислой среды, предпочтительно от 2 до 6, например 2,4, 3,1, 5 или 5,8, экстрагирование ванадия с помощью экстракционной системы с первичным амином в органическую фазу, при этом хром остается в экстрагируемой фазе; селективное экстрагирование большей части ванадия в органическую фазу, при этом большая часть хрома и другие примеси остаются в экстрагируемой фазе;(2) adjusting the pH of the supernatant obtained in step (1) to an acidic medium, preferably from 2 to 6, for example, 2.4, 3.1, 5 or 5.8, extracting vanadium using a primary amine extraction system in organic phase, while chromium remains in the extracted phase; selective extraction of most of the vanadium into the organic phase, while most of the chromium and other impurities remain in the extracted phase;
(3) при необходимости регулирование pH экстрагируемой фазы, полученной на стадии (2), с помощью кислоты, добавление восстанавливающего агента для реакции восстановления, повторное регулирование pH водного раствора с помощью щелочи, фильтрование с получением твердого гидратированного оксида хрома;(3) if necessary, adjusting the pH of the extractable phase obtained in step (2) with acid, adding a reducing agent for the reduction reaction, re-adjusting the pH of the aqueous solution with alkali, filtering to obtain solid hydrated chromium oxide;
(4) промывание обогащенной ванадием органической фазы, полученной на стадии (2), с помощью смешанного раствора щелочного раствора и соли аммония и высаживание метаванадата аммония;(4) washing the vanadium-rich organic phase obtained in step (2) with a mixed solution of an alkaline solution and an ammonium salt and precipitating ammonium metavanadate;
при необходимости раствор, из которого высаживают ванадий, подают обратно на стадию (1) для переработки; раствор, из которого высаживают ванадий, можно подать непосредственно обратно в первичный раствор ванадия для следующего цикла способа разделения и извлечения, что позволяет рециклировать аммиак и сокращать расходы;if necessary, the solution from which vanadium is planted is fed back to stage (1) for processing; the solution from which vanadium is planted can be fed directly back to the vanadium primary solution for the next cycle of the separation and recovery process, which allows recycling ammonia and reducing costs;
(5) промывание и сушка метаванадата аммония, полученного на стадии (4), прокаливание с получением низкокремнистого высокочистого V2O5.(5) washing and drying the ammonium metavanadate obtained in step (4), calcining to obtain low silica, high purity V 2 O 5 .
В качестве предпочтительного технического решения способа по настоящему изобретению, раствор, содержащий ванадий, хром и кремний, выбирают из группы, состоящей из щелока от выщелачивания шлака, содержащего ванадий и хром, отработанного щелока от выщелачивания, содержащего ванадий, и сточных вод предприятия, содержащих ванадий, или смеси по меньшей мере двух из выбранных растворов. Непромышленные марки готовых ванадатов, даже если они содержат кремний, также можно использовать для получения низкокремнистого высокочистого V2O5.As a preferred technical solution of the method of the present invention, the solution containing vanadium, chromium and silicon is selected from the group consisting of leach slag containing vanadium and chromium, spent leach liquor containing vanadium and wastewater of the enterprise containing vanadium or a mixture of at least two of the selected solutions. Non-industrial brands of finished vanadates, even if they contain silicon, can also be used to obtain low-silicon high-purity V 2 O 5 .
В качестве предпочтительного технического решения, соль амфотерного металла на стадии (1) способа по настоящему изобретению предпочтительно выбирают из группы, состоящей из Al2(SO4)3, Al(ОН)3, AlCl3 и NaAlO2 или смеси по меньшей мере двух из выбранных веществ. В соответствии с типом структурного взаимодействия и образования соединений алюминия с кремнием, настоящее изобретение раскрывает применение только солей алюминия в качестве удаляющих кремний агентов для удаления кремния, находящегося в растворе, до менее 30 мг/л, тем самым обеспечивая техническую поддержку для гладкого протекания последующего процесса экстракции и низкую стоимость получения низкокремнистого высокочистого ванадия, при этом с Al2(SO4)3, Al(OH)3 и AlCl3 достигают особенно хороших результатов, и кремний можно удалить до менее 10 мг/л. Соль щелочного металла представляет собой соль, выбранную из группы, состоящей из Ca(ОН)2, CaCl2, CaO, NaOH и KOH или смеси по меньшей мере двух из выбранных веществ.As a preferred technical solution, the amphoteric metal salt in step (1) of the method of the present invention is preferably selected from the group consisting of Al 2 (SO 4 ) 3 , Al (OH) 3 , AlCl 3 and NaAlO 2, or a mixture of at least two from selected substances. In accordance with the type of structural interaction and formation of aluminum compounds with silicon, the present invention discloses the use of aluminum salts only as silicon removing agents for removing silicon in solution to less than 30 mg / L, thereby providing technical support for the smooth progress of the subsequent process extraction and low cost of obtaining low-silicon high-purity vanadium, while with Al 2 (SO 4 ) 3 , Al (OH) 3 and AlCl 3 achieve particularly good results, and silicon can be removed to less 10 mg / l. An alkali metal salt is a salt selected from the group consisting of Ca (OH) 2 , CaCl 2 , CaO, NaOH and KOH, or a mixture of at least two of the selected substances.
Предпочтительно, молярное соотношение смеси соли амфотерного металла и/или соли щелочного металла и кремния находится в диапазоне от 0,5:1 до 2,0:1, например 0,8:1, 1,1:1, 1,5:1, 1,9:1 и т.д.Preferably, the molar ratio of the mixture of the amphoteric metal salt and / or alkali metal salt to silicon is in the range from 0.5: 1 to 2.0: 1, for example 0.8: 1, 1.1: 1, 1.5: 1 , 1.9: 1, etc.
В качестве предпочтительного технического решения, кремний удаляют на стадии (1) способа по настоящему изобретению при температуре 30-90°C, например 32°C, 45°C, 52°C, 60°C, 71°C, 80°C, 88°C и т.д.; реакция продолжается в течение 20-150 мин, например 50 мин, 90 мин, 120 мин, 145 мин и т.д.As a preferred technical solution, silicon is removed in step (1) of the method of the present invention at a temperature of 30-90 ° C, for example 32 ° C, 45 ° C, 52 ° C, 60 ° C, 71 ° C, 80 ° C, 88 ° C, etc .; the reaction continues for 20-150 minutes, for example 50 minutes, 90 minutes, 120 minutes, 145 minutes, etc.
Предпочтительно, смешивание осуществляют путем вибрации или перемешивания.Preferably, the mixing is carried out by vibration or stirring.
Предпочтительно, pH составляет 7,5-9,0, например 7,9, 8,2, 8,7 и т.д.; pH регулируют при температуре 15-40°C, например 19°C, 25°C, 32°C, 37°C и т.д..Preferably, the pH is 7.5-9.0, for example 7.9, 8.2, 8.7, etc .; The pH is adjusted at a temperature of 15-40 ° C, for example 19 ° C, 25 ° C, 32 ° C, 37 ° C, etc.
В качестве предпочтительного технического решения, экстракционная система с первичным амином на стадии (2) способа по настоящему изобретению представляет собой смесь первичного амина, модифицирующего агента и растворителя, при этом первичный амин может быть линейным или разветвленным первичным амином, имеющим число атомов углерода 14-24 (например, LK-N21, JMT, N1923, N116, 7101 и т.д.), и содержаться в концентрации 3-30% мас.As a preferred technical solution, the primary amine extraction system in step (2) of the method of the present invention is a mixture of a primary amine, a modifying agent and a solvent, wherein the primary amine can be a linear or branched primary amine having a carbon number of 14-24 (for example, LK-N21, JMT, N1923, N116, 7101, etc.), and contained in a concentration of 3-30% wt.
Предпочтительно, модифицирующий агент выбран из сложных эфиров, предпочтительно из гексилацетата, амилацетата, этил-п-толуата, трет-бутилацетата и диизопропилсукцината или смеси по меньшей мере двух из выбранных веществ.Preferably, the modifying agent is selected from esters, preferably from hexyl acetate, amyl acetate, ethyl p-toluate, tert-butyl acetate and diisopropyl succinate, or a mixture of at least two of the selected substances.
Растворитель может представлять собой чистое органическое вещество, выбранное из группы, состоящей из сульфированного керосина, циклопентана, н-пентана, циклогексана, н-гексана, бензола, толуола, ксилола, хлороформа и четыреххлористого углерода или их смеси, в которой фазовое соотношение составляет 4:1-1:4 (по объему). Экстракцию проводят при температуре 10-40°C; pH доводят до 6,5-9,0; и экстракция продолжается в течение 3-60 мин.The solvent may be a pure organic substance selected from the group consisting of sulfonated kerosene, cyclopentane, n-pentane, cyclohexane, n-hexane, benzene, toluene, xylene, chloroform and carbon tetrachloride, or a mixture thereof, in which the phase ratio is 4: 1-1: 4 (by volume). The extraction is carried out at a temperature of 10-40 ° C; the pH is adjusted to 6.5-9.0; and extraction continues for 3-60 minutes
Предпочтительно, модифицирующий агент имеют концентрацию 2-10% мас., например 4% мас., 6% мас., 9% мас. и т.д.Preferably, the modifying agent has a concentration of 2-10% wt., For example 4% wt., 6% wt., 9% wt. etc.
Предпочтительно, pH, регулируемый на стадии (3) с помощью кислоты, составляет 1-6, например 1,5, 2,6, 3,5, 5,0, 5,8 и т.д., предпочтительно 2-4.Preferably, the pH adjusted in step (3) with an acid is 1-6, for example 1.5, 2.6, 3.5, 5.0, 5.8, etc., preferably 2-4.
Предпочтительно, pH, регулируемый с помощью щелочи, составляет 7-10, например, 7,3, 7,9, 8,5, 9,2, 9,9 и т.д., предпочтительно 7-9.Preferably, the pH adjusted with alkali is 7-10, for example 7.3, 7.9, 8.5, 9.2, 9.9, etc., preferably 7-9.
В качестве предпочтительного технического решения, промывание и осаждение ванадия на стадии (4) способа по настоящему изобретению проводят одновременно; щелочной раствор выбран из группы, состоящей из раствора NaOH, раствора KOH, раствора Ca(ОН)2 и аммиачной воды или смеси по меньшей мере двух из выбранных растворов, и предпочтительно имеет концентрацию 0,5-6% мас., например 0,8% мас., 1,5% мас., 2,0% мас., 4,0% мас., 5,5% мас. и т.д.As a preferred technical solution, the washing and precipitation of vanadium in step (4) of the method of the present invention is carried out simultaneously; alkaline solution is selected from the group consisting of NaOH solution, KOH solution, Ca solution (OH) 2 and ammonia water or a mixture of at least two of the selected solutions, and preferably has a concentration of 0.5-6 wt.%, for example 0.8 % wt., 1.5% wt., 2.0% wt., 4.0% wt., 5.5% wt. etc.
Предпочтительно, соль аммония, выбранная из группы, состоящей из (NH4)2CO3, NH4NO3, NH4Cl и (NH4)2SO4 или смеси по меньшей мере двух из выбранных солей, предпочтительно имеет концентрацию 0,05-0,6 М, например 0,2 М, 0,25 М, 0,4 М, 0,5 М и т.д.Preferably, the ammonium salt selected from the group consisting of (NH 4 ) 2 CO 3 , NH 4 NO 3 , NH 4 Cl and (NH 4 ) 2 SO 4 or a mixture of at least two of the selected salts, preferably has a concentration of 0, 05-0.6 M, e.g. 0.2 M, 0.25 M, 0.4 M, 0.5 M, etc.
Настоящее изобретение раскрывает промывание обогащенной ванадием органической фазы с помощью смешанного раствора щелочного раствора и соли аммония, при котором промывание и осаждение ванадия проходят одновременно. В сравнении с решением из CN 100497675 А, в котором промывание и осаждение проходят раздельно, настоящее изобретение не только упрощает процесс обработки, но также раскрывает то, что полученный метаванадат аммония и полученный впоследствии пентоксид ванадия имеют более низкое содержание кремния; кремний не обнаруживают в пентоксиде ванадия, полученном при оптимальных условиях; пентоксид ванадия имеет более мелкие частицы, большую удельную площадь поверхности и однородный размер частиц. Кроме того, благодаря добавлению подходящего количества соли аммония не происходит наиболее часто встречающееся при экстракции явление эмульгирования на поверхности раздела фаз. Поверхность раздела маслянистого вещества и воды является чистой, что позволяет легко отделить их друг от друга. Путем объединения с удалением кремния способ селективной экстракции ванадия позволяет достичь более хорошего технического результата, например, чистота готового V2O5 достигает более 99,9%.The present invention discloses washing a vanadium-rich organic phase with a mixed solution of an alkaline solution and an ammonium salt, in which washing and precipitation of vanadium occur simultaneously. Compared to the solution from CN 100497675 A, in which washing and precipitation are carried out separately, the present invention not only simplifies the processing process, but also discloses that the obtained ammonium metavanadate and subsequently obtained vanadium pentoxide have a lower silicon content; silicon is not found in vanadium pentoxide obtained under optimal conditions; Vanadium pentoxide has smaller particles, a larger specific surface area and a uniform particle size. In addition, due to the addition of a suitable amount of ammonium salt, the most frequent emulsification phenomenon upon extraction at the interface is not observed. The interface between the oily substance and water is clean, which makes it easy to separate them from each other. By combining with the removal of silicon, the method of selective extraction of vanadium allows to achieve a better technical result, for example, the purity of the finished V 2 O 5 reaches more than 99.9%.
В качестве предпочтительного технического решения, органическая фаза и смешанный раствор щелочного раствора и соли аммония на стадии (4) способа по настоящему изобретению имеют объемное соотношение 1:1-10:1, например 2:1, 5:1 или 8:1.As a preferred technical solution, the organic phase and the mixed solution of alkaline solution and ammonium salt in step (4) of the method of the present invention have a volume ratio of 1: 1-10: 1, for example 2: 1, 5: 1 or 8: 1.
Предпочтительно, промывание проводят при температуре 30-70°C, например 35°C, 40°C, 55°C, 62°C и т.д., в течение 0,5-5 ч, например 0,8 ч, 1,2 ч, 2,5 ч, 3,4 ч, 4,5 ч и т.д.Preferably, the washing is carried out at a temperature of 30-70 ° C, for example 35 ° C, 40 ° C, 55 ° C, 62 ° C, etc., for 0.5-5 hours, for example 0.8 hours, 1 , 2 hours, 2.5 hours, 3.4 hours, 4.5 hours, etc.
В качестве предпочтительного технического решения, промывание на стадии (5) способа по настоящему изобретению проводят многократно, предпочтительно промывание путем центробежного промывания и/или промывания при фильтрации; промывающая жидкость представляет собой (NH4)2SO4, NH4Cl, (NH4)2CO3 или NH4NO3 и т.д., с концентрацией 0-0,4 М, например 0,1 М, 0,25 М, 0,3 М, 0,36 М и т.д.; количество промывающей жидкости 0,5-1-кратно промывающей жидкости со стадии (4), т.е. для промывания можно применять чистую воду, когда значение равно 0.As a preferred technical solution, washing in step (5) of the method of the present invention is carried out repeatedly, preferably washing by centrifugal washing and / or washing by filtration; the washing liquid is (NH 4 ) 2 SO 4 , NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 CO 3 or NH 4 NO 3 , etc., with a concentration of 0-0.4 M, for example 0.1 M, 0 , 25 M, 0.3 M, 0.36 M, etc .; the amount of washing liquid of 0.5-1 times the washing liquid from step (4), i.e. clean water can be used for washing when the value is 0.
Предпочтительно, температура сушки составляет 40-110°C, например, 45°C, 60°C, 75°C, 86°C, 95°C, 105°C и т.д. Сушка может представлять собой сушку метаванадата аммония на воздухе или сушку в термостате.Preferably, the drying temperature is 40-110 ° C, for example, 45 ° C, 60 ° C, 75 ° C, 86 ° C, 95 ° C, 105 ° C, etc. The drying may be air-borne ammonium metavanadate or oven-thermostat drying.
В качестве предпочтительного технического решения, прокаливание на стадии (5) способа по настоящему изобретению проводят при температуре 200-600°C, например 240°C, 280°C, 350°C, 400°C, 520°C и т.д., в течение 1-4 ч, например 1,3 ч, 2,2 ч, 3,0 ч, 3,5 ч, 3,8 ч и т.д. При прокаливании получают твердый порошок V2O5 кирпично-красного цвета.As a preferred technical solution, the calcination in step (5) of the method of the present invention is carried out at a temperature of 200-600 ° C, for example 240 ° C, 280 ° C, 350 ° C, 400 ° C, 520 ° C, etc. within 1-4 hours, for example 1.3 hours, 2.2 hours, 3.0 hours, 3.5 hours, 3.8 hours, etc. By calcining, a solid powder of brick red color V 2 O 5 is obtained.
Способ по настоящему изобретению обладает следующими преимуществами.The method of the present invention has the following advantages.
1) Настоящее изобретение раскрывает применение соли амфотерного металла или соли щелочного металла в качестве удаляющего кремний агента для удаления большей части примесей кремния, находящейся в растворе, так, что содержание кремния в растворе составляет менее 10 мг/л, а обработка при регулировании pH может не вносить новых ионов. В сравнении с другими солями алюминия типа NaAlO2, удаляющий кремний агент является легко доступным сырьевым материалом и характеризуется лучшей эффективностью в отношении удаления кремния и более низкой стоимостью.1) The present invention discloses the use of an amphoteric metal salt or an alkali metal salt as a silicon removal agent for removing most of the silicon impurities in solution, such that the silicon content in the solution is less than 10 mg / L, and the pH adjustment treatment may not introduce new ions. Compared to other aluminum salts such as NaAlO 2 , the silicon removing agent is an easily accessible raw material and is characterized by better silicon removal efficiency and lower cost.
2) Настоящее изобретение раскрывает применение экстракционной системы с первичным амином в качестве экстрагирующего агента, низкотемпературную селективную экстракцию ванадия и отделение его от хрома, что дает хороший результат отделения ванадия от примесей. В сравнении с другими способами, настоящее изобретение имеет простой технологический процесс, низкую стоимость и подходит для осуществления в промышленном масштабе.2) The present invention discloses the use of a primary amine extraction system as an extracting agent, low-temperature selective extraction of vanadium and its separation from chromium, which gives a good result of separation of vanadium from impurities. Compared with other methods, the present invention has a simple process, low cost and is suitable for implementation on an industrial scale.
3) Настоящее изобретение раскрывает удаление кремния, селективную экстракцию ванадия, осаждение ванадия путем объединения с щелочным раствором и солью аммония с получением низкокремнистого метаванадата аммония, имеющего чрезвычайно высокую чистоту, и приемлемого для получения других продуктов ванадия на последующих стадиях.3) The present invention discloses the removal of silicon, the selective extraction of vanadium, the precipitation of vanadium by combining with an alkaline solution and an ammonium salt to obtain low-silica ammonium metavanadate having an extremely high purity and suitable for the preparation of other vanadium products in the subsequent steps.
4) Другое преимущество настоящего изобретения состоит в том, что раствор, из которого высаживают ванадий, можно непосредственно рециклировать на стадию удаления кремния после деаминирования, тем самым полностью рециклируя и утилизируя используемые средства.4) Another advantage of the present invention is that the solution from which vanadium is planted can be directly recycled to the silicon removal step after deamination, thereby completely recycling and disposing of the agents used.
Настоящее изобретение раскрывает объединение нескольких процессов, включая удаление кремния, селективную экстракцию ванадия, осаждение ванадия с помощью аммиачной воды и прокаливание с получением низкокремнистого высокочистого V2O5 (например, имеющего содержание кремния менее 0,007%, содержание V2O5 99,9% или более), тем самым чрезвычайно увеличивая качество и ценность продуктов. Полученный высокочистый V2O5 можно широко использовать в области катализаторов, аккумуляторов, в аэрокосмической отрасли и области получения электронных компонентов и т.д.The present invention discloses the combination of several processes, including the removal of silicon, the selective extraction of vanadium, the precipitation of vanadium with ammonia water and the calcination to obtain low-silicon high-purity V 2 O 5 (for example, having a silicon content of less than 0.007%, V 2 O 5 content of 99.9% or more), thereby greatly increasing the quality and value of products. The obtained high-purity V 2 O 5 can be widely used in the field of catalysts, batteries, in the aerospace industry and in the field of production of electronic components, etc.
Описание графических материаловDescription of graphic materials
Фиг. 1 иллюстрирует технологический способ получения низкокремнистого высокочистого V2O5 из раствора, содержащего ванадий и хром.FIG. 1 illustrates a process for producing low silica, high purity V 2 O 5 from a solution containing vanadium and chromium.
Фиг. 2 иллюстрирует поверхность раздела фаз при экстракции в процессе промывания и осаждения ванадия.FIG. 2 illustrates the interface between extraction during washing and precipitation of vanadium.
Примеры воплощенияExamples of embodiment
Нижеследующие примеры приведены для лучшего понимания настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что примеры предназначены только для понимания изобретения и не должны рассматриваться как ограничения настоящего изобретения.The following examples are provided for a better understanding of the present invention. Specialists in the art should understand that the examples are intended only for understanding the invention and should not be construed as limitations of the present invention.
Пример 1Example 1
Способ получения высокочистого V2O5 из раствора, содержащего ванадий, хром и кремний, включающий следующие стадии:The method of obtaining high-purity V 2 O 5 from a solution containing vanadium, chromium and silicon, comprising the following stages:
1) размещение 250 мл раствора, содержащего пятивалентный ванадий и шестивалентный хром, в химический стакан, нагревание при постоянной температуре с помощью водяной бани до 90°C, добавление после установления температуры 5,86 г AlCl3 и 1,547 г CaO, перемешивание с помощью лопастной мешалки в течение 30 мин, охлаждение до комнатной температуры, регулирование pH до 8,8 с помощью серной кислоты, перемешивание в течение еще 5 мин, центрифугирование и разделение твердого вещества и жидкости; отбор жидкости с удаленным кремнием;1) placing 250 ml of a solution containing pentavalent vanadium and hexavalent chromium in a beaker, heating at a constant temperature with a water bath to 90 ° C, adding after setting the temperature to 5.86 g of AlCl 3 and 1.547 g of CaO, mixing with paddle stirrers for 30 minutes, cooling to room temperature, adjusting the pH to 8.8 with sulfuric acid, stirring for another 5 minutes, centrifuging and separating the solid and liquid; liquid removal with silicon removed;
2) регулирование pH собранной жидкости с удаленным кремнием с помощью серной кислоты до 4,2, затем смешивание этой жидкости с экстрагирующим агентом, содержащим первичный амин (содержащим 10% JMT, 5% гексилацетата и 85% керосина), в соотношении 1:1, перемешивание при 30°C в течение 5 мин и отстаивание до тех пор, пока маслянистое вещество и вода полностью не разделятся;2) adjusting the pH of the collected silicon-removed liquid with sulfuric acid to 4.2, then mixing this liquid with an extraction agent containing a primary amine (containing 10% JMT, 5% hexyl acetate and 85% kerosene), in a 1: 1 ratio, mixing at 30 ° C for 5 minutes and settling until the oily substance and water are completely separated;
3) регулирование pH экстрагируемой фазы (водной фазы) с помощью серной кислоты до pH 3, затем добавление в раствор безводного сульфита натрия в количестве одного теоретического эквивалента по массе, взаимодействие в течение 30 мин, затем регулирование pH с помощью NaOH до 7 и фильтрование с получением гидратированного оксида хрома;3) regulation of the pH of the extracted phase (aqueous phase) with sulfuric acid to pH 3, then adding to the solution of anhydrous sodium sulfite in the amount of one theoretical equivalent by weight, interaction for 30 minutes, then adjusting the pH with NaOH to 7 and filtering with obtaining hydrated chromium oxide;
4) перемешивание обогащенной ванадием органической фазы и 100 мл промывающего раствора (2% аммиачной воды, 0,1 М NH4Cl, 0,1 М NH4NO3) при 50°C в течение 30 мин, отстаивание до тех пор, пока маслянистое вещество и вода полностью не разделятся, фильтрование твердого вещества, находящегося в водной фазе, с получением метаванадата аммония; Фиг. 2 демонстрирует поверхность раздела фаз при экстракции в процессе промывания и осаждения ванадия, при этом поверхность раздела фаз при экстракции была чистой, а стадия экстракции характеризовалась более хорошим разделением;4) stirring the vanadium-rich organic phase and 100 ml of the washing solution (2% ammonia water, 0.1 M NH 4 Cl, 0.1 M NH 4 NO 3 ) at 50 ° C for 30 minutes, settling until the oily substance and water are not completely separated, filtering a solid in the aqueous phase to obtain ammonium metavanadate; FIG. 2 shows the phase interface during extraction during the washing and precipitation of vanadium, while the phase interface during extraction was clean, and the extraction stage was characterized by better separation;
5) сушку в термостате метаванадата аммония при 50°C, прокаливание при 300°C в течение 1,5 ч с получением готового пентоксида ванадия (V2O5) кирпично-красного цвета.5) drying in a thermostat of ammonium metavanadate at 50 ° C, calcination at 300 ° C for 1.5 hours to obtain the finished vanadium pentoxide (V 2 O 5 ) brick red.
При анализе его чистота была 99,9% или более; содержание кремния составляло менее 0,007%.In the analysis, its purity was 99.9% or more; the silicon content was less than 0.007%.
Пример 2Example 2
Способ получения высокочистого V2O5 из раствора, содержащего ванадий, хром и кремний, включающий следующие стадии:The method of obtaining high-purity V 2 O 5 from a solution containing vanadium, chromium and silicon, comprising the following stages:
1) размещение 500 мл раствора, содержащего пятивалентный ванадий и шестивалентный хром, в химический стакан, нагревание при постоянной температуре с помощью водяной бани до 60°C, добавление после установления температуры 5,86 г Al2(SO4)3 и 0,751 г CaCl2, перемешивание с помощью лопастной мешалки в течение 40 мин, охлаждение до комнатной температуры, регулирование pH до 7,7 с помощью серной кислоты, перемешивание в течение еще 10 мин, центрифугирование и разделение твердого вещества и жидкости; отбор жидкости с удаленным кремнием;1) placing 500 ml of a solution containing pentavalent vanadium and hexavalent chromium in a beaker, heating at a constant temperature with a water bath to 60 ° C, adding after setting the temperature to 5.86 g of Al 2 (SO 4 ) 3 and 0.751 g of CaCl 2, stirring with a paddle stirrer for 40 minutes, cooling to room temperature, the pH adjustment to 7.7 with sulfuric acid, stirring for a further 10 min, centrifugation and separation of solid and liquid; liquid removal with silicon removed;
2) регулирование pH собранной жидкости с удаленным кремнием с помощью серной кислоты до 3,6, затем смешивание этой жидкости с экстрагирующим агентом, содержащим первичный амин (содержащим 15% JMT, 5% этил-п-толуата и 80% керосина), в соотношении 2:1, перемешивание при 25°C в течение 20 мин и отстаивание до тех пор, пока маслянистое вещество и вода полностью не разделятся;2) adjusting the pH of the collected silicon-removed liquid with sulfuric acid to 3.6, then mixing this liquid with an extracting agent containing a primary amine (containing 15% JMT, 5% ethyl p-toluate and 80% kerosene), in the ratio 2: 1, stirring at 25 ° C for 20 minutes and settling until the oily substance and water are completely separated;
3) регулирование pH экстрагируемой фазы (водной фазы) с помощью серной кислоты до pH 3,4, затем добавление в раствор безводного сульфита натрия в количестве 1,03 теоретического эквивалента по массе, взаимодействие в течение 40 мин, затем регулирование pH с помощью NaOH до 7,2, фильтрование с получением гидратированного оксида хрома;3) regulation of the pH of the extracted phase (aqueous phase) with sulfuric acid to a pH of 3.4, then adding to the solution of anhydrous sodium sulfite in an amount of 1.03 theoretical mass equivalent, interaction for 40 minutes, then adjusting the pH with NaOH to 7.2, filtration to obtain hydrated chromium oxide;
4) перемешивание обогащенной ванадием органической фазы и 200 мл промывающего раствора (2% NaOH, 0,3 М (NH4)2SO4) при 40°C в течение 60 мин, отстаивание до тех пор, пока маслянистое вещество и вода полностью не разделятся, фильтрование твердого вещества, находящегося в водной фазе, с получением метаванадата аммония;4) stirring the vanadium-rich organic phase and 200 ml of the washing solution (2% NaOH, 0.3 M (NH 4 ) 2 SO 4 ) at 40 ° C for 60 minutes, settling until the oily substance and water are completely separated, filtering the solid in the aqueous phase to give ammonium metavanadate;
5) сушку в термостате метаванадата аммония при 70°C, прокаливание при 400°C в течение 2 ч с получением готового пентоксида ванадия (V2O5) кирпично-красного цвета.5) drying in an thermostat of ammonium metavanadate at 70 ° C, calcining at 400 ° C for 2 hours to obtain the finished vanadium pentoxide (V 2 O 5 ) brick red.
При анализе его чистота была 99,9% или более; содержание кремния составляло менее 0,007%.In the analysis, its purity was 99.9% or more; the silicon content was less than 0.007%.
Пример 3Example 3
Способ получения высокочистого V2O5 из раствора, содержащего ванадий, хром и кремний, включающий следующие стадии:The method of obtaining high-purity V 2 O 5 from a solution containing vanadium, chromium and silicon, comprising the following stages:
1) размещение 1000 мл раствора, содержащего пятивалентный ванадий и шестивалентный хром, в химический стакан, нагревание при постоянной температуре с помощью водяной бани до 70°C, добавление после установления температуры 1,056 г Al(OH)3 и 0,7 г CaCl2, перемешивание с помощью лопастной мешалки в течение 50 мин, охлаждение до комнатной температуры, регулирование pH до 8,0 с помощью серной кислоты, перемешивание в течение еще 10 мин, центрифугирование и разделение твердого вещества и жидкости; отбор жидкости с удаленным кремнием;1) placing 1000 ml of a solution containing pentavalent vanadium and hexavalent chromium in a beaker, heating at a constant temperature with a water bath to 70 ° C, adding, after setting the temperature, 1,056 g of Al (OH) 3 and 0.7 g of CaCl 2 , mixing with a paddle mixer for 50 minutes, cooling to room temperature, adjusting the pH to 8.0 with sulfuric acid, mixing for another 10 minutes, centrifuging and separating the solid and liquid; liquid removal with silicon removed;
2) регулирование pH собранной жидкости с удаленным кремнием с помощью серной кислоты до pH 3,4, затем смешивание этой жидкости с экстрагирующим агентом, содержащим первичный амин (содержащим 15% N1923, 6% этил-п-толуата и 79% керосина), в соотношении 3:1, перемешивание при 20°C в течение 30 мин и отстаивание до тех пор, пока маслянистое вещество и вода полностью не разделятся;2) adjusting the pH of the collected silicon-removed liquid with sulfuric acid to a pH of 3.4, then mixing the liquid with an extracting agent containing a primary amine (containing 15% N1923, 6% ethyl p-toluate and 79% kerosene), 3: 1 ratio, stirring at 20 ° C for 30 minutes and settling until the oily substance and water are completely separated;
3) регулирование pH экстрагируемой фазы (водной фазы) с помощью серной кислоты до pH 2,5, затем добавление в раствор безводного сульфита натрия в количестве 1,2 теоретического эквивалента по массе, взаимодействие в течение 30 мин, затем регулирование pH с помощью NaOH до 8, фильтрование с получением гидратированного оксида хрома;3) regulation of the pH of the extracted phase (aqueous phase) with sulfuric acid to a pH of 2.5, then adding to the solution of anhydrous sodium sulfite in an amount of 1.2 theoretical equivalent by weight, interaction for 30 minutes, then adjusting the pH with NaOH to 8, filtration to obtain hydrated chromium oxide;
4) перемешивание обогащенной ванадием органической фазы и 500 мл промывающего раствора (3% KOH, 0,1 М NH4Cl и 0,3 М (NH4)2SO4) при 55°C в течение 60 мин, отстаивание до тех пор, пока маслянистое вещество и вода полностью не разделятся, фильтрование твердого вещества в водной фазе с получением метаванадата аммония;4) stirring the vanadium-rich organic phase and 500 ml of washing solution (3% KOH, 0.1 M NH 4 Cl and 0.3 M (NH 4 ) 2 SO 4 ) at 55 ° C for 60 minutes, settling until until the oily substance and water are completely separated, filtering the solid in the aqueous phase to obtain ammonium metavanadate;
5) сушку в термостате метаванадата аммония при 60°C, прокаливание при 500°C в течение 2 ч с получением готового пентоксида ванадия (V2O5) кирпично-красного цвета.5) drying in a thermostat of ammonium metavanadate at 60 ° C, calcination at 500 ° C for 2 hours to obtain the finished vanadium pentoxide (V 2 O 5 ) brick red.
При анализе его чистота была 99,9% или более; содержание кремния составляло менее 0,007%.In the analysis, its purity was 99.9% or more; the silicon content was less than 0.007%.
Пример 4Example 4
Способ получения высокочистого V2O5 из раствора, содержащего ванадий, хром и кремний, включающий следующие стадии:The method of obtaining high-purity V 2 O 5 from a solution containing vanadium, chromium and silicon, comprising the following stages:
1) размещение 2000 мл раствора, содержащего пятивалентный ванадий и шестивалентный хром, в химический стакан, нагревание при постоянной температуре с помощью водяной бани до 80°C, добавление после установления температуры 2,5 г NaOH и 14,66 г Al2(SO4)3, перемешивание с помощью лопастной мешалки в течение 60 мин, охлаждение до комнатной температуры, регулирование pH до 8,5 с помощью серной кислоты, перемешивание в течение еще 15 мин, центрифугирование и разделение твердого вещества и жидкости; отбор жидкости с удаленным кремнием;1) placing 2000 ml of a solution containing pentavalent vanadium and hexavalent chromium in a beaker, heating at a constant temperature with a water bath to 80 ° C, adding after setting the temperature 2.5 g NaOH and 14.66 g Al 2 (SO 4 ) 3 , stirring with a paddle mixer for 60 minutes, cooling to room temperature, adjusting the pH to 8.5 with sulfuric acid, stirring for another 15 minutes, centrifuging and separating the solid and liquid; liquid removal with silicon removed;
2) регулирование pH собранной жидкости с удаленным кремнием с помощью серной кислоты до pH 3,0, затем смешивание этой жидкости с экстрагирующим агентом, содержащим первичный амин (содержащим 20% N1923, 7% диизопропилсукцината и 73% керосина), в соотношении 4:1, перемешивание при 30°C в течение 40 мин и отстаивание до тех пор, пока маслянистое вещество и вода полностью не разделятся;2) adjusting the pH of the collected silicon-removed liquid with sulfuric acid to pH 3.0, then mixing this liquid with an extracting agent containing a primary amine (containing 20% N1923, 7% diisopropyl succinate and 73% kerosene) in a 4: 1 ratio stirring at 30 ° C for 40 min and settling until the oily substance and water are completely separated;
3) регулирование pH экстрагируемой фазы (водной фазы) с помощью серной кислоты до pH 3,5, затем добавление в раствор безводного сульфита натрия в количестве 1,4 теоретического эквивалента по массе, взаимодействие в течение 40 мин, затем регулирование pH с помощью NaOH до 7,5, фильтрование с получением гидратированного оксида хрома;3) regulation of the pH of the extracted phase (aqueous phase) with sulfuric acid to a pH of 3.5, then adding to the solution of anhydrous sodium sulfite in an amount of 1.4 theoretical equivalents by weight, reaction for 40 minutes, then adjusting the pH with NaOH to 7.5, filtration to obtain hydrated chromium oxide;
4) перемешивание обогащенной ванадием органической фазы и 800 мл промывающего раствора (4% NaON, 0,1М NH4Cl и 0,3M (NH4)2CO3) при 60°C в течение 2 ч, отстаивание до тех пор, пока маслянистое вещество и вода полностью не разделятся, фильтрование твердого вещества, находящегося в водной фазе, с получением метаванадата аммония;4) stirring the vanadium-rich organic phase and 800 ml of washing solution (4% NaON, 0.1 M NH 4 Cl and 0.3 M (NH 4 ) 2 CO 3 ) at 60 ° C for 2 hours, settling until the oily substance and water are not completely separated, filtering a solid in the aqueous phase to obtain ammonium metavanadate;
5) сушку в термостате метаванадата аммония при 700°C, прокаливание при 450°C в течение 2 ч с получением готового пентоксида ванадия (V2O5) кирпично-красного цвета.5) drying in an thermostat of ammonium metavanadate at 700 ° C, calcining at 450 ° C for 2 hours to obtain the finished vanadium pentoxide (V 2 O 5 ) brick red.
При анализе его чистота была 99,9% или более; содержание кремния составляло менее 0,007%.In the analysis, its purity was 99.9% or more; the silicon content was less than 0.007%.
Сравнительный примерComparative example
Способ получения V2O5 из раствора, содержащего ванадий, хром и кремний, в котором раствор, содержащий ванадий, хром и кремний, был тот же, что и в примере 4, а стадию обработки проводили в соответствии со способом, описанным в CN 100497675 А.A method of producing V 2 O 5 from a solution containing vanadium, chromium and silicon, wherein the solution containing vanadium, chromium and silicon was the same as that in Example 4, and the processing step performed according to the method described in CN 100497675 BUT.
В процессе исследования обнаружили, что полученный V2O5 имел чистоту 99,6% или более и содержание кремния менее 0,06%.The study found that the obtained V 2 O 5 had a purity of 99.6% or more and a silicon content of less than 0.06%.
Можно видеть, что продукт, полученный по способу согласно настоящему изобретению, имеет более высокую чистоту и более низкое содержание примеси кремния.You can see that the product obtained by the method according to the present invention has a higher purity and lower content of silicon impurities.
Заявитель подтверждает, что настоящее изобретение раскрывает подробный технологический способ в соответствии с указанными выше примерами. Однако настоящее изобретение не ограничивается указанным выше подробным технологическим способом. Иными словами, это не означает, что настоящее изобретение можно осуществить только в указанных выше условиях подробного технологического способа. Специалистам в данной области техники должно быть известно, что любое улучшение, замена на эквивалентные различных сырьевых материалов по настоящему изобретению, добавление вспомогательных ингредиентов, выбор специфического режима и т.п. попадают в область защиты и описания настоящего изобретения.The applicant confirms that the present invention discloses a detailed technological method in accordance with the above examples. However, the present invention is not limited to the above detailed technological method. In other words, this does not mean that the present invention can be carried out only in the above conditions of a detailed technological method. Specialists in the art should be aware that any improvement, replacement with equivalents of various raw materials of the present invention, the addition of auxiliary ingredients, the choice of a specific mode, etc. fall within the scope of protection and description of the present invention.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410160170.6A CN103937998B (en) | 2014-04-21 | 2014-04-21 | A kind of method from preparing low silicon Vanadium Pentoxide in FLAKES containing vanadium chrome-silicon solution |
| CN201410160170.6 | 2014-04-21 | ||
| PCT/CN2014/093865 WO2015161660A1 (en) | 2014-04-21 | 2014-12-15 | Method for preparing low-silicon vanadium pentoxide from solution containing vanadium, chromium and silicon |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2645535C1 true RU2645535C1 (en) | 2018-02-21 |
Family
ID=51185863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016145438A RU2645535C1 (en) | 2014-04-21 | 2014-12-15 | Method for producing a low-silica vanadium pentoxide from solution containing vanadium, chrome and silicon |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103937998B (en) |
| RU (1) | RU2645535C1 (en) |
| WO (1) | WO2015161660A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115074529A (en) * | 2022-06-29 | 2022-09-20 | 四川大学 | Organic amine extraction coupling CO 2 Method for mineralizing and separating vanadium and/or manganese in calcification roasting pickle liquor |
| CN116334414A (en) * | 2023-03-16 | 2023-06-27 | 核工业北京化工冶金研究院 | Method for selectively separating vanadium and chromium from vanadium-chromium solution |
| RU2839121C1 (en) * | 2023-11-07 | 2025-04-28 | Хохай Университи | Method of extracting vanadium by hydrometallurgical treatment |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103937998B (en) * | 2014-04-21 | 2016-02-10 | 中国科学院过程工程研究所 | A kind of method from preparing low silicon Vanadium Pentoxide in FLAKES containing vanadium chrome-silicon solution |
| CN108298581B (en) | 2017-01-11 | 2021-03-30 | 中国科学院过程工程研究所 | System for extracting vanadium from leaching solution containing vanadium, chromium and silicon and preparing vanadium pentoxide and treatment method thereof |
| CN106676289B (en) * | 2017-01-17 | 2018-10-26 | 中国科学院过程工程研究所 | A method of preparing high purity vanadic anhydride using vanadium-containing material |
| CN108359795B (en) * | 2017-03-22 | 2020-01-21 | 中国科学院过程工程研究所 | Method for separating vanadium and chromium and preparing ammonium metavanadate by rapid centrifugal extraction |
| CN108359815B (en) * | 2017-04-26 | 2020-11-03 | 中国科学院过程工程研究所 | Comprehensive utilization method of silicon-removing waste residues of vanadium-containing leaching solution |
| CN108358792B (en) * | 2017-06-23 | 2021-03-12 | 中国科学院过程工程研究所 | Method for extracting solid complexes from an aqueous solution containing vanadium oxoacid radicals, obtained solid complexes and uses thereof |
| CN108754186B (en) * | 2018-06-13 | 2021-01-26 | 攀钢集团研究院有限公司 | Method for preparing vanadium compound from vanadium-containing solution |
| TWI674698B (en) * | 2018-06-15 | 2019-10-11 | 國立暨南國際大學 | Mixing material for alkali metal battery positive electrode and preparation method thereof, alkali metal battery positive electrode and alkali metal battery |
| CN111378836A (en) * | 2018-12-29 | 2020-07-07 | 陕西华地矿业有限公司 | Method for generating vanadium pentoxide by pentavalent vanadium extraction method |
| CN110564979B (en) * | 2019-10-18 | 2022-01-04 | 河钢股份有限公司承德分公司 | Method for recovering vanadium and chromium from vanadium and chromium containing mud |
| CN111186858B (en) * | 2019-11-26 | 2022-03-11 | 湖南三丰钒业有限公司 | Preparation method of vanadium bismuth red and application of vanadium bismuth red as pigment |
| CN112266020B (en) * | 2020-11-04 | 2022-07-26 | 攀钢集团研究院有限公司 | Method for preparing vanadium pentoxide cathode material from sodium vanadium solution |
| CN112758986B (en) * | 2021-01-04 | 2022-11-01 | 武汉科技大学 | Synthesis method of Ca and Fe co-doped sodium vanadium bronze electrode material based on vanadium-rich solution |
| CN113999971B (en) * | 2021-09-24 | 2023-06-27 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | Vanadium-aluminum alloy and preparation method thereof |
| CN114480883B (en) * | 2021-12-16 | 2023-11-21 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | Method for preparing high-purity vanadium pentoxide by removing silicon and chromium in vanadium solution through nickel ion cooperation |
| CN114394619B (en) * | 2021-12-16 | 2024-06-04 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | Method for preparing low-silicon ammonium sodium polyvanadate through reduction and vanadium precipitation desilication |
| CN114480844B (en) * | 2021-12-16 | 2024-03-26 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | Method for deeply removing silicon from alkaline vanadium-containing solution |
| CN114314660B (en) * | 2021-12-16 | 2024-06-04 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | Method for preparing low-silicon ammonium polyvanadate through reduction vanadium precipitation and desilication |
| CN114477285B (en) * | 2021-12-16 | 2024-03-26 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | Method for preparing ammonium chromium polyvanadate by reducing acidic precipitated vanadium and ammonium chromium polyvanadate prepared by same |
| CN114314665B (en) * | 2021-12-16 | 2024-02-23 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | Method for preparing high-purity vanadium pentoxide by reducing and hydrolyzing sodium vanadium solution |
| CN114275811A (en) * | 2021-12-23 | 2022-04-05 | 大连博融新材料有限公司 | A kind of method for preparing electrolyte by purifying crude vanadium compound and electrolyte |
| CN114180624B (en) * | 2021-12-23 | 2024-01-23 | 大连融科储能集团股份有限公司 | Method for preparing high-purity vanadium by separating ammonium metavanadate raw material vanadium and ammonium |
| CN115747525B (en) * | 2021-12-24 | 2024-03-12 | 湖南省银峰新能源有限公司 | A purification method of crude vanadium and its application |
| CN114538513B (en) * | 2021-12-29 | 2023-09-22 | 四川省绵阳市华意达化工有限公司 | Method for preparing high-purity vanadium pentoxide from vanadium-chromium solution without ammonium |
| CN114408971B (en) * | 2022-02-28 | 2024-04-26 | 武汉科技大学 | A clean and efficient method for preparing 99 grade vanadium pentoxide |
| CN114438347B (en) * | 2022-04-12 | 2022-07-26 | 中国恩菲工程技术有限公司 | Method for extracting and preparing high-purity vanadium oxide from high-chlorine vanadium-containing solution |
| CN115196676B (en) * | 2022-07-13 | 2024-01-23 | 湖南省银峰新能源有限公司 | Preparation method of high-purity vanadium pentoxide suitable for vanadium electrolyte |
| CN115159573B (en) * | 2022-07-26 | 2023-03-24 | 敦煌寰泰绿钒科技有限公司 | Method for purifying ammonium metavanadate and method for preparing vanadium pentoxide |
| CN115196677B (en) * | 2022-08-08 | 2023-11-28 | 攀钢集团研究院有限公司 | Method for refining vanadium pentoxide by vanadium liquid |
| CN115676887B (en) * | 2022-10-08 | 2023-11-17 | 武汉科技大学 | Method for preparing high-purity vanadium pentoxide by vanadium shale full wet process |
| CN116495780A (en) * | 2023-05-15 | 2023-07-28 | 河南荣佳钪钒科技有限公司 | Preparation method and application of ammonium metavanadate |
| CN116590544A (en) * | 2023-05-19 | 2023-08-15 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | A kind of method that vanadium-chromium-containing leach solution prepares vanadium electrolyte |
| CN117025983B (en) * | 2023-10-10 | 2023-12-19 | 中国科学院过程工程研究所 | Method for realizing vanadium-chromium oxidation leaching by adopting combination of ultrasonic external field and micro-bubbles |
| CN117327930B (en) * | 2023-12-01 | 2024-02-27 | 中国恩菲工程技术有限公司 | Method for recovering vanadium from primary shale stone coal |
| CN117758068B (en) * | 2024-02-22 | 2024-06-04 | 中国恩菲工程技术有限公司 | Method for preparing vanadyl sulfate from stone coal |
| CN117960254B (en) * | 2024-04-02 | 2024-09-06 | 河南氢力能源有限公司 | Recovery and regeneration process of copper-silicon system spent catalyst in furfural hydrogenation reaction |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1269639A (en) * | 1968-07-12 | 1972-04-06 | Murex Ltd | Preparation of sodium ammonium polyvanadate and ammonium metavanadate |
| US4587109A (en) * | 1980-10-03 | 1986-05-06 | Compagnie Generale Des Matieres Nucleaires (Cogema) | Process for the separate recovery of molybdenum and vanadium |
| RU2175990C1 (en) * | 2000-04-05 | 2001-11-20 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Vanadium pentoxide production process |
| RU2194782C1 (en) * | 2001-05-14 | 2002-12-20 | ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" | Method of integrated processing of polymetallic production wastes and rendering them harmless |
| ZA200302938B (en) * | 2002-04-18 | 2004-04-15 | Bayer Ag | Process for the utilization of vanadium in chromium ore as ammonium metavanadate. |
| CN101058853A (en) * | 2007-05-18 | 2007-10-24 | 葫芦岛辉宏有色金属有限公司 | Method of reclaiming chemical industry products by using industrial slag containing vanadium, chromium, iron and phosphorous |
| CN101121962A (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-13 | 中国科学院过程工程研究所 | A method for separating and recovering vanadium and chromium from vanadium-chromium-containing solution |
| WO2010057412A1 (en) * | 2008-11-18 | 2010-05-27 | Pangang Group Research Institute Co. Ltd. | A production method of vanadium oxide using extraction |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102071321B (en) * | 2011-01-14 | 2013-04-17 | 河北钢铁股份有限公司承德分公司 | Method for extracting vanadium and chromium from vanadium-containing steel slag by high-alkalinity potassium hydroxide |
| CN102534232A (en) * | 2012-01-09 | 2012-07-04 | 中国科学院过程工程研究所 | Method for decomposing vanadium slag under normal pressure by adding carbon-containing substance into sodium hydroxide solution |
| CN102586612A (en) * | 2012-03-20 | 2012-07-18 | 河北钢铁股份有限公司承德分公司 | Method for recovering vanadium and chromium from vanadium and chromium-containing slag |
| CN102864318B (en) * | 2012-10-16 | 2014-04-16 | 长沙矿冶研究院有限责任公司 | Method for recycling vanadium from acid vanadium-containing solution containing silicon and phosphorus |
| CN102876899B (en) * | 2012-10-30 | 2013-09-11 | 重庆大学 | Method for effectively separating and extracting vanadium and chromium from vanadium-leaching wastewater |
| CN103305693B (en) * | 2013-06-26 | 2015-08-19 | 中国科学院过程工程研究所 | A kind of method of preventing vanadium-chromium extraction sepn process interphase impurity |
| CN103540745B (en) * | 2013-08-26 | 2015-05-06 | 中国科学院过程工程研究所 | Method for preparing high-purity vanadium from heteropolyacid impurity in amine extraction mode |
| CN103937998B (en) * | 2014-04-21 | 2016-02-10 | 中国科学院过程工程研究所 | A kind of method from preparing low silicon Vanadium Pentoxide in FLAKES containing vanadium chrome-silicon solution |
-
2014
- 2014-04-21 CN CN201410160170.6A patent/CN103937998B/en active Active
- 2014-12-15 WO PCT/CN2014/093865 patent/WO2015161660A1/en not_active Ceased
- 2014-12-15 RU RU2016145438A patent/RU2645535C1/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1269639A (en) * | 1968-07-12 | 1972-04-06 | Murex Ltd | Preparation of sodium ammonium polyvanadate and ammonium metavanadate |
| US4587109A (en) * | 1980-10-03 | 1986-05-06 | Compagnie Generale Des Matieres Nucleaires (Cogema) | Process for the separate recovery of molybdenum and vanadium |
| RU2175990C1 (en) * | 2000-04-05 | 2001-11-20 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Vanadium pentoxide production process |
| RU2194782C1 (en) * | 2001-05-14 | 2002-12-20 | ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" | Method of integrated processing of polymetallic production wastes and rendering them harmless |
| ZA200302938B (en) * | 2002-04-18 | 2004-04-15 | Bayer Ag | Process for the utilization of vanadium in chromium ore as ammonium metavanadate. |
| CN101121962A (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-13 | 中国科学院过程工程研究所 | A method for separating and recovering vanadium and chromium from vanadium-chromium-containing solution |
| CN101058853A (en) * | 2007-05-18 | 2007-10-24 | 葫芦岛辉宏有色金属有限公司 | Method of reclaiming chemical industry products by using industrial slag containing vanadium, chromium, iron and phosphorous |
| WO2010057412A1 (en) * | 2008-11-18 | 2010-05-27 | Pangang Group Research Institute Co. Ltd. | A production method of vanadium oxide using extraction |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115074529A (en) * | 2022-06-29 | 2022-09-20 | 四川大学 | Organic amine extraction coupling CO 2 Method for mineralizing and separating vanadium and/or manganese in calcification roasting pickle liquor |
| CN115074529B (en) * | 2022-06-29 | 2023-09-08 | 四川大学 | Organic amine extraction coupling CO 2 Method for mineralizing and separating vanadium and/or manganese in calcified roasting pickle liquor |
| CN116334414A (en) * | 2023-03-16 | 2023-06-27 | 核工业北京化工冶金研究院 | Method for selectively separating vanadium and chromium from vanadium-chromium solution |
| RU2839121C1 (en) * | 2023-11-07 | 2025-04-28 | Хохай Университи | Method of extracting vanadium by hydrometallurgical treatment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103937998B (en) | 2016-02-10 |
| WO2015161660A1 (en) | 2015-10-29 |
| CN103937998A (en) | 2014-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2645535C1 (en) | Method for producing a low-silica vanadium pentoxide from solution containing vanadium, chrome and silicon | |
| CN108298581B (en) | System for extracting vanadium from leaching solution containing vanadium, chromium and silicon and preparing vanadium pentoxide and treatment method thereof | |
| CN114105171B (en) | Method for comprehensively utilizing lepidolite resources and lithium hydroxide prepared by method | |
| CA2946884C (en) | Methods for producing alkaline earth carbonates | |
| CN106191447B (en) | The substep purifying technique of scandium, titanium, vanadium in a kind of acid solution | |
| TW201439331A (en) | Methods of recovering scandium from titanium residue streams | |
| CN103922416A (en) | Method for separating and recovering iron from red mud | |
| CN105905930A (en) | Method for preparing sodium aluminate solution purifying filter aid and utilizing filter cake in alumina production | |
| CN101760613B (en) | Method for leaching zinc-containing ores | |
| CN108026609A (en) | The production of the concentrate containing scandium and therefrom further extraction high-purity mangesium oxide scandium | |
| WO2017121343A1 (en) | Process for recovering lithium from industrial wastewater | |
| CN107177737A (en) | Spent vanadium catalyst comprehensive reutilization method | |
| CN104018011A (en) | Production method of vanadic oxide | |
| CN105060340A (en) | High-purity titanium dioxide production method | |
| JP2017524648A (en) | Extraction of products from titanium-containing minerals | |
| CN109022806A (en) | A method of utilizing the vanadium liquid removal of impurities clay standby vanadic anhydride of vanadium | |
| CN115404361B (en) | Method for preparing high-purity vanadyl sulfate solution from industrial vanadium slag sodium roasting water leaching solution | |
| CN106381387B (en) | A kind of method that high-purity phosphoric acid manganese is prepared from low grade rhodochrosite leachate | |
| CN106892479A (en) | A kind of method that oxalic acid and hydrochloric acid are reclaimed in the waste water from rare earth oxalate precipitate | |
| CN115505734A (en) | Method for preparing high-purity vanadium pentoxide and chromium trioxide from sodium salt roasting water extract of industrial vanadium slag | |
| CN115477326A (en) | Method for preparing high-purity vanadyl sulfate solution from industrial vanadium slag calcification roasting pickle liquor | |
| CN102126970B (en) | Methods for separating leucine and arginine by selective precipitation | |
| CN107723468A (en) | A kind of dead catalyst utilization system | |
| CN110306040B (en) | A liquid-liquid-solid three-phase extraction system and its processing method and use | |
| CN106315521A (en) | Recycling method of titanium dioxide waste acid |