[go: up one dir, main page]

RU2824150C1 - Method of extracting vanadium from spent catalysts of sulfuric acid production - Google Patents

Method of extracting vanadium from spent catalysts of sulfuric acid production Download PDF

Info

Publication number
RU2824150C1
RU2824150C1 RU2023134010A RU2023134010A RU2824150C1 RU 2824150 C1 RU2824150 C1 RU 2824150C1 RU 2023134010 A RU2023134010 A RU 2023134010A RU 2023134010 A RU2023134010 A RU 2023134010A RU 2824150 C1 RU2824150 C1 RU 2824150C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vanadium
sulfuric acid
leaching
pulp
solution
Prior art date
Application number
RU2023134010A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Анатольевич Морозов
Алексей Владимирович Бейдин
Антон Сергеевич Бодров
Владимир Георгиевич Шелудченко
Роман Витальевич Рассказов
Виктор Степанович Филоненко
Максим Владимирович Шелудченко
Олег Альбертович Проскуряков
Мария Викторовна Кашпанова
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" (ПАО "ППГХО")
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" (ПАО "ППГХО") filed Critical Публичное акционерное общество "Приаргунское производственное горно-химическое объединение" (ПАО "ППГХО")
Application granted granted Critical
Publication of RU2824150C1 publication Critical patent/RU2824150C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemical or physical processes.
SUBSTANCE: invention relates to hydrometallurgical processes for extracting vanadium from spent vanadium catalysts (SVC) of sulfuric acid production and vanadium-containing ores. Method involves staged percolation leaching of vanadium in an acidic medium in the presence of a reducing agent to obtain a productive solution for leaching vanadium. Pulp with pH 1.5–2.0 is formed by interaction of productive solution of vanadium leaching and suspension, obtained by combined wet grinding of manganese concentrate and calcium carbonate, its thickening and acidification to pH 4–6. Vanadium is sorbed by anionite from the obtained pulp, in which vanadium is oxidised. Ammonia-nitrate desorption of vanadium is carried out at pH 9.0–9.5, anionite is converted from a nitrate form to a sulphate form with a solution of sulfuric acid. Anionite is washed from acidity and fed for sorption, precipitation from the obtained ammonium metavanadate desorbates, its filtration, drying, disintegration and calcination to obtain vanadium pentoxide.
EFFECT: method increases quality of the obtained vanadium pentoxide while ensuring content of V2O5 in the end product of more than 99%.
1 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к гидрометаллургическим процессам извлечения ванадия из отработанных ванадиевых катализаторов и ванадийсодержащих руд.The invention relates to hydrometallurgical processes for extracting vanadium from spent vanadium catalysts and vanadium-containing ores.

Известен способ переработки ванадийсодержащего сырья, включающий стадиальное перколяционное сернокислотное выщелачивание ванадия и его сорбцию из полученных продуктивных растворов. К недостаткам данного известного способа относится низкое извлечение ванадия, обусловленное отсутствием в растворе выщелачивания восстановителя (Патент РФ №2374344, опубл. 27.11.2009 Бюл. № 33).A method for processing vanadium-containing raw materials is known, including staged percolation sulfuric acid leaching of vanadium and its sorption from the resulting productive solutions. The disadvantages of this known method include low extraction of vanadium, due to the absence of a reducing agent in the leaching solution (Patent of the Russian Federation No. 2374344, published on 27.11.2009, Bulletin No. 33).

Известен также способ извлечения ванадия из отработанного катализатора, путём его выщелачивания кислым сульфатсодержащим раствором в присутствии гидразинсульфата, подаваемого расходом 1-2% от веса катализатора. К его недостаткам относится высокий расход дорогостоящего восстановителя (Авторское свидетельство СССР №1381069, опубл. 15.03.1988).A method for extracting vanadium from spent catalyst is also known, by leaching it with an acidic sulfate-containing solution in the presence of hydrazine sulfate, supplied at a rate of 1-2% of the catalyst weight. Its disadvantages include high consumption of expensive reducing agent (USSR Author's Certificate No. 1381069, published 15.03.1988).

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ извлечения ванадия из отработанных катализаторов сернокислотного производства, включающий многоступенчатое выщелачивание катализатора гидроксидом щелочного металла при атмосферном давлении в диапазоне температур от 0 до 90°С, предпочтительно при 20°С, с последующим получением из раствора выщелачивания метаванадата аммония (Патент DD 276672 A, B01J 0023/84, опубл. 07.03.1990).The closest in technical essence to the claimed method is a method for extracting vanadium from spent catalysts of sulfuric acid production, including multi-stage leaching of the catalyst with an alkali metal hydroxide at atmospheric pressure in the temperature range from 0 to 90°C, preferably at 20°C, followed by obtaining ammonium metavanadate from the leaching solution (Patent DD 276672 A, B01J 0023/84, published 03/07/1990).

Недостатком известного способа является относительно невысокое качество получаемого продукта. The disadvantage of the known method is the relatively low quality of the resulting product.

Задачей заявленного изобретения является извлечение ванадия из отработанных катализаторов сернокислотного производства способом, обеспечивающим высокое качество получаемого пентаоксида ванадия.The objective of the claimed invention is to extract vanadium from spent catalysts of sulfuric acid production using a method that ensures high quality of the resulting vanadium pentoxide.

Поставленная задача решается тем, что извлечение ванадия из отработанных катализаторов сернокислотного производства осуществляют способом, включающим стадиальное перколяционное выщелачивание ванадия в кислой среде в присутствии восстановителя, окисление ванадия, переведенного в жидкую фазу, сорбцию ванадия анионитом при рН 1,5-2,0, аммиачно-нитратную десорбцию ванадия, перевод анионита из нитратной формы в сульфатную раствором серной кислоты, отмывку анионита от кислотности и подачу его на сорбцию, осаждение из полученных десорбатов метаванадата аммония, его фильтрацию, сушку, дезинтеграцию и прокалку с получением пентаоксида ванадия, при этом, сорбцию ванадия осуществляют из пульпы, формируемой путем взаимодействия продуктивного раствора выщелачивания ванадия и суспензии, получаемой совместным мокрым помолом марганцевого концентрата и карбоната кальция, её сгущением и подкислением до рН 4-6, аммиачно-нитратную десорбцию ванадия ведут при рН 9,0-9,5.The stated problem is solved in that the extraction of vanadium from spent catalysts of sulfuric acid production is carried out by a method including staged percolation leaching of vanadium in an acidic medium in the presence of a reducing agent, oxidation of vanadium transferred to the liquid phase, sorption of vanadium by anion exchanger at pH 1.5-2.0, ammonium-nitrate desorption of vanadium, conversion of the anion exchanger from nitrate form to sulfate form with a solution of sulfuric acid, washing the anion exchanger from acidity and feeding it for sorption, precipitation of ammonium metavanadate from the obtained desorbates, its filtration, drying, disintegration and calcination with the production of vanadium pentoxide, while the sorption of vanadium is carried out from the pulp formed by the interaction of the productive solution of vanadium leaching and the suspension obtained by joint wet by grinding manganese concentrate and calcium carbonate, thickening it and acidifying it to pH 4-6, ammonium-nitrate desorption of vanadium is carried out at pH 9.0-9.5.

Таким образом, основными отличительными признаками заявленного способа являются следующие:Thus, the main distinguishing features of the claimed method are the following:

-сорбцию ванадия осуществляют непосредственно из формируемой пульпы, а не из продуктивного раствора выщелачивания ванадия;- vanadium sorption is carried out directly from the formed pulp, and not from the productive vanadium leaching solution;

-формирование пульпы, направляемой на сорбцию, ведут путем взаимодействия продуктивного раствора выщелачивания ванадия и суспензии, получаемой совместным мокрым помолом марганцевого концентрата и карбоната кальция, её сгущением и подкислением до рН 4-6;- the formation of the pulp sent for sorption is carried out by the interaction of the productive solution of vanadium leaching and the suspension obtained by the joint wet grinding of manganese concentrate and calcium carbonate, its thickening and acidification to pH 4-6;

-аммиачно-нитратную десорбцию ванадия ведут, в сравнении с рН в известном способе - 8,5, при более высокой аммиачности - в граничных значениях рН 9,0-9,5.-ammonia-nitrate desorption of vanadium is carried out, in comparison with the pH in the known method - 8.5, at higher ammonia content - in the boundary values of pH 9.0-9.5.

Техническим результатом заявленного способа является сокращение затрат на производство ванадиевого продукта и обеспечение высокого качества получаемого пентаоксида ванадия. The technical result of the claimed method is a reduction in the costs of producing a vanadium product and ensuring high quality of the resulting vanadium pentoxide.

Опробование разработанной технологии осуществлялось, первоначально, в лабораторных условиях, затем были проведены полупромышленные испытания. Существо изобретения поясняется на приведенном чертеже - принципиальной технологической схеме процесса извлечения ванадия из отработанных катализаторов сернокислотного производства. The developed technology was initially tested in laboratory conditions, then semi-industrial tests were conducted. The essence of the invention is explained in the attached drawing - a basic technological scheme of the process of extracting vanadium from spent catalysts of sulfuric acid production.

Принципиальная технологическая схема процесса извлечения ванадия из отработанных катализаторов сернокислотного производства включает двухстадиальное перколяционное выщелачивание ванадия из ОВК в кислой среде (рН 0,8-1,2) в присутствии восстановителя (гидразин, расходом 1,0-1,5 кг/т) с получением продуктивного раствора, совместный мокрый помол марганцевого концентрата (содержащего ~40% МnО2 в качестве окислителя), и карбоната кальция, в качестве которого используется мел, либо известняк. Полученную суспензию сгущают, подкисляют до рН 4-6 и, затем, подают на взаимодействие с продуктивным раствором выщелачивания ванадия, формируя пульпу с рН 1,5-2,0, в которой окисляется ванадий. Далее, её направляют на пятиступенчатую сорбцию ванадия анионитом, перемещаемым противотоком движению пульпы. Насыщенный сорбент отделяют от пульпы грохочением, отмывают от илов водой и подают на десорбцию, осуществляемую нитратом аммония в аммиачной среде при соотношении объемов анионита и элюента 1:2 и остаточном содержании нитрат-ионов в десорбате на уровне 10-20 г/л. Отдесорбированный анионит переводят в сульфатную форму раствором серной кислоты (концентрацией 150-170 г/л по Н2SO4 при соотношении объемов раствора и анионита 2:1), отмывают водой от кислотности и направляют в хвостовой аппарат сорбции ванадия. Из полученных десорбатов осаждают метаванадат аммония, который фильтруют, сушат, подвергают дезинтеграции и подают на прокалку. Конечной продукцией процесса является пентаоксид ванадия.The basic technological scheme of the process of vanadium extraction from spent catalysts of sulfuric acid production includes a two-stage percolation leaching of vanadium from the spent catalysts of sulfuric acid production in an acidic medium (pH 0.8-1.2) in the presence of a reducing agent (hydrazine, at a rate of 1.0-1.5 kg/t) to obtain a productive solution, joint wet grinding of manganese concentrate (containing ~40% MnO 2 as an oxidizing agent) and calcium carbonate, which is chalk or limestone. The resulting suspension is thickened, acidified to pH 4-6 and then fed to interact with the productive solution of vanadium leaching, forming a pulp with a pH of 1.5-2.0, in which vanadium is oxidized. Next, it is sent to a five-stage sorption of vanadium by anion exchanger moved countercurrent to the movement of the pulp. The saturated sorbent is separated from the pulp by screening, washed from sludge with water and fed to desorption, carried out by ammonium nitrate in an ammonia medium at a ratio of the volumes of the anion exchanger and eluent of 1:2 and a residual content of nitrate ions in the desorbate at the level of 10-20 g / l. The desorbed anion exchanger is converted into a sulfate form with a solution of sulfuric acid (with a concentration of 150-170 g / l for H 2 SO 4 at a ratio of the volumes of the solution and anion exchanger of 2: 1), washed with water to remove acidity and sent to the tail apparatus of vanadium sorption. From the resulting desorbates, ammonium metavanadate is precipitated, filtered, dried, disintegrated and fed for calcination. The final product of the process is vanadium pentoxide.

При проведении опытных работ совместный мокрый помол марганцевого концентрата и карбоната кальция осуществляли в соотношении 1:1 в шаровой мельнице. Для сорбционного извлечения ванадия из пульпы, применяли анионит BESTION D299. В качестве аппаратов сорбции в полупромышленных условиях использовали пачуки с воздушным перемешиванием, отмывку насыщенного анионита от илов осуществляли в колонне КРИМЗ, десорбцию ванадия проводили в колонне ПИК.During the experimental work, the combined wet grinding of manganese concentrate and calcium carbonate was carried out in a 1:1 ratio in a ball mill. For the sorption extraction of vanadium from the pulp, the BESTION D299 anion exchanger was used. As sorption devices in semi-industrial conditions, pachucas with air mixing were used, the saturated anion exchanger was washed from sludge in a KRIMZ column, and vanadium was desorbed in a PIK column.

Сушку метаванадата аммония осуществляли при температуре 100-120°С, его прокалку, с получением V2O5, вели при 670-680°С.Drying of ammonium metavanadate was carried out at a temperature of 100-120°C, and its calcination, to obtain V 2 O 5 , was carried out at 670-680°C.

Результаты лабораторных исследований и полупромышленных испытаний по извлечению ванадия из ОВК представлены в таблице. The results of laboratory studies and pilot tests on the extraction of vanadium from HVAC are presented in the table.

Условия проведения экспериментальных работConditions for conducting experimental work Исходное содержание ванадия в ОВК,
%
Initial vanadium content in the OVK,
%
1-я стадия перколяционного выщелачивания1st stage of percolation leaching 2-я стадия перколяционного выщелачивания2nd stage of percolation leaching Выход выщелоченной твёрдой фазы от исходной массы ОВК, %Yield of leached solid phase from the initial mass of the OVK, % Содержание ванадия в выщелоченной матрице ОВК,
%
Vanadium content in leached OWC matrix,
%
Соотношение
МnО2 к СаСО3,
кг/кг
Ratio
MnO2 to CaCO3,
kg/kg
рН
пульпы
на сорбции,
ед. рН
pH
pulps
on sorption,
pH units
Десорбция ванадияVanadium desorption Извлечение ванадия в готовую продукцию,
%
Extraction of vanadium into finished products,
%
Содержание V2О5 в готовой продукции,
%
Content of V 2 O 5 in finished products,
%
Время, часTime, hour рН, ед. рНpH, pH units ОВП,
В
ORP,
IN
Время, часTime, hour рН, ед. рНpH, pH units ОВП, ВORP, B NO3,
г/л
NO 3 ,
g/l
рН, ед. рНpH, pH units
Лабораторные
исследования
Laboratory
research
4,34.3 3636 0,9-1,00.9-1.0 0,700.70 1818 0,8-0,90.8-0.9 0,710.71 0,60.6 0,560.56 1:11:1 1,5-2,01.5-2.0 120120 9,39.3 92,292.2 99,499.4
Полупромышленные испытанияSemi-industrial testing 4,24.2 2424 1,1-1,31.1-1.3 0,680.68 1212 0,8-1,00.8-1.0 0,700.70 0,70.7 0,900.90 1:11:1 1,6-1,81.6-1.8 118118 9,0-9,59.0-9.5 85,085.0 99,299.2 120120 8,58.5 85,085.0 97,197.1

Из них следует, что патентуемый способ позволил достичь значений содержания V2O5 в конечной продукции 99,2-99,4%. It follows from them that the patented method made it possible to achieve V2O5 content values in the final product of 99.2-99.4 %.

Таким образом, проведенными экспериментальными работами показано, что предлагаемый способ извлечения ванадия из отработанных катализаторов сернокислотного производства обеспечивает существенное повышение качества получаемого пентаоксида ванадия.Thus, the conducted experimental work has shown that the proposed method for extracting vanadium from spent catalysts of sulfuric acid production provides a significant increase in the quality of the resulting vanadium pentoxide.

Claims (1)

Способ извлечения ванадия из отработанных катализаторов сернокислотного производства, включающий стадиальное перколяционное выщелачивание ванадия в кислой среде в присутствии восстановителя с получением продуктивного раствора выщелачивания ванадия, формирование пульпы с pH 1,5-2,0 путем взаимодействия продуктивного раствора выщелачивания ванадия и суспензии, получаемой совместным мокрым помолом марганцевого концентрата и карбоната кальция, её сгущением и подкислением до рН 4-6, сорбцию ванадия анионитом из полученной пульпы, в которой окисляется ванадий, аммиачно-нитратную десорбцию ванадия при рН 9,0-9,5, перевод анионита из нитратной формы в сульфатную раствором серной кислоты, отмывку анионита от кислотности и подачу его на сорбцию, осаждение из полученных десорбатов метаванадата аммония, его фильтрацию, сушку, дезинтеграцию и прокалку с получением пентаоксида ванадия.A method for extracting vanadium from spent catalysts of sulfuric acid production, including staged percolation leaching of vanadium in an acidic medium in the presence of a reducing agent to obtain a pregnant vanadium leaching solution, forming a pulp with a pH of 1.5-2.0 by interaction of the pregnant vanadium leaching solution and a suspension obtained by joint wet grinding of manganese concentrate and calcium carbonate, thickening and acidifying it to a pH of 4-6, sorption of vanadium by an anion exchanger from the obtained pulp, in which vanadium is oxidized, ammonium-nitrate desorption of vanadium at a pH of 9.0-9.5, conversion of the anion exchanger from nitrate form to sulfate form with a sulfuric acid solution, washing the anion exchanger from acidity and feeding it for sorption, precipitation of metavanadate from the obtained desorbates ammonium, its filtration, drying, disintegration and calcination to obtain vanadium pentoxide.
RU2023134010A 2023-12-20 Method of extracting vanadium from spent catalysts of sulfuric acid production RU2824150C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2824150C1 true RU2824150C1 (en) 2024-08-06

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD276672A1 (en) * 1988-11-01 1990-03-07 Liebknecht K Paeda Hochschule METHOD FOR RECOVERY OF VANADIUM FROM ALTAT CALCULATORS OF SULFURIC ACID PRODUCTION
RU2155638C1 (en) * 1999-08-30 2000-09-10 Уральский государственный технический университет Method of processing spent vanadium catalysts from sulfuric acid production
RU2515154C1 (en) * 2012-10-24 2014-05-10 Алексей Владиславович Свиридов Method of producing vanadium pentoxide from vanadium-containing slag
CN107572586A (en) * 2017-10-25 2018-01-12 云南驰宏锌锗股份有限公司 One kind reclaims V from relieving haperacidity spent vanadium catalyst2O5Method
RU2644720C2 (en) * 2016-04-14 2018-02-13 Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" Method for extracting vanadium from ores

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD276672A1 (en) * 1988-11-01 1990-03-07 Liebknecht K Paeda Hochschule METHOD FOR RECOVERY OF VANADIUM FROM ALTAT CALCULATORS OF SULFURIC ACID PRODUCTION
RU2155638C1 (en) * 1999-08-30 2000-09-10 Уральский государственный технический университет Method of processing spent vanadium catalysts from sulfuric acid production
RU2515154C1 (en) * 2012-10-24 2014-05-10 Алексей Владиславович Свиридов Method of producing vanadium pentoxide from vanadium-containing slag
RU2644720C2 (en) * 2016-04-14 2018-02-13 Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" Method for extracting vanadium from ores
CN107572586A (en) * 2017-10-25 2018-01-12 云南驰宏锌锗股份有限公司 One kind reclaims V from relieving haperacidity spent vanadium catalyst2O5Method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105506285B (en) A kind of method that vanadium and chromium are separated and recovered from the solution containing vanadium or/and chromium
JP5406386B2 (en) Method for producing manganese sulfate monohydrate
RU2736539C1 (en) Method of producing vanadium oxide of a battery grade
WO2011041956A1 (en) Method for preparing manganese sulfate monohydrate by desulfurizing fume with middle-low grade manganese dioxide ore
US20150307966A1 (en) A Process, Method and Plant for Recovering Scandium
CN106916946B (en) A kind of high-sulfur cobalt copper mine treatment process of the high leaching rate of low cost
CN104120271A (en) Clean production technique of vanadium oxide by vanadium slag carbocholine leaching-hydrogen reduction process
CN112607777A (en) Production process of ammonium molybdate
CN102628106A (en) Technology for recycling manganese and lead from electrolytic manganese anode slag
CN109573972A (en) A kind of method of mid low grade phosphate rock production phosphoric acid and low silica cream
RU2824150C1 (en) Method of extracting vanadium from spent catalysts of sulfuric acid production
CN115198116A (en) Method for extracting vanadium from vanadium-containing stone coal
CN102910676A (en) Preparation method of high-purity vanadium pentoxide
CN115477326B (en) Method for preparing high-purity vanadyl sulfate solution by industrial vanadium slag calcification roasting pickle liquor
CN106367601A (en) Method for extracting valuable metal from fuel flying ash through wet processing
CN111298846A (en) Method for recovering waste iron-molybdenum catalyst for preparing formaldehyde by oxidizing methanol
CN107190155A (en) Vanadium, the method for chromium are extracted in a kind of mixed liquor from containing vanadium and chromium
CN112978796B (en) Method for cleanly preparing vanadium pentoxide from sodium vanadate solution
CN112239808B (en) Method for extracting vanadium from vanadium-containing high-calcium high-phosphorus slag
CN111100996B (en) Method for preparing vanadium oxide from acid low-concentration vanadium solution
RU2016113211A (en) METHOD FOR PRODUCING MAGNESIUM SULPHATE AND IRON OXYGEN PIGMENTS FROM PRODUCTION WASTE
CN109336158A (en) The method that high calcium witherite mineral produces barium chloride
CN103265083A (en) Method for producing feed-grade manganese sulfate monohydrate
CN107601571A (en) A kind of preparation method of ferric vandate
CN102688665B (en) Method for comprehensively treating Klaus tail gas and producing manganese sulfate