Способ извлечения ванадия из ванадийсодержащих растворов

 

Изобретение относится к металлургии редких металлов, а именно к способам извлечения ванадия из ванадийсодержащих растворов сорбцией. Сущность изобретения: сорбцию ванадия из растворов ведут на высокоосновных анионитах в присутствии марганца при поддержании молярного соотношения марганца к ванадию в исходном растворе, равном, 5-2,0:1,0, что позволяет повысить сорбционную емкость смол по ванадию.

Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности к способам сорбционного извлечения ванадия из ванадийсодержащих растворов.

Известен способ извлечения ванадия из растворов сорбцией на неорганическом сорбенте оксигидратного типа. Недостатком данного способа является низкая сорбционная емкость по V₂O₅ (Казанцев К.А. Кудрявский Ю.П. Влияние условий сорбции на извлечение ванадия из солевых растворов неорганическим сорбентом оксигидратного типа. Неорганические ионообменные материалы. 1980, с. 62-63).

Известен способ извлечения ванадия из раствора сорбцией на слабоосновных анионитах АН-1, АН-2Ф ЭДЭ-10 II. Недостатком данного способа является низкая сорбционная емкость анионитов по V₂O₅. (Сборник работ по химии //Под ред. Беремжанова Б.А. Алма-Ата, 1973, с. 588-604).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому объекту является способ извлечения ванадия из растворов на высокоосновных анионитах типа AM, AM-n, BH-1. (Лищенко Т. В. Вдовина Л.В. Сорбция ванадия и кремния на анионитах. Трубы Гиредмета. 1977, т. 74, с. 76-83). Недостатком является недостаточно высокая сорбционная емкость смол по V₂O₅ (250 Мг/г).

Техническим результатом изобретения является повышение сорбционной емкости высокоосновных анионитов.

Это достигается в способе извлечения ванадия из ванадийсодержащих содержащих растворов, включающем сорбцию ванадия на высокоосновных анионитах в присутствии марганца при поддержании молярного соотношения марганца к ванадию в исходном растворе равном 0,5 2,0:1,0.

Сущность изобретения заключается в следующем. В процессе сорбции в присутствии марганца происходит активизация нерабочих аминогрупп высокоосновных анионитов, которые начинают дополнительно сорбировать ионы ванадия из раствора, за счет чего сорбируется большое количество ионов ванадия. Это приводит к увеличению сорбционной емкости высокоосновных анионитов по V₂O₅.

При уменьшении мольного соотношения марганца к ванадию в исходном растворе менее 0,5: 1,0 марганца будет недостаточно для активизации нерабочих аминогрупп высокоосновных анионитов, которые не будут дополнительно сорбировать ванадий и это приведет к уменьшению сорбционной емкости анионитов по V₂O₅.

При увеличении мольного соотношения марганца к ванадию в исходном растворе более 2,0: 1,0, происходит сорбция ионов марганца на сорбенте. Ионы марганца занимают емкость сорбента, что приводит к уменьшению сорбции ванадия из раствора и соответственно к уменьшению сорбционной емкости анионитов по V₂O₅.

Таким образом, совокупность отличительных признаков изобретения, а именно: сорбцию ванадия на высокоосновных анионитах ведут в присутствии марганца при поддержании молярного соотношения марганца к ванадию в исходном растворе, равном 0,5 2,0:1,0.

Пример 1. 1,0 г анионита АМП контактировали с 1,0 л ванадиевого раствора, содержащего 4,7 г/л ванадия в присутствии 2,53 г/л марганца. Молярное соотношение марганца к ванадию в исходном растворе равно 0,5:1,0. Затем сорбент отделяли фильтрованием.

В результате опыта получено: 1,0 раствора, содержащего 4,354 г/л ванадия и 2,53 г/л марганца. 1,0 г сорбента, содержащего 346 мг/ванадия. Емкость АМП по ванадию составляет 346 мг/г, что на 96 мг/г выше, чем по прототипу (По прототипу емкость сорбента составляет 250 мг/г).

Пример 2. 1 г анионита AM-n контактировали с 1,0 л ванадиевого раствора, содержащего 1,38 г/л ванадия в присутствии 3,0 г/л марганца. Молярное соотношение марганца к ванадию в исходном растворе равно 2,0:1,0. (Ванадиймарганцевый раствор получали смешением, в заданном мольном соотношении марганца к ванадию, pH-ного раствора от выщелачивания конвертерного шлака и кислого раствора, полученного от промывки нерастворимого остатка конвертерного шлака).

Затем сорбент отделяли фильтрованием.

В результате опыта получено: 1,0 л раствора, содержащего 1,03 г/л ванадия, 3,0 г/л марганца.

1,0 г сорбента AM-n, содержащего 350 мг ванадия. Емкость AM-n по ванадию составляет 350 мг/г сорбента, что на 100 мг/г выше, чем по прототипу (По прототипу емкость AM-n составляет 250 мг/г.

Пример 3. 1,0 г анионита ВП-14к контактировали с 1,0 л ванадиевого раствора, содержащего 2,5 г/л ванадия в присутствии 4,2 г/л марганца. Молярное соотношение марганца к ванадию в исходном растворе равно 1,55:1,0. (Ванадиймарганцевый раствор получали смешением pH-ного раствора от выщелачивания конвертерного шлака и кислых сливных вод в заданном соотношении марганца к ванадию).

Затем сорбент отделяли фильтрованием.

В результате опыта получено: 1,0 л раствора, содержащего 2,144 г/л ванадия и 4,2 г/л марганца.

1,0 г сорбента содержащего 356 мг ванадия. Емкость ВП-14 к по ванадию составляет 356 мг/г сорбента, что на 106 мг/г выше, чем по прототипу (По прототипу емкость сорбента составляет 250 мг/г).

Формула изобретения

Способ извлечения ванадия из ванадийсодержащих растворов, включающий сорбцию ванадия на высокоосновных анионитах, отличающийся тем, что сорбцию ведут в присутствии марганца при поддержании молярного соотношения марганца и ванадия в исходном растворе 0,5 2,0:1,0 соответственно.