Способ получения пятиокиси ванадия

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к процессам получения пятиокиси ванадия из растворов или пульпы из обожженных ванадийсодержащих шлаков монопроцесса. Технический эффект при использовании изобретения заключается в снижении содержания примесей (кремния и фосфора) в получаемой пятиокиси ванадия. Способ получения пятиокиси ванадия включает выщелачивание ванадия из шлака, фильтрование и очистку раствора, осаждение пятиокиси ванадия из раствора, подачу в раствор комплексного осадителя, содержащего соединения алюминия, железа (III) и карбонат щелочноземельных металлов в количествах, обеспечивающих соотношение элементов в осадителе Al, Fe и щелочноземельного металла в карбонате к оксиду кремния в пределах (0,20 - 0,25) : (0,03 - 0,04) : (0,06 - 0,08) : 1 соответственно. Подачу комплексного осадителя возможно производить в пульпу. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к процессам получения пятиокиси ванадия из растворов или пульпы из обоженных ванадийсодержащих шлаков монопроцесса.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения пятиокиси ванадия, включающий обработку обожженного ванадиевого шлака, выщелачивание ванадия из шлака, фильтрование, нейтрализацию и очистку раствора, осаждение пятиокиси ванадия из раствора, подачу в раствор осадителя, содержащего соединения (соли) алюминия. В качестве осадителя вводят соединение (соль) сернокислого алюминия Al₂(SO₄)₃ в количестве, обеспечивающем соотношение элемента осадителя алюминия к оксиду кремния в пределах Al : SiO₂ = 1,08 : 1,0 в пересчете на весовое содержание (см. Бингс Г., Томе Р. Производство пятиокиси ванадия из титаномагнетита. Перевод с немецкого N 11180, ЦНИИ информации и технико-экономических исследований черной металлургии, М., 1979 г., с.15).

Недостатком известного способа является высокое содержание кремнезема и фосфора в получаемой пятиокиси ванадия. Это объясняется высоким значением соотношения элемента осадителя алюминия к оксиду кремния в пределах Al : SiO₂ = 1,08 -1,0. В этих условиях не обеспечивается высокая степень одновременного перехода оксида кремния и фосфора в осадок.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в снижении содержания примесей (кремния и фосфора) в получаемой пятиокиси ванадия.

Указанный технический эффект достигают тем, что способ получения пятиокиси ванадия включает выщелачивание ванадия из шлака, фильтрование и очистку раствора, осаждение пятиокиси ванадия из раствора, подачу в раствор осадителя, содержащего соединения (соли) алюминия.

В раствор подают комплексный осадитель, содержащий соединения алюминия, железа (III) и карбонат щелочноземельных металлов в количествах, обеспечивающих соотношение элементов в осадителе Al, Fe и щелочноземельного металла в карбонате к оксиду кремния в пределах (0,20 - 0,25) : (0,03 - 0,04): (0,06 - 0,08) : 1 соответственно. Подачу комплексного осадителя возможно производить в пульпу.

Снижение содержания примесей в получаемой пятиокиси ванадия будет происходить вследствие удаления из раствора комплексов, содержащих фосфор, и оксида кремния.

Диапазон значений соотношения элементов в осадителе Al, Fe и щелочноземельного металла в карбонате к оксиду кремния в пределах (0,20 - 0,25): (0,03 - 0,04): (0,06 - 0,08) : 1 соответственно объясняется необходимостью создания наиболее благоприятных физико-химических условий для совместного удаления из раствора примесей. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимое снижение содержания примесей в получаемой пятиокиси ванадия. При больших значениях будут увеличиваться потери ванадия при очистке раствора от примесей.

Указанные диапазоны устанавливают в зависимости от количества оксида кремния в растворе.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Способ получения пятиокиси ванадия осуществляют следующим образом.

Пример. В процессе получения пятиокиси ванадия в реактор, заполненный водой для получения Ж : Т = 2,5 - 1,0, подают обоженный ванадиевый шлак монопроцесса с содержанием, мас.%: V₂O₅ = 13,7: CaO = 29,2; SiO₂ = 11,6; P = 0,3; остальное - оксиды сопутствующих металлов. Далее производят выщелачивание ванадия посредством подачи в реактор серной кислоты до установления pH раствора, равным 2, - 2,6. Затем раствор фильтруют, остаток промывают и удаляют. В растворе получают следующее содержание компонентов, г/л: V ₂O₅ = 22,6; SiO₂ = 8-12; P = 0,085.

Затем в раствор подают комплексный осадитель, содержащий соединение (соль) сернокислого алюминия Al₂(SO₄)₃, железа (III) Fe₂(SO₄)₃ и карбоната щелочноземельного металла, например, CaCo₃, в количествах, обеспечивающих соотношение элементов в осадителе Al, Fe и Ca к оксиду кремния SiO₂ в пределах (0,20 - 0,25) : (0,03 - 0,04) : (0,06 - 0,08) : 1 соответственно. После введения комплексного осадителя производится очистка раствора, при этом примеси переходят в осадок. Далее определяют степень очистки раствора от SiO₂ и P.

В таблице приведены примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами.

В примерах 1 и 5 не обеспечивается необходимая степень удаления примесей из раствора.

В оптимальных примерах 2-4 достигается необходимое снижение содержания примесей в получаемой пятиокиси ванадия вследствие удаления из раствора комплексов, содержащих фосфор и оксиды кремния.

Формула изобретения

1. Способ получения пятиокиси ванадия, включающий выщелачивание ванадия из шлака, очистку полученного раствора от примесей подачей осадителя, содержащего соединения алюминия и осаждение пятиокиси ванадия из раствора, отличающийся тем, что очистку ведут подачей комплексного осадителя, содержащего соединения алюминия, железа (III) и карбонат щелочноземельного металла в количествах, обеспечивающих соотношение элементов в осадителе Al, Fe (III) и щелочноземельного металла в карбонате к оксиду кремния, содержащемуся в растворе в пределах (0,20 - 0,25) : (0,03 - 0,04) : (0,06 - 0,08) : 1 соответственно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу комплексного осадителя производят в пульпу.

РИСУНКИ

Рисунок 1