Файл: Шахтахтинский, Г. Б. Попутное извлечение пятиокиси ванадия при комплексной переработке алунитов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.10.2024
Просмотров: 23
Скачиваний: 0
1 Л AtS A Vli
ПОЛУЧЕНИЕ ЧИСТОЙ ПЯТИОКИСИ ВАНАДИЯ ПОСЛЕ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СУЛЬФАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ В НАЧАЛЕ ГИДРОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ВОССТАНОВЛЕННОГО АЛУНИТА
Извлечение сульфатов щелочных металлов является од ним из основных вопросов комплексной переработки алуни тов. При комплексной переработке алунитовой руды по вос становительно-щелочному способу оборотный щелочной ра створ насыщается сульфатами щелочных металлов.
При последующих операциях переработки алунита и при колебаниях температуры сульфатные соли щелочных метал лов кристаллизуются в аппаратуре и трубопроводах, что затрудняет общий режим работы, процесс выкручивания, а так же промывку гидрата окиси алюминия. Оставшиеся в алюминатном растворе сульфатные соли при выкручивании осаж даются совместно с гидратом окиси алюминия и в дальнейшем понижают количество выпускаемого глинозема.
Наряду со всем вышеуказанным основным недостатком является то, что оборотный раствор в значительной степени насыщен сульфатами щелочных металлов, и при выщелачи вании новой порции восстановленной алунитовой руды этот раствор недостаточно извлекает полезные компоненты алунита-
Присутствие сульфатов щелочных металлов в алюминатном растворе затрудняет процесс Байера, разработанный и усовершенствованный на протяжении многих лет. Поэтому разработана схема извлечения сульфатов щелочных металлов при комплексной переработке алунитов, по которой сульфаты щелочных металлов извлекаются перед извлечение глинозе ма [ i n . Для этого в начале гидрохимической переработки вос становленного алунита применяется 0,5%-ный раствор ед кого натра.
В этой связи нами изучался вопрос поведения ванадия
82
при извлечении сульфатных солей 0,5%-ным раствором едко
го натра.
В нерастворившихся остатках, полученных после выще лачивания обожженной и восстановленной алунитовой руды 0,5%-ным раствором едкого натра, производилось определение ванадия.
Результаты этих определений приведены в табл. 19.
|
|
|
Т а б л и ц а |
19 |
|
Содержание пятиокиси ванадия |
н |
||
|
|
После выщелачивания |
|
|
Наименование проб |
Первоначаль |
щелочных металлов |
|
|
|
ное содержание |
в остатке |
в растворе |
|
|
|
|||
Обожженная руда |
0,028 |
0,025 |
Не обнаружено |
|
|
0,028 |
. 0,026 |
7? |
|
Восстановленная руда |
0,028 |
0,025 |
7* |
|
п |
0,024 |
0.023 |
V |
|
1
Как видно из данных табл. 19, после извлечения сульфа тов щелочных металлов из алунита выщелачиванием 0,5%-ным
раствором едкого натра, ванадий остается в остатке |
вместе |
с окисью алюминия, то есть 0,5%-ный раствор NaOH |
не из |
влекает ванадия, и он может перейти в раствор при дальней
шей обработке раствором |
едкого натра по способу Байера. |
||
В табл. 20 |
приведены результаты выщелачивания |
||
10%-ным раствором едкого натра- |
|
||
|
|
|
Таблица 20 |
Содержание пятиокиси ванадия % |
|||
В остатке |
после |
После выщелачивания |
|
выщелачивания |
10%-ным |
раствором |
|
0,5%-ным раство |
в растворе |
в остатке |
|
ром |
|
||
0,025 |
|
0,024 |
Не обнаружен |
0,026 |
|
0,026 |
г> |
0,028 |
|
0,028 |
V |
0,026 |
0,025 |
7} |
|
0,025 |
|
0,025 |
7> |
0,023 |
0,021 |
S |
|
Как видно из этой таблицы, ванадий полностью перехо дит в алюминатный раствор. В дальнейшем полученный алюминатный раствор, содержащий ванадий, перерабатывается по вышеприведенному методу охлаждения с целью извлечения ванадия.
83
Данные, получении^ на основании проведенных опытов, приведены в табл. 21.
|
|
Т а б л и ц а 21 |
Содержание |
V20 5 в растворе, г/л |
Содержание V20 3 в |
до охлаждения после охлаждения |
воздушно-сухом |
|
шламе, % |
||
0,75 |
0,20 |
17,0 |
0,75 |
0,20 |
17,9 |
0,70 |
0,15 |
18,0 |
0,70 |
0,20 |
18,0 |
0,75 |
0,17 |
17,2 |
По этим данным можно сделать вывод о том, что после извлечения сульфатов щелочных металлов и соответствующего получения алюминатного раствора, содержащего ванадий, вышеуказанный метод охлаждения можно успешно приме* нять при комплексной переработке алунитов. Полученный ва надиевый концентрат по сравнению с ДАЗовским концентра том является более чистым в отношении содержания различ ных примесей (ионов, фтора, арсената, органики и т. д.) и бо гатым пятиокисью ванадия.
Полученный указанным путем ванадиевый концентрат а дальнейшем перерабатывается по приведенному методу (стр. 79—80) на соединения ванадия—ванадата аммония или же пятиокиси ванадия.
В результате проведенных исследований разработана и составлена технологическая схема выделения ванадия из обо ротного щелочного раствора после извлечения сульфатов ще
лочных металлов в начале процесса |
выщелачивания восста |
новленного алунита (рис. 27). |
|
Выводы |
* |
1. Дана методика колориметрического определения вана дия применительно к анализу алунита, а также промежуточ ных и конечных продуктов его переработки.
2.Уточнено содержание ванадия в различных образцах и
всредней пробе алунитовой руды. Установлено, что соляная и азотная кислоты, не извлекают ванадий йз сырой алунито вой руды, концентрированная серная кислота извлекает час тично, а натриевая щелочь полностью. Из обожженных образ цов алунитовой руды ванадий извлекается как щелочью, так и кислотами.
3.При комплексной переработке алунита ванадий накап ливается в оборотных щелочных растворах так же, как .и $
84
4/обмина.mtibiu f*~P
оборотных щелочных растворах производства глинозема из бокситов. Однако щелочные растворы рассматриваемого про изводства отличаются большим содержанием фосфора и фто ра. В этой связи подробное исследование условий выделения ванадия является необходимым.'Некоторые потери ванадия из щелочного раствора наблюдаются при выделении сульфат ных солей щелочных металлов и при неправильном . режиме работы обескремнивателяНезначительное.количество ванадия уходит с красным шламом, причем эти потери суммарно со ставляют не более 10% общего содержания ванадия.-
4. Было найдено, что сульфатные соли, получаемые, при комплексной переработке алунитов, содержат ванадий; Наши исследования показали, что ванадий химически не связан с солями щелочных металлов, а потому может быть отделен от. солей щелочных металлов промыванием последних. Однако*
85
при промывании водок^ данные соли в значительной степени растворяются и переводятся в раствор 6 соединениями вана= дия. С другой стороны, из-за токсичности соединений ванадия очистка сульфатов щелочных металлов от ванадия является необходимой, так как в дальнейшем предусматривается кон версия сульфатов щелочных металлов с получением пищевой соли и сульфата калия. В этой связи разработан метод очист ки сульфатных солей щелочных металлов от ванадия про мыванием их насыщенным раствором тех же солей. Получецные^промывные растворы, содержащие ванадий, могут быть использованы при получении пятиокиси ванадия.
5. Разработана схема выделения ванадиевого шлама ох лаждением смешанных растворов. При этом смешиваются упаренные алюминатные растворы с промывными растворами от промывки сульфатов щелочных металлов с предваритель ным отделением образующегося осадка, Раствор охлаждается До 25—28°С перемешиванием в течение 3—4 часов и фильтру ется. Ванадиевый шлам промывается насыщенным раствором сульфатных солей щелочных металлов, полученный раствор выпаривается, осадок повторно промывается и раствор выпа ривается до концентрации по ванадию 30—35 г/л. Из этого концентрированного по ванадию раствора получается пятиокись ванадия.
6. Установлено, что несмотря на относительно малое со держание фосфорной кислоты в ванадийсодержащих сульфат ных солях щелочных металлов удаление ее перед выделением ванадия является необходимым. Перед этим раствор нейтра лизуется серной кислотой до pH = 8. При этом выпадает оса док фосфата алюминия, который отдельно выделять не следует, ибо он выделяется при последующем осаждении ос тальных фосфатов гипсом.
7. Для рационализации метода получения пятиокиси ва надия осаждение ванадия в виде поливанадата серной кислоты с последующим растворением осадка в щелочи следует считать излишним, ибо непосредственное осаждение ванадата аммо ния дает достаточно хорошие результаты. При этом осажде ние ванадия в виде ванадата аммония в рассматриваемом слу чае лучше производить сульфатом аммония вместо хлорида аммония.
8. Для повышения глубины осаждения ванадия в виде ва надата аммония перед прибавлением осадителя следует до бавить к раствору избыток гидрата окиси аммония, одновре менно вводя затравку ванадата аммония в количестве 10% от количества ожидаемого осадка.
9. На основании наших выводов приведена общая техно логическая схема получения чистой пятгиокиси ванадия при
86
комплексной переработке алунитов. Продукт, полученный в лабораторных условиях по схеме, удовлетворяет требованиям ТУЦМ № 4566—55 на чистую пятиокись ванадия. Разрабо танный метод получения пятиокиси ванадия рекомендован для внедрения на Кировабадском алюминиевом заводе.
, |
|
'• |
"" |
•> |
ЛИТЕРАТУРАт ^ |
|
ч • • |
|
« |
|
|
|
|
•. |
|
• |
* |
• |
|
|
|
f |
, у |
|
L Реф. журнал «Металлургия», № 11 (1966), |
^ - |
|
|
|||||||
5; з |
2. |
К. |
W 1 п п а с к е г, Е. W e i n g a c r t n e r . |
Chem. Technologic, B |
|||||||
484. Munchen (1953). |
|
|
|
|
|
|
|
||||
19 |
3 |
H. Г |
H a y мни к, |
E. В. R V p л и н а. |
Труды |
ВАМИ. |
бьш.. ’ 92. |
||||
(1940). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
4. J. - Veres . Acta Technica, As. Se. Hung, Budapest (1962). |
|
|||||||||
|
5. |
E. D a c h s e l t . Chem. Technik, 9, № 1, |
42—45 (1957). |
|
|||||||
|
6. Г. Б. Ш a x т a x т и н с к и й, С. М, Г у с е й н з а д е, X. С. X а л и- |
||||||||||
л о в. «Азерб. хим. ж.», .Nb |
1, 87 (1963). |
|
|
|
|
|
|||||
АН |
7. |
Г. X. Э ф е н д и е в , |
Отчет |
лаб, геохимии |
и радиохимии |
ИНФХ |
|||||
Азерб, ССР |
(1961). |
«ДАН Азерб. ССР», XVI, II, |
1083 |
(I960). |
|||||||
8, |
М Ю |
т а р и ф о в |
|||||||||
|
9. |
С h е т i е. Lexikon |
3, Anfl, |
Bd. 2, s. 1900. |
Stuttgart |
(1952). |
|||||
10.Lehrbuch der Metalhiittenkunde, 2 Anfl, Bd. 3, s. 263, Leipzig (1954).
11.Краткая химическая энциклопедия, т, 1, 524 (1961).
12. Химия и технология редких и рассеянных элементов. Под ред. К. А. Большакова. М., Изд. «Высшая школа» (1965).
13. Справочник по редким металлам. М., Изд, «Мир» (1965),
14. |
J. |
W. |
М а г d е n, |
М. N. Ri ch. |
Lind, and Eng. Chem, 19 (1927). |
• 15. |
A. |
E. |
Фе р с м а н . |
Геохимия, т. |
I—III, 1932—1936 гг. |
16.В. M. Г о л ь д ш м и д т . Основные идеи геохимии. «Госхимиздат»
(1933).
17.А. Н. За вар и цк ий. Ввведение в петрохимию. Изд. АН СССР
(1944),
15. |
А. |
А. |
С а у к о в. Геохимия. «Госгеолтехиздат» |
(1951). |
|
|||||||||
19. |
В. |
Л. |
3 о л о т а в и н. Современное состояние |
аналитической хи |
||||||||||
мии ванадия. М. (1959). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
20. А. Ю. П о л яков. |
Основы |
металлургии |
ванадия, |
М., |
«Металлург- |
|||||||||
нздат» |
(1959). |
|
Metals |
Reterece |
Book, |
Interseience Publis- |
||||||||
21. |
С. J. S m 1 t h е 1 1 е s. |
|||||||||||||
chers, Inc., New York (1919). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
22. M. |
П. С л а в и н с к и й. |
Физико-химические |
свойства |
элементов, |
||||||||||
М., «Металлургиздат» (1952). |
|
|
J. |
Metals, 7, 1010 |
(1955), |
|||||||||
23. |
J. L. We e k s , К. |
F. |
S m i t h . |
|||||||||||
24. |
A. U. S е у b о 1t, |
Н. |
Т. S u m s i о n. J. Metals, 7, |
292 |
(1953), |
|||||||||
25 |
C. A. Ha pel . Rare |
Metals |
Hanbook. Reinhald Rublishing Corp.» |
|||||||||||
New |
York (1954) |
|
|
|
|
ванадия. ИЛ (1959). |
|
|
||||||
26. |
В. Po с т о ке р . Металлургия |
(1950). |
||||||||||||
27. |
W. В. |
P e a r s o n . |
J. Iron |
and |
Steel Inst, |
164, |
149 |
|||||||
28. |
В. С. С ы р о к о м с к и й , |
Ю. |
В. |
К л и м е н к о . |
Ванадатометрия, |
|||||||||
Свердловск—М. (1959). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
29. |
В. А. Э п е л ь б а у м, Б. Ф. О р м о н т. «Журн. физической химии», |
|||||||||||||
т. XXI, вып. I, I (1947). |
|
|
|
|
|
В. И. К о л п а к о в а |
«Изв. вузов». |
|||||||
30. |
Н. П. С л о т в и н с к и й-С идак, |
|||||||||||||
«Черная металлургия», 8, 37 (1961). |
|
|
|
|
|
|
ч |
|||||||
31. |
Н. |
П. |
С л о т в и н с к и й-С и д а к. ЖНХ, XXXVI, |
II, |
2367 (1963). |
|||||||||
32.А. А. Ив а к и н . Химия и технология редких металлов. Тр. Ин-та химии УФАН, вып. 7, 55 (1963).
33.Патент США, 2551733.
34.L. D u с е г t. Anal. Chim. Acta, 1, 135 (1947).
35. |
Г. Ша р л о . Методы аналитической химии. Изд. «Химия» (1965). |
36. |
И. П. А ли марин. ЖПХ, 17 (1944). |
37. |
Е. Б. С е н д э л. Колориметрическое определение следов металлов. |
М. (1964). |
|
38. |
G. В. J o n e s , Anal. Chim. Acta, 17 (1957). |
88
39.AR. В о с к, S. G о г b а с h. Mikrochim Acta, 593 (1958).
40.А. М. Д ымо в . Технический анализ руд и металлов. М., «Метал лургиздат» (1949).
41. В. |
С. |
С ы р о к о м с к и й,. Методы |
анализа |
железных руд. |
Сверд |
|
|||||||||||||||
ловск—М., «Металлургиздат» (1950),' |
Сб. |
под, ред, |
Ю, Н. |
Книповича. |
|
||||||||||||||||
42. |
Анализ |
минерального |
сырья, |
|
|||||||||||||||||
Ю. В, |
Морачевского, ГХИ» Л,, (1956), |
М е X т и е в. Тр, |
Ин-та |
химии АН |
|
||||||||||||||||
43. Г. |
Б. |
Ш а х t а х т и н с к и й, Й. |
|
||||||||||||||||||
Азерб. ССР, т. 7 (1949). |
|
|
|
|
|
А. |
А с л а н о в , |
Н. |
Ю. Г а д ж и е в , |
||||||||||||
44. |
|
Г. |
Б. |
Ш а х т а х ти н с к и й, Г. |
|||||||||||||||||
Исследование в области неорганической и физической химии. Сб, работ |
|
||||||||||||||||||||
аспирантов и соискателей ИНФХ АН Азерб. ССР (1966). |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
451 L. D и с е г t. Bull. Sos. Chim—10, 334 |
(1943). |
|
|
|
|
анализ. |
М |
|
|||||||||||||
46. |
И, |
M. |
К о л ь т г о ф , |
Е. |
Б, Се н д э л . |
Количественный |
|
||||||||||||||
(1938). |
Р. |
П р и ш и б и л. |
Комплексоны |
в химическом |
анализе, |
М, |
(I960), |
|
|||||||||||||
47. |
|
||||||||||||||||||||
4§, |
G, |
S с h w а г г е n 1 а с h, |
J. S a n d е г a. Heev. Chim. Acta, 36, 1089 |
|
|||||||||||||||||
(196$. |
|
J. К i п я u n е п, В, W e n n e s t r o n d . |
Chemist. |
Analust. |
44, |
33 |
|||||||||||||||
49. |
|
||||||||||||||||||||
(1955). |
|
А. |
И.» П о н о м а р е в , |
Методы ^химического анализа минералов |
и |
||||||||||||||||
50. |
|
||||||||||||||||||||
горных пород* т. II, М. (1955). |
|
|
Колорим'етрический анализ |
(1954). |
|
||||||||||||||||
51. |
А. К. К о б к о, А. Г. П л и т е н к о . |
|
|||||||||||||||||||
52. |
Р. S 1 a v i k. Chem. Ztg. 34, 648 |
(1910). |
|
|
|
(1931). |
249. |
|
|
|
|||||||||||
53. |
А. П. В и н о г р а д о в . |
«ДАН СССР», серия А |
|
|
|
||||||||||||||||
54. |
Е. В. S a n d el l . |
Ind. |
Eng. Chem.* Anal. 8 (1936). |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
55. |
А. |
И. |
П он о м а р с в . |
Методы химического анализа ^силикатных и |
|
||||||||||||||||
карбонатных горных пород |
М. |
|
(1961). |
|
|
|
|
«Заводская лаборатория», |
|
||||||||||||
56. |
В. |
Г. |
Ще р б а к о в , |
Р. |
М. Ведец-ман. |
|
|
||||||||||||||
20(1954). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
57. |
А. |
Л. |
Д а в ы д о в, В. М. |
В а й с б е р г . |
Фотоэлектрические методы |
|
|||||||||||||||
анализа черных, цветных металлов и руд. Изд. |
АН УССР (1943). |
|
|
|
|||||||||||||||||
58. |
П. |
Я. |
Я к о в л е в |
и др. |
Анализ материалов металлургического про |
|
|||||||||||||||
изводства. «Металлургиздат» (1961). |
|
|
|
|
Anal. |
Chem. |
27 |
(1955) |
|
||||||||||||
59. |
R. М. S h е г u I о о d, |
F. W. C h a r m a n , |
|
||||||||||||||||||
60. |
P. H. Sc h o l e s . |
Analust, |
82 (1957). |
|
|
Д. |
И. |
Г о ф м ан,- Практи |
|
||||||||||||
61. |
В. |
Ф. Г и л л е б р а н д , |
Г. Э. Л е н д е л ь, |
|
|
||||||||||||||||
ческое руководство по неограническому анализу*' М. |
(1957). |
|
руды алюминия. |
||||||||||||||||||
62. |
|
К. К. ФонФохт. Боксит, алунит, |
криолит и др. |
||||||||||||||||||
«Труды КЕПС», т. IV, вып. 32. Петроград (1919). |
|
химических |
вузов. |
|
|||||||||||||||||
63. |
Я. |
М е к е н. Минеральное |
сырье. |
Курс |
|
для |
|
||||||||||||||
Харьков (1931). |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
64. |
Н. К. Р а з у м о в с к и й . |
Определение минералов по наружному виду |
|
||||||||||||||||||
ипри помощи паяльной трубки. Горно-нефтеиздат, М. (1933).
65.Г. Берг . Геохимия месторождений полезных ископаемых. Горнанефтеизат. М. (1933).
66. G. B e r g . Vorkommen |
und Ceochemie der mineralisehen Rohstoffe. |
||||
Leipzig (1929). |
|
|
|
||
67. |
А. |
И. Л а й н e p. |
Производство глинозема. |
M., «Металлургиздат» |
|
(1961). |
|
Textbook of mineralogy (1900). |
|
|
|
68. Dana . |
|
(1924). |
|||
69. |
H. M. |
Ф е о д о р о в с к и й . Опыты прикладной минералогии |
|||
70. |
W. Н. W a g g а m a n., Bneran Soils' U. S. Dept. |
Acg. Orig. |
Com. |
||
8 -tn Intern. Congr. Apfl. Chem. (1912).
71.F. K. C a m e r o n . U. S. Pat. 1233. 977 (1917).
72.H. J. D e t w i l i e r . U. Sv Pat. 1274145 (1918).
73. |
R. M o l d e n ke. |
U. |
S. Pat. 1282273 (1918). |
||
74. |
H. F. C h a p p e l . |
U. |
S |
Pat. |
1336508 (1920). |
75. |
F. В. M a c-G a r t h u. |
IL |
S. |
Pat. 1413045 (1922). |
|
89