LU86546A1

LU86546A1 - Verfahren zu extraktion von vanadium aus vanadiumhaltigen rohstoffen

Info

Publication number: LU86546A1
Application number: LU86546A
Authority: LU
Inventors: Reinhard Dr Ing Haehn; Edr Ing Siegfried Sattelberger; Rudolf Dr Ing Fichte; Hans-Joachim Dr Ing Retelsdorf
Original assignee: Elektrometallurgie Gmbh
Priority date: 1985-10-05
Filing date: 1986-08-06
Publication date: 1986-12-02
Also published as: US4748009A; ZA867542B; ATA212086A; BR8604801A; NZ217802A

Description

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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Ex-traktion von Vanadium aus vanadiumhaltigen Rohstoffen, wobei die Rohstoffe in oxidierender Atmosphäre einer Erströstung und danach in oxidierender Atmosphäre einer Zweitröstung bei etwa 800° C unterworfen sowie im Anschluß daran ausgelaugt werden, - wobei die abgezogene Lauge naßchemisch zu Vanadiumverbindungen weiterverarbeitet wird. Vanadiumhaltige Rohstoffe meint zum Beispiel Blasschlacken der Stahlgewinnung aus Titano-Magnetiten oder Ölverbrennungsrückstände.

Das bekannte gattungsgemäße Verfahren (vergl. US 41 15 110) ist auf die Extraktion von Vanadium aus Rohstoffen mit geringem Gehalt an oxidischen Vanadiumverbindungen, z. B. mit etwa 1 Gew.-% an oxidischen Vanadiumverbindungen, gerichtet. Die Erströstung wird bei etwa 600° C durchgeführt, die zweite bei etwa 800° C. Alkaliverbindungen sollen ausdrücklich nicht beigegeben werden. Für die Extraktion von Vanadium aus Rohstoffen mit hohem Gehalt an oxidischen Vanadiumver-bindungen sind die bekannten Maßnahmen nicht geeignet. Bei höheren Sauerstoffgehalten wird die erste Verfahrensstufe in sauerstofffreier Atmosphäre durchgeführt, was aufwendig ist (vergl. ÄT-PS 290 862).

Bei der Extraktion von Vanadium aus vanadiumhaltigen Rohstoffen mit höherem Gehalt an oxidischen Vanadiumverbindungen arbeitet die Praxis anders, als es dem gattungsgemäßen Verfahren entspricht. Die vanadiumhaltigen Rohstoffe werden mit Zuschlagstoffen, nämlich mit Alkalimetallverbindungen in Form von Garbonaten, Chloriden, Sulfaten, Nitraten oder Mischungen davon, versetzt, auf gemahlen und geröstet. Das Röstgut wird ausgelaugt (vergl. DE-PS 847 808). Im einzelnen - 2 - verfährt man dabei wie folgt: Zum Aufschluß des Vanadiums, das in den Rohstoffen in verschiedenen Wertigkeitsstufen und' in verschiedenen Bindungszuständen vorliegt, z. B. als Spinell FeO · wird der gemahlene Rohstoff mit den vorgenannten alkalischen Zuschlagstoffen versetzt und bei ca. 800° C, zumeist in Etagenöfen, geröstet. Dabei wird Vanadium freigesetzt und durch Luftsauerstoff zur fünfwertigen Form entsprechend den folgenden Gleichungen oxidiert: V2°3 + °2 = V2°5 (1)

Durch Reaktion mit den alkalischen Zuschlägen bildet sich wasserlösliches Natriumvanadat: V2°5 + Na2G03 = 2 NaV03 + C02 (2) V2Og + a2S04 = 2 NaVOg + SOg (3)

Dieses wird anschließend durch Laugung aus dem Röstgut herausgelöst. Die vanadiumhaltige Lauge wird naßchemisch zu Vanadiumverbindungen weiterverarbeitet. - Von Nachteil bei diesen bekannten Maßnahmen ist, daß Rohstoffe mit einem Vanadiumgehalt von etwa 6 % Vanadium und mehr nicht, unmittelbar alkalisch geröstet werden können. Aufgrund des notwendigen hohen Versatzes mit den vorgenannten Zuschlagstoffen würde die Röstmischung beim Rösten zusammenschmelzen. Durch Zuschlag von inerten Materialien, wie prozeßeigenen Auslaugungsrückständen, wird der Rohstoff abgemagert, um auf diese Weise das. Schmelzen zu vermeiden. Die technischen und wirtschaftlichen Auswirkungen dieser Verdünnung auf den Prozeß sind in erheblichem Maße nachteilig, nämlich Kapazitätsverringerung beim Rösten, Mehrbedarf an Energie ; - 3 - ! für die Trocknung und Aufheizung des Ballastes, Verringerung der Kapazität beim Laugen und Mehrbedarf an Hilfsstoffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß auch Rohstoffe mit einem Gehalt von über' ' 6 Gew.-% an oxidischen Vanadiumverbindungen verarbeitet werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß zum Zwecke der Gewinnung von Vanadium aus Rohstoffen mit über 6 Gew.-% oxidischen Vanadiumverbindungen die Rohstoffe bei einer Temperatur von über 800° C der Erströstung und danach einer Erstauslaugung unterworfen werden, daß die Rückstände der Erstauslaugung mit Alkalimetallverbindungen versetzt sowie im Anschluß daran die Mischung einer Zweitröstung bei einer Temperatur von 750° C bis 850° C unterworfen und danach erneut ausgelaugt wird. Vorzugsweise werden Carbonate, Chloride, Sulfate sowie Nitrate von Alkalimetallverbindungen oder Mischungen davon, den Rückständen der Erstauslaugung beigemischt.

Erfindungsgemäß wird eine Verfahrensstufe des gattungsgemäßen Verfahrens, die bei vergleichsweise hoher Temperatur als alkalifreie Röstung durchgeführt wird, mit einer alkalischen Röstung kombiniert, wobei überraschenderweise trotz des hohen Vanadiumgehaltes eine Abmagerung nicht erforderlich ist. Die Behandlung in der ersten Stufe kann in üblichen Aggregaten, z. B. in Etagenöfen, Wirbelschichtreaktoren oder Drehiohröfen, durchgeführt werden. Anschließend wird mit Wasser oder mit Sodalösung gelaugt und ein Teil des aufgeschlossenen, oxidierten Vanadiums aus dem gerösteten Material herausgelaugt.

Die Bedingungen in dieser ersten Stufe lassen sich so wählen, daß « - 4 - etwa 50 % des in den Rohstoffen enthaltenen Vanadiums ausgelaugt werden. Überraschenderweise stellt man fest, daß das Vanadium nach der Erströstung ohne Zusätze zu 50 % und mehr auslaugbar ist, insbesondere wenn mit verdünnter Sodalösung gelaugt wird, die etwa 5 % Na2C03 enthält, obgleich nach der Röstreaktion gemäß Gleichung (1) der Reaktionspartner Natrium zur Bildung von NaVOg entsprechend den Gleichungen (2) und (3) nicht vorhanden ist. In der zweiten Stufe werden die zwischengelaugten Rückstände mit den alkalischen Zuschlägen, vorzugsweise bei etwa 800° C, geröstet. Anschließend erfolgt, wie beschrieben, die zweite Laugung zur Entfernung des restlichen Vanadiums.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß durch Wegfall des inerten Verdünnungsmaterials Energie für das Aufheizen des Ballastes eingespart wird und die Röstung mit erheblich weniger Zuschlagstoffen durchgeführt werden kann und daß durch die geringe Menge an alkalischen Zuschlagstoffen bei der Verarbeitung der vanadiumhaltigen Lauge zu Vanadiumverbindungen Schwefelsäure für die Neutralisation eingespart wird. Die Kapazität bestehender Röstanlagen und Laugungseinrichtungen kann durch die Tatsache erheblich gesteigert werden, daß Ballaststoffe nicht mitgeführt werden.

Ausführungsbeispiel 1: 1 kg eines Gemisches aus gemahlenen, V-haltigen Titano-Magnetit-Blasschlacken und V-haltigen Ölverbrennungsrückständen wurde mit Melasse pelletiert und in einem Drehrohrofen 2 Stunden bei 900° C geröstet. Die Pellets enthielten durchschnittlich 12,5 % Vanadium.

Die gerösteten Pellets wurden nach dem Abkühlen vermahlen und bei .ν ί - 5 - 90° C mit 5 %iger Sodalösung 1 Stunde gelaugt. Die Analyse des .laugungsrückstandes ergab, daß 61 % des Vanadiums ausgelaugt werden konnten. Der getrocknete Auslaugungsrückstand enthielt noch 3,4 % Vanadium.

Er wurde mit 20 % Soda und 2,5 % Natriumsulfat versetzt und in einer Schale unter gelegentlichem Durchmischen 2 Stunden bei 800°C nachgeröstet. Das erkaltete Produkt wurde mit Wasser bei 60° C 30 Minuten gelaugt. Die Analyse des Laugungsrückstandes ergab, daß 87 % des in der zweiten Röststufe eingesetzten Vanadiums ausgelaugt werden konnten.

Ausführungsbeispiel 2: 3 kg gemahlene, V-haltige Titano-Magnetit-Blasschlacke wurden in einem Wirbelschichtreaktor 45 Min. bei 900° C geröstet. Die Blasschlacke enthielt 13,2 % Vanadium. Das Röstprodukt wurde anschliessend bei 90° C mit 5 %iger Sodalösung 1 Stunde gelaugt. - Die Analyse des Laugungsrückstandes ergab, daß 69 % des Vanadiums ausge-Laugt werden konnten. Der getrocknete Auslaugungsrückstand enthielt noch 7,2 % Vanadium.

Er wurde mit 25 % Soda und 2,5 % Natriumsulfat versetzt und in einer Schale unter gelegentlichem Durchmischen 2 Stunden bei 800° C nachgeröstet. Das erkaltete Produkt wurde mit Wasser bei 60° C 30 Min. gelaugt. Die Analyse des Laugungsrückstandes ergab, daß 39 % des in der zweiten Röststufe eingesetzten Vanadiums ausgelaugt werden konnten.

Claims

4 i- - 6 - "Verfahren zur Extraktion von Vanadium aus vanadiumhaltigen Rohstoffen" ! : ! Patentansprüche:

1. Verfahren zum Extrahieren von Vanadium aus vanadiumhaltigen Rohstoffen, wobei die Rohstoffe in oxidierender Atmosphäre einer Erströstung und danach in oxidierender Atmosphäre einer Zweitröstung bei etwa 800° C unterworfen sowie im Anschluß daran ausgelaugt werden, wobei die abgezogene Lauge naßchemisch zu Vanadiumverbindungen weiterverarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Gewinnung von Vanadium aus Rohstoffen _mit über 6 Gew.-% oxidischen Vanadiumverbindungen die Rohstoffe bei einer Temperatur von über 800° C der Erströstung und danach einer Erstauslaugung unterworfen werden, daß die Rückstände der Erstauslaugung unterworfen werden, daß die Rückstände der Erstauslaugung mit Alkalimetallverbindungen versetzt sowie im Anschluß daran die Mischung einer Zweitröstung bei einer Temperatur von 750°C bis 850° C unterworfen und danach erneut ausgelaugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Carbonate, Chloride, Sulfate sowie Nitrate von Alkalimetallverbindungen oder Mischungen davon, den Rückständen der Erstauslaugung beigemischt werden. Dessins: planches .....pages dont.......Λ, page de.garde ......ë,. pages de description .......J pages de revendication .. .A..... abrégé descriptif Luxembourg, l'3 -&AQÜM9B6 Le mandataire : Me Alain Rukavina i