RU2045477C1 - Способ переработки ванадиевого концентрата глиноземного производства - Google Patents
Способ переработки ванадиевого концентрата глиноземного производства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2045477C1 RU2045477C1 SU5057819A RU2045477C1 RU 2045477 C1 RU2045477 C1 RU 2045477C1 SU 5057819 A SU5057819 A SU 5057819A RU 2045477 C1 RU2045477 C1 RU 2045477C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vanadium
- solution
- phosphate
- vanadate
- phosphorus
- Prior art date
Links
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 129
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 128
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 23
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 58
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 58
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 30
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical compound [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910000318 alkali metal phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 8
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L magnesium chloride Substances [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 17
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 abstract description 19
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract description 15
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 2
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 103
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical class [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 48
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 47
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 47
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 description 47
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 47
- 239000000047 product Substances 0.000 description 30
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 15
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 13
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 10
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 9
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 9
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 9
- IHIXIJGXTJIKRB-UHFFFAOYSA-N trisodium vanadate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-][V]([O-])([O-])=O IHIXIJGXTJIKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 8
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical class [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 5
- MHJAJDCZWVHCPF-UHFFFAOYSA-L dimagnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].OP([O-])([O-])=O MHJAJDCZWVHCPF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 229910000395 dimagnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 4
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- -1 alkali metal aluminate Chemical class 0.000 description 3
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 3
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- 229910017119 AlPO Inorganic materials 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 229910052934 alunite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010424 alunite Substances 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 2
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KPZTWMNLAFDTGF-UHFFFAOYSA-D trialuminum;potassium;hexahydroxide;disulfate Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O KPZTWMNLAFDTGF-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 2
- 150000003682 vanadium compounds Chemical class 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 1
- 244000261228 chanvre indien Species 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- ALTWGIIQPLQAAM-UHFFFAOYSA-N metavanadate Chemical compound [O-][V](=O)=O ALTWGIIQPLQAAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011020 pilot scale process Methods 0.000 description 1
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- DPLVEEXVKBWGHE-UHFFFAOYSA-N potassium sulfide Chemical class [S-2].[K+].[K+] DPLVEEXVKBWGHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011175 product filtration Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 239000011833 salt mixture Substances 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 1
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- CKVCFYYFFUHCDP-UHFFFAOYSA-M sodium;phosphoric acid;fluoride Chemical compound [F-].[Na+].OP(O)(O)=O CKVCFYYFFUHCDP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus hexaoxide Chemical compound O1P(O2)OP3OP1OP2O3 VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910001786 variscite Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
Использование: при переработке ванадиевого концентрата глиноземного производства. Сущность: способ заключается в водной обработке ванадиевого концентрата с получением раствора ванадата и фосфата щелочного металла, осаждении фосфора, отделении и промывке образовавшегося осадка от ванадийсодержащего раствора и выделение ванадия из последнего. Перед осаждением фосфора к раствору ванадата и фосфата щелочного металла добавляют минеральную кислоту до рН 9,5-8,5 с последующей выдрежкой в течение 0,5-2,0 ч и отделением выделившегося осадка с примесями от очищенного ванадатно-фосфатного раствора. Из последнего ведут осаждение фосфора при исходной концентрации 10-30 г/л по P2O5 добавлением сульфата и/или хлорида магния, исходя из массового отношения Mg : P2O5= 0,75-1,0 при температуре 70-95°С. 5 табл.
Description
Изобретение относится к способам комплексной гидрохимической переработки глиноземного сырья, алунитов и бокситов, в частности ванадий- и фосфорсодержащего глиноземного сырья, при переработке которого образуются ванадиевые концентраты глиноземного производства, т.е. солевые смеси, содержащие фосфат, ванадат, фторид, алюминат щелочного металла и другие примеси.
В основе известных способов переработки ванадиевых концентратов глиноземного производства находятся процессы разделения ванадия и фосфора. При этом производят водную обработку концентрата с получением раствора ванадата и фосфата щелочного металла, содержащего прочие примеси, такие как алюминий, кремний, железо, фтор и др. после чгео последовательно осаждают из раствора сначала фосфор и примеси, а затем ванадий. Ввиду относительной близости химических свойств водных растворов пятивалентного ванадия и фосфора ванадий частично соосаждается с фосфором и выводится из ванадийсодержащего раствора в составе образовавшегося осадка фосфата, что приводит к повышенным потерям ванадия.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ переработки ванадиевого концентрата глиноземного производства, включающий водную обработку концентрата с получением раствора ванадата и фосфата щелочного металла, осаждение фосфора, отделение и промывку образовавшегося осадка фосфата от ванадийсодержащего раствора и выделение ванадия из последнего. По этому способу ванадиевый концентрат глиноземного производства перерабатывают на поликальциевый фосфат, чистый ванадат аммония или ванадиевую кислоту и раствор, содержащий едкий натр, который направляют в цикл Байера. Осаждение фосфора ведут непосредственно из раствора ванадата и фосфата щелочного металла, полученного после водной обработки ванадиевого концентрата, добавлением гидроксида кальция. Образующийся осадок, содержащий малорастворимый поликальциевый фосфат, отделяют от ванадийсодержащего раствора, промывают водой и используют в качестве удобрения. Наряду с фосфатом кальция осадок содержит также фторид и ванадат кальция, а также другие примеси, такие как алюминий, кремний. Ванадийсодержащий раствор после отделения осадка поликальциевого фосфата упаривают и кристаллизуют из него ортованадат натрия при охлаждении. Ортованадат натрия отделяют от раствора, содержащего едкие щелочи, растворяют его в воде при нагреве и перерабатывают полученный водный раствор ортованадата натрия на продукционный ванадат аммония посредством добавления солей аммония или на ванадиевую кислоту посредством добавления минеральной кислоты. Основными недостатками описанного способа являются: извлечение фосфора в виде малоценного продукта, содержащего примеси, в том числе фтора и ванадия, повышенные потери ванадия с продукционным фосфатом, высокие удельные энергетические и капитальные затраты, обусловленные необходимостью отделения ванадия от образующегося раствора едких щелочей (упарка при нагерве, охлаждение упаренного раствора и кристаллизация ванадата натрия, отделение последнего от щелочного раствора и растворение ванадата натрия с получением слабощелочного ванадийсодержащего раствора, из которого выделяют продукционные ванадиевые соединения).
Целью изобретения является извлечение фосфора в виде высококачественного ценного продукта, снижение потерь ванадия с продукционным фосфатом и уменьшение удельных энергетических и капитальных затрат за счет существенного упрощения процесса.
Указанная цель достигается в способе переработки ванадиевого концентрата глиноземного производства, включающем водную обработку концентрата с получением раствора ванадата и фосфата щелочного металла, осаждение фосфора, отделение и промывку образовавшегося осадка фосфата от ванадийсодержащего раствоора и выделение ванадия из последнего, в котором, согласно изобретению, к раствору ванадата и фосфата щелочного металла перед осаждением фосфора добавляют минеральную кислоту до достижения рН 9,5-8,5 с последующей выдержкой в течение 0,5-2 ч и отделением выделившегося осадка с примесями от очищенного ванадатно-фосфатного раствора, а осаждение фосфора ведут из очищеного ванадатно-фосфатного раствора при исходной концентрации 10-30 г/л по Р2О5 добавлением растворимых солей магния, сульфата и/или хлорида, исходя из массового отношения MgO к Р2О5 0,75 1,0 при температуре 70-95оС.
Ванадиевые концентраты глиноземного производства выделяют кристаллизацией при понижении температуры щелочных алюминатных растворов. Концентраты состоят, главным образом, из воднорастворимых двойных солей: ванадат-фторида 2Na3VO4˙NaF ˙19H2O и фосфат-фторида натрия 2Na3PO4 ˙NaF˙ 19H2O. В качестве основных примесей концентраты могут содержать сульфиды калия, натрия и карбонат натрия. Ванадиевые концентраты отделяют от алюминатного раствора фильтрацией. Механическая влажность концентратов составляет 12-20 мас. В составе жидкой фазы ванадиевые концентраты содержат алюминатный раствор, т.е. едкие щелочи, алюминат натрия, примеси кремния, железа и др. Содержание пентаоксида ванадия в концентратах колеблется, в основном, в пределах 3-20 мас. Массовое соотношение пентаоксидов фосфора и ванадия может меняться, в зависимости от состава глиноземного сырья, в интервале 0,3-3,0.
В процессе водной обработки концентрата ванадат, фосфат, фторид натрия и примеси переходят в раствор, основными компонентами которого являются ванадат и фосфат щелочного металла.
Экспериментальными исследованиями установлено, что из раствора ванадата и фосфата щелочного металла, полученного водной обработкой ванадиевого концентрата глиноземного производства, после предварительной подготовки этого раствора может быть получен прямым осаждением в специальных условиях высококачественный гидрофосфат магния Mg(PO4)2 ˙ 22H2O с заданными ценными свойствами при минимальных потерях ванадия и существенном упрощении процесса переработки ванадиевого концентрата.
Гидрофосфат магния является ценным и дефицитным продуктом. Его практическое применение основано на свойствах этого соединения: высокое содержание кристаллизационной воды (22 моль на 1 моль Mg3(PO4)2), сравнительно низкая температура полной дегидратации (около 100оС) и малая растворимость в воде (произведение растворимости ПР 3,9˙10-26). Гидрофосфат магния используют в процессах обезвоживания, опреснения морской и океанической воды и др. Для опреснения морскую воду пропускают в аппарате через слой обезвоженного фосфата магния, при этом происходит образование двадцати двух водного кристаллогидрата. Посредством нагрева аппарата удаляют кристаллизационную воду, которую затем конденсируют и используют в качестве очищенной воды. Процесс многократно повторяют. Основным из требований к гидрофосфату магния является помимо вышеуказанных свойств этого соединения его высокая фильтрационная способность.
Предварительная подготовка раствора ванадата и фосфата щелочного металла заключается в добавлении минеральной кислоты до достижения рН 9,5-8,5 с последующей выдержкой в течение 0,5-2 ч и отделением выделившегося осадка с примесями от очищенного ванадатно-фосфатного раствора. Установлено, что при рН 9,5-8,5 из раствора выделяется в твердую фазу около 60-70% фтора в виде алюмофторида щелочного металла, а также основное количество прочих примесей, таких как кремний, железо и др. и кроме того создается необходимая ионная среда для последующего эффективного избирательного осаждения фосфора. Степень соосаждения вынадия с примесями менее 0,1% фосфора около 2% от содержания в ванадиевом концентрате. Количество осадка с примесями составляет около 5% от массы ванадиевого концентрата. Расход минеральной кислоты находится на уровне 0,8 1,0 кг по Н2SO4 на 1 кг Р2О5 в ванадиевом концентрате. Температура процесса добавления минеральной кислоты и последующей выдержки 70-95оС. При температуре менее 70оС образуются плохофильтруемые осадки, а при температуре более 95оС показатели фильтрации осадков не улучшаются, но осложняется аппаратурное оформление процесса.
Осаждение фосфата магния из очищенного ванадатно-фосфатного раствора, полученного добавлением минеральной кислоты до рН 9,5-8,5 с помощью растворимых солей магния, взятых в количестве 0,75-1,0 кг по MgO на 1 кг Р2О5, при исходной концентрации 10-30 г/л по Р2О5 и температуре 70-95оС позволяет выделить из раствора практически весь фосфор в виде высококачественного гидрофосфата магния Mg3(PO4)2˙22H2O при минимальной степени соосаждения ванадия, не превышающей 0,1-0,5% от содержания в ванадиевом концентрате. После отделения фосфата от жидкой фазы получают практически нейтральный ванадийсодержащий раствор (рН 7-7,5), выделение ванадия из которого осуществляют непосредственным добавлением минеральной кислоты при нагреве или добавлением солей аммония при понижении температуры раствора, что значительно упрощает процесс, по сравнению с известным способом, включающим предварительную упарку раствора после отделения фосфата с последующей кристаллизацией ванадата натрия, его отделением от раствора и растворением в воде.
При добавлении минеральной кислоты к раствору ванадата и фосфата щелочного металла до рН более 9,5 резко снижается степень осаждения фосфата магния, возра- стают потери ванадия с осадком фосфата и образуется низкокачественный продукт с пониженным содержанием фосфата магния, в большой степени загрязненный примесями, в том числе гидроалюмината, фторида, ванадата, гидроксида магния и др.
При рН менее 8,5 резко возрастают потери фосфора с осадком, содержащим примеси, за счет образования алюмофосфата (вариспита AlPO4 ˙n H2O), что понижает товарное извлечение фосфора в фосфат магния, а в последующем процессе осаждения фосфата магния активно протекает гидролиз ванадата щелочного металла что приводит к выделению из раствора основного количества ванадия совместно с фосфатом магния. Соответственно резко возрастают потери ванадия с осадком фосфата магния, а получаемый фосфат магния не отвечает по качеству требованиям, предъявляемым к этому продукту из-за высокого содержания примесей.
Экспериментальные исследования показали, что при рН менее 8,5, в частности при рН 8,0, в 1,5 раза возрастает расход минеральной кислоты за счет ее расхода на частичное образование кислых анионов НРО4 - и Н2РО4 2-. Однако при последующем осаждении фосфата магния образуется при исходном рН 8,0 средний фосфат магния, в результате чего происходит подкисление раствора по реакции
2Na2HPO4 + 3MgCl2 Mg3(PO4)2 +
+ 2HCl + 4NaCl
Образующаяся кислота идет при температуре процесса 70-95оС на гидролитическое осаждение ванадия по реакции
10NaVO3 + 10HCl Na2H2V12O32+
+ 10NaCl + 4H2O
При этом из раствора совместно с фосфатом магния выделяется основная часть ванадия.
2Na2HPO4 + 3MgCl2 Mg3(PO4)2 +
+ 2HCl + 4NaCl
Образующаяся кислота идет при температуре процесса 70-95оС на гидролитическое осаждение ванадия по реакции
10NaVO3 + 10HCl Na2H2V12O32+
+ 10NaCl + 4H2O
При этом из раствора совместно с фосфатом магния выделяется основная часть ванадия.
Продолжительность выдержки раствора после добавления минеральной кислоты составляет 0,5-2,0 ч. При продолжительности менее 0,5 ч образуются плохофильтруемые осадки, а при продолжительности более 2 ч показатели фильтрации осадков не улучшаются.
Осадок с примесями, основной составляющей которого является алюмофторид калия, натрия (Na, K)3 AlF6 ˙n H2O, отделяют от очищенного ванадатно-фосфатного раствора фильтрацией на фильтре давления или вакуум-фильтре, промывают водой и возвращают в глиноземное производство, предпочтительно, на стадию кристаллизации ванадиевого концентрата. К очищенному ванадатно-фосфатному раствору с исходной концентрацией 10-30 г/л по Р2О5 добавляют при температуре 70-95оС раствор соли магния, сульфата и/или хлорида, исходя из массового отношения MgO P2O5= 0,75 1,0 при механическом перемешивании раствора. Практически в момент слияния растворов происходит образование среднего фосфата магния Mg3(PO4)2 ˙ 22H2O без осаждения ванадата магния. Степень выделения фосфора из раствора составляет 98-99,5% Осадок отделяют от ванадийсодержащего раствора фильтрацией на барабанном вакуум-фильтре или нутч-фильтре, промывают водой методом репульпации с последующей фильтрацией и дополнительной промывкой на фильтре. Возможно осуществление промывки только на фильтре. Промытый осадок представлен двадцатидвухводным средним фосфатом магния с содержанием основного вещества более 99 мас. Продукт может быть эффективно использован в процессах обезвоживания, а также опреснения морской и океанической воды.
Процесс осаждения фосфора практически полностью завершается с окончанием дозировки раствора солей магния. Однако для получения хорошо фильтруемых осадков (удельный съем осадка с фильтра 1,5-2,0 т/м2 ч) необходима выдержка пульпы после окончания добавки солей магния в течение 0,5-1 ч. При продолжительности выдержки менее 0,5 ч существенно снижаются показатели фильтрации продукта (до 0,1-0,2 т/м2 ч). Увеличение продолжительности выдержки более 1 ч не способствует улучшению показателей фильтрации осадка.
Температура процесса осаждения фосфата магния составляет 70-95оС. При температуре менее 70оС резко ухудшается фильтруемость осадка (снижение удельного съема осадка с фильтра до 0,1-0,2 т/м2 ч). При температуре 70-95оС показатели фильтрации продукта находятся на уровне 1,5-2,0 т/м2 ч, а при температуре более 95оС не улучшаются.
При исходной концентрации очищенного ванадатно-фосфатного раствора менее 10 г/л по Р2О5 резко ухудшаются показатели фильтрации фосфата магния, а при исходной концентрации более 30 г/л по Р2О5 образуется не транспортируемая полностью загустевшая масса, в составе которой теряется весь ванадийсодержащий раствор.
Для регулирования концентрации Р2О5 перед добавлением солей магния осуществляют при необходимости разбавление раствора ванадата и фосфата щелочного металла оборотными промводами и/или водой.
При дозировке растворимых солей магния, сульфата и/или хлорида, исходя из массового отношения MgO к Р2О5 менее 0,75 снижается степень осаждения фосфора, т.е. уменьшается извлечение фосфора в товарный фосфат магния, а получаемый ванадатный раствор загрязнен фосфором, что способствует недоосаждению ванадия при получении товарного ванадийсодержащего продукта и ухудшает качество последнего. При дозировке солей магния, исходя из массового отношения MgO к Р2О5 более 10 не происходит избирательного выделения фосфора из раствора, так как начинается активное соосаждение ванадата магния, что приводит к получению низкокачественного фосфорсодержащего продукта, загрязненного ванадием, и резкому уменьшению извлечения ванадия в товарный ванадийсодержащий продукт. Осуществление добавления растворимых солей магния, исходя из массового отношения MgO к Р2О5 0,75-1,0, обеспечивает получение высококачественного фосфата магния при минимальных потерях ванадия с ним. Образующийся ванадийсодержащий раствор при этом не загрязнен фосфором, т.е. при последующем выделении ванадия из ванадийсодержащего раствора после отделения осадка фосфата магния получают не загрязненные вредной примесью фосфора ванадийсодержащие продукты при степени выделения ванадия из раствора около 100%
Выделение ванадия из ванадийсодержащего раствора после отделения фосфата магния может быть осуществлено непосредственно добавлением солей аммония с последующим охлаждением раствора и кристаллизацией метаванадата аммония. Получаемый метаванадат аммония содержит более 99 мас. основного вещества. Прокалка метаванадата аммония получают чистый оксид ванадия. Для выделения ванадия может быть использован также гидролитический метод, в соответствии с которым непосредственно к раствору после отделения фосфата магния добавляют минеральную кислоту до слабокислой реакции раствора при нагреве. Образующийся осадок гексаванадата щелочного металла содержит после прокалки при температуре 580оС около 94 мас. V2O5 и около 6 мас. суммы оксидов щелочных металлов, т.е. является высококачественной технической пятиокисью ванадия. Ванадий может быть выделен из ванадатного раствора после отделения фосфата магния любыми другими известными способами.
Выделение ванадия из ванадийсодержащего раствора после отделения фосфата магния может быть осуществлено непосредственно добавлением солей аммония с последующим охлаждением раствора и кристаллизацией метаванадата аммония. Получаемый метаванадат аммония содержит более 99 мас. основного вещества. Прокалка метаванадата аммония получают чистый оксид ванадия. Для выделения ванадия может быть использован также гидролитический метод, в соответствии с которым непосредственно к раствору после отделения фосфата магния добавляют минеральную кислоту до слабокислой реакции раствора при нагреве. Образующийся осадок гексаванадата щелочного металла содержит после прокалки при температуре 580оС около 94 мас. V2O5 и около 6 мас. суммы оксидов щелочных металлов, т.е. является высококачественной технической пятиокисью ванадия. Ванадий может быть выделен из ванадатного раствора после отделения фосфата магния любыми другими известными способами.
Предлагаемый способ переработки ванадиевого концентрата на высококачественный фосфат магния и ванадийсодержащие продукты проверен в опытно-заводском масштабе на Ленинградском опытном заводе института ВАМИ (на ЛОЗе ВАМИ) с использованием ванадиевого концентрата, полученного на Гянджинском глиноземном комбинате при комплексной переработке алунита.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществить переработку ванадиевого концентрата глиноземного производства на высококачественные ванадий- и фосфорсодержащие продукты при достижении высоких показателей извлечения фосфора (более 97%) и ванадия (более 99%0 из ванадиеовго концентрата при существенном снижении удельных энергетических и капитальных затрат за счет упрощения процесса, по сравнению с известным способом.
Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что к раствору ванадата и фосфата щелочного металла, полученного водной обработкой концентрата, добавляют перед осаждением фосфора минеральную кислоту до достижения рН 9,5-8,5 с последующей выдержкой в течение 0,5-2 ч и отделением выделившегося осадка с примесями от очищенного ванадатно-фосфатного раствора.
Данный технический прием позволяет не только выделить из раствора ванадата и фосфата щелочного металла основную часть примесей, что способствует последующему выделению высококачественного фосфоросодержащего продукта, но и создает необходимую ионную среду ванадатно-фосфатного раствора для последующего эффективного избирательного осаждения товарного фосфата магния.
Отличием заявляемого способа от прототипа является также то, что осаждение фосфора ведут из очищенного ванадатно-фосфатного раствора при исходной концентрации 10-30 г/л по Р2О5 добавлением растворимых солей магния, сульфата и/или хлорида, исходя из массового соотношения MgO к Р2О5 0,75 1,0, при температуре 70-95оС. Это отличие дает возможность выделить практически весь фосфор в виде товарного двадцати двух водного среднего фосфата магния, пригодного для использования в процессе опреснения морской и океанической воды, при минимальных потерях ванадия, а также произвести последующее прямое эффективное осаждение ванадия без дополнительной подготовки раствора.
Указанные отличия предлагаемого способа от прототипа позволяют, таким образом, существить переработку ванадиевого концентрата глиноземного производства с получением выcококачественного ценного фосфорсодержащего продукта при снижении потерь ванадия с продукционным фосфатом и уменьшить удельные энергетические и капитальные затраты за счет существенного упрощения процесса (исключение переделов упарки при нагреве, охлаждения упаренного раствора и кристаллизации ванадата натрия, отделения последнего от щелочного раствора и растворения ванадата натрия с получением слабощелочного ванадийсодержащего раствора, из которого выделяют продукционные ванадиевые соединения в способе по прототипу).
П р и м е р ы.
При комплексной переработке алунита, содержащего, 18,2 Al2O3; 19,0 SO3; 44,0 SiO2, 0,17 P2O5; 0,15 F и 0,05 V2O5, получили кристаллизацией из щелочного алюминатного раствора 566,0 кг/ч ванадиевого концентрата с механичекой влажностью 14,0 мас. при выпуске продукционного глинозема в количестве 100 тыс.т в год. Содержание массовых долей в твердой фазе ванадиевого концентрата, V2O5 4,9; P2O5 12,2; F 2,1; K2O 6,8; Na2O 26,3; H2Oкрист 38,4; SO3 8,3; прочие 1,0. Количество твердой фазы ванадиевого концентрата 462,2 кг. В составе жидкой фазы, присутствующей во влажном ванадиевом концентрате, содержится 84,0 л щелочного алюминатного раствора с массовой концентрацией 121,8 г/л Na2O; 52,7 г/л Al2O3; 30,0 г/л SO3, относительное содержание оксида калия в растворе от суммы оксидов калия и натрия (мол. К2О) 22% Ванадиевый концентрат обработали 1,97 м3 оборотной промводы, полученной на последующей стадии технологического процесса, при температуре 60оС в течение 0,5 ч. Далее к полученному раствору ванадата и фосфата щелочного металла (рН раствора около 13,0) добавили серную кислоту до достижения рН 9,0 и осуществили выдержку пульпы при температуре 85оС в течение 1,0 ч. Расход кислоты составил 49,2 кг, в пересчете на 100% H2SO4. Полученная пульпа содержит в составе твердого, в основном, алюмофторид натрия, калия.
Массовая концентрация жидкой фазы пульпы, г/л: V2O5 10,0; P2O5 24,6; F 1,3; SO3 35,4; K2O 12,7 мол. количество жидкой фазы 2,24 м3. Степень осаждения фтора составила 70,0% фосфора 2,1% Потери ванадия с осадком практически отсутствуют. Далее осуществили фильтрацию пульпы на фильтр-прессе, промывку осадка на фильтре горячей водой с последующим разбавлением фильтрата полученной промводой и свежей водой для понижения концентрации оксида фосфора. Общее количество воды, взятой на промывку осадка и на разбавление фильтрата, составило 699,0 кг. Количество промытого осадка с примесями, в пересчете на сухую массу 25,9 кг, влажность осадка 48 мас. После фильтрации и разбавления получили 2,91 м3 очищенного ванадатно-фосфатного раствора с массовой концентрацией, г/л: V2O5 7,7; P2O5 18,9; F 1,0; SO3 27,1.
К очищенному ванадатно-фосфатному раствору добавили водный раствор хлорида магния с концентрацией 400 г/л MgCl2 в количестве около 0,28 м3, что соовтетствует дозировке соли магния, исходя из массового отношения MgO к P2O5 0,85. При этом образовался осадок фосфата магния. Пульпу выдержали в течение 1 ч при температуре 85оС при механическом перемешивании, после чего пульпу отфильтровали на барабанном вакуум-фильтре. Количество фильтрата составило 2,8 м3, его массовая концентрация, г/л: Р2О5 0,1; V2O5 8,0; F 0,7; MgO 0,1. Значение рН раствора около 7,0. Степень извлечения фосфора в осадок 99,5% фтора 34,0% потери ванадия с фосфатом магния 0,1% от содержания в очищенном ванадатно-фосфатном растворе.
Осадок фосфата магния промыли методом водной репульпации с последующей фильтрацией и промывкой на фильтре. Полученную промводу (1,97 м3) направили в стадию водной обработки исходного ванадиевого концентрата. Получили 256 кг продукционного фосфата магния, в пересчете на массу воздушно-сухого осадка, с массовым содержанием Mg3(PO4)2˙22H2O 99,1% Содержание массовых доей в воздушно-сухом продукте, Р2О5 21,4; V2O5 0,01; F 0,4; MgO 18,7; Н2Окристл. 59,7 (сумма компонентов превышает 100% так как фтор находится в осадке в виде бескислородного фторида магния MgF2, тогда как содержание магния дано в пересчете на оксид MgO). Полученный фосфат магния является высококачественным продуктом, пригодным для эффективного использования в процессе опреснения воды, как показали выполненные испытания.
В ванадийсодержащем растворе после отделения фосфата магния ванадий представлен, в основном, анионом метаванадата. Раствор направили на выделение ванадия гидролитическим методом. При температуре 90оС к ванадийсодержащему раствору при перемешивании добавили концентрированную серную кислоту до снижения значения рН от 7 до 1,35-1,40. Расход кислоты составил 10,9 кг в пересчете на 100% H2SO4. Далее осуществили последующее перемешивание образовавшейся пульпы гексаванадата калия, (K, Na)2H2V12O32 при температуре 90оС в течение 1 ч, конечную пульпу отфильтровали на нутч-фильтре, а осадок промыли на фильтре горячей водой, взятой из расчета 3 кг на 1 кг воздушно-сухого осадка. Фильтрат с массовой концентрацией V2O5 0,2 г/л; Р2О5 0,1 г/л; F 0,7 г/л возвратили в глиноземное производство. Влажность промытого гексаванадата около 70 мас. Продукт прокалили при температуре около 600оС. Получили 23,5 кг продукционного технического оксида ванадия с содержанием, мас. V2O5 93,9; K2O 3,3; Na2O 3,1. Продукт отвечает по качеству требованиям, предъявляемым к техническому оксиду ванадия высшей категории качества.
Сквозное извлечение ванадия и фосфора в товарные продукты составило около 97% от содержания в ванадиевом концентрате. Безвозвратные потери ванадия и фосфора при переработке ванадиевого концентрата отсутствуют, так как осадок алюмофторида и раствор после осаждения ванадия передаются в глиноземное производство, а ванадий и фосфор, содержащийся в них, возвращается в технологический процесс в составе ванадиевого концентрата.
Другим вариантом выделения ванадия из ванадийсодержащего раствора после отделения фосфата магния является осаждение метаванадата аммония. В этом случае к ванадий содержащему раствору добавили сернокислый аммоний в количестве 2,5-3,0 кг на 1 кг V2O5, охладили раствор до температуры 20оС и выдержали при механическом перемешивании в течение 4 ч при той же температуре. После фильтрации полученной пульпы на нутч-фильтре и промывки осадка на фильтре холодной водой получили 39,7 кг метаванадата аммония, в пересчете на массу воздушно-сухого материала. Метаванадат аммония прокалили при температуре 580оС до образования пятиокиси ванадия. Количество полученной пятиокиси ванадия составило 21,7 кг. Содержание массовых долей в продукте, V2O5 99,6; сумма К+Na менее 0,1; сера менее 0,005; фосфор менее 0,01; примеси хрома, марганца, железа, кремния отсутствуют. По качеству продукт отвечает требованиям, предъявляемым к чистой пятиокиси ванадия для металлургических целей высшей марки ВнО-1. Сквозное извлечение ванадия в продукционную пятиокись ванадия около 95% от содержания в ванадиевом концентрате.
Таким образом, при мощности глиноземного производства 100 тыс.т в год образуется при переработке ванадиевого концентрата 2,24 тыс.т. в год продукционного высококачественного фосфата магния и 204 т в год технического оксида ванадия (или 190 т в год чистой пятиокиси ванадия марки ВнО-1). При этом исключаются безвозвратные потери ванадия с продукционным фосфатом, а выделение ванадия ведется непосредственно из раствора после отделения фосфата магния, что существенно упрощает технологический процесс, по сравнению с известным способом при снижении удельных энергетических и капитальных затрат.
Для обоснования выбора заявляемых параметров процесса осуществили переработку ванадиевого концентрата глиноземного производства, аналогичного по количеству и качеству ванадиевому концентрату в вышеописанном примере, при изменении значения рН при добавлении минеральной кислоты от 8,0 до 10,0, дозировки растворимых солей магния от 0,65 до 1,1 кг по MgO на 1 кг Р2О5 и массовой концентрации Р2О5 в очищенном ванадатно-фосфатном растворе от 5 до 35 г/л. Остальные технологические параметры процесса аналогичны вышеописанному примеру.
Полученные результаты примеров 1, 2, 3 (описанный пример), 4-14 представлены в табл.1-5.
В табл.1-3 (примеры 1-5) показано влияние значения рН при добавлении минеральной кислоты к раствору ванадата и фосфата щелочного металла, полученному после водной обработки ванадиевого концентрата, на показатели извлечения полезных компонентов, расходные показатели и качество получаемого фосфата магния при дозировке солей магния, исходя из массового отношения MgO к P2O5 0,85. В табл.4, 5 представлены данные по осаждению фосфата магния при различной дозировке солей магния (табл.4) и различной исходной концентрации Р2О5 (табл.5) при постоянном значении рН 9,0 исходного очищенного ванадатно-фосфатного раствора.
При добавлении минеральной кислоты к раствору ванадата и фосфата щелочного металла до рН более 9,5, в частности до рН 10,0, степень осаждения фосфата магния снижается от 97,5% достигаемых при рН 9,5 до 70,6% а потери пентаоксида ванадия с продукционным фосфатом магния соответственно возрастают от 0,5 до 3,8% (табл.3). При этом резко снижается содержание фосфата магния в продукте (с 98,3 до 86,3 мас.) за счет загрязнения осадка примесями, в том числе гидроалюмината, фторида, ванадата и гидроксида магния (массовая доля Al2O3 в фосфате магния возрастает от 0,1 до 1,3% фтора от 0,7 до 2,5% V2O5 от 0,04 до 0,40%), т.е. образуется низкокачественный фосфорсодержащий продукт.
При добавлении минеральной кислоты к раствору ванадата и фосфата щелочного металла до рН менее 8,5, в частности, до рН8,0, резко возрастают потери фосфора с осадком, содержащим примеси, образующемся при добавлении минеральной кислоты (табл.1). При рН 8,5 с осадком теряется 2,4% фосфора от содержания в растворе после водной обработки ванадиевого концентрата, а при рН= 8,0 потери фосфора увеличиваются до 7,6% за счет активизации конкурирующей реакции образования варисцита (AlPO4 ˙n H2O). При этом степень очистки раствора от фтора умнеьшается от 68,3% достигаемой при рН 8,5 до 29,8% Кроме того, в процессе последующего осаждения фосфата магния идет подкисление раствора, что приводит к гидролизу ванадата натрия с образованием малорастворимых гексаванадатов щелочного металла. В результате гидролиза ванадата основная часть ванадия (83,8%) выделяется из раствора и теряется с фосфатом магния (табл.3).
При добавлении растворимых солей магния, исходя из массового отношения MgO к Р2О5 менее 0,75 понижается степень осаждения фосфора и, соответственно, уменьшается извлечение фосфора в товарный фосфат магния. Так при массовом соотношении MgO к Р2О5 0,65 (табл.4) степень осаждения фосфора снизилась до 84,9% от 98,0% имеющих место при соотношении 0,75. В растворе после отделения фосфата магния содержится при этом повышенное количество фосфора (3,0 г/л Р2О5), что вызывает значительные осложнения технологии последующего выделения ванадия из раствора. В кислой среде ванадий и фосфор образуют комплексные гетерополикислоты, что способствует, с одной стороны, недоосаждению ванадия при гидролитичеcком выделении гексаванадатов щелочных металлов, а с другой стороны, приводит к загрязнению ванадийсодержащих продуктов вредной примесью фосфора.
При добавлении растворимых солей магния, исходя из массового отношения MgO к Р2О5 более 1,00, например 1,1, возрастают потери ванадия с продукционным фосфатом магния до 30,0 от содержания в растворе, а получаемый фосфат магния содержит 2,4 мас. V2O5, что выше допустимых норм (табл.4). Таким образом, в этом случае резко снижается извлечение ванадия в товарный ванадийсодержащий продукт и образуется низкокачественный фосфорсодержащий продукт.
Исходная концентрация Р2О5 в очищенном ванадатно-фосфатном растворе, направляемом на осаждение фосфата магния, оказывает решающее влияние на физико-механические свойства получаемой пульпы фосфата магния. При концентрации менее 10,0 г/л Р2О5 резко ухудшаются показатели фильтрации пульпы (до 0,2 т/м2 ч), а при концентрации более 30,0 г/л Р2О5 образуется полностью загустевшая не транспортируемая студенистая масса, с которой теряется практически весь ванадий, присутствующий в растворе (табл.5).
Осуществление дозировки минеральной кислоты к раствору ванадата и фосфата щелочного металла, полученного водной обработкой ванадиевого концентрата, до достижения рН 9,5-8,5 с последующей выдержкой в течение 0,5 2 ч и отделением выделившегося осадка с примесями от очищенного ванадатно-фосфатного раствора с дальнейшим осаждением фосфора из очищенного ванадатно-фосфатного раствора при исходной концентрации 10-30 г/л по Р2О5 добавлением растворимых солей магния, исходя из массового отношения MgO к Р2О5 0,75 1,0, при температуре 70 95оС позволяет осуществить переработку ванадиевого концентрата глиноземного производства на высококачественные фосфор- и ванадийсодержащие продукты с достижением высоких показателей извлечения ванадия и фосфора в товарные продукты при существенном упрощении технологического процесса и снижении удельных энергетических и капитальных затрат, по сравнению с известными способами.
Claims (1)
- СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВАНАДИЕВОГО КОНЦЕНТРАТА ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА, включающий водную обработку концентрата с получением раствора ванадата и фосфата щелочного металла, осаждение фосфора, отделение и промывку образовавшегося осадка фосфата от ванадийсодержащего раствора и выделение ванадия из последнего, отличающийся тем, что перед осаждением фосфора к раствору ванадата и фосфата щелочного металла добавляют минеральную кислоту до pH 9,5 8,5 с последующей выдержкой в течение 0,5 2,0 ч и отделением выделившегося осадка с примесями от очищенного ванадатно-фосфатного раствора, а осаждение фосфора ведут из очищенного ванадатно-фосфатного раствора при исходной концентрации 10 30 г/л по P2O5 добавлением сульфата и/или хлорида магния исходя из массового соотношения MgO P2O5 0,75 1,0 при температуре 70 95oС.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5057819 RU2045477C1 (ru) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | Способ переработки ванадиевого концентрата глиноземного производства |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5057819 RU2045477C1 (ru) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | Способ переработки ванадиевого концентрата глиноземного производства |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2045477C1 true RU2045477C1 (ru) | 1995-10-10 |
Family
ID=21611137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5057819 RU2045477C1 (ru) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | Способ переработки ванадиевого концентрата глиноземного производства |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2045477C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2478566C2 (ru) * | 2007-05-03 | 2013-04-10 | Йома Интернэшнл Ас | Способ производства металлических продуктов |
-
1992
- 1992-08-06 RU SU5057819 patent/RU2045477C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент Франции N 1111236, кл. C 01B, 1956. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2478566C2 (ru) * | 2007-05-03 | 2013-04-10 | Йома Интернэшнл Ас | Способ производства металлических продуктов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1258961A (en) | PROCESS FOR PRODUCING .alpha.-FORM GYPSUM HEMIHYDRATE | |
| US4299804A (en) | Removal of magnesium and aluminum impurities from wet process phosphoric acid | |
| US3764655A (en) | Process for purifying phosphoric acids by neutralization with an alkali metal hydroxide and/or carbonate | |
| US2799557A (en) | Production of feed grade dicalcium phosphate | |
| CA1087370A (en) | Process of refining sodium hexafluorosilicate | |
| US4118462A (en) | Process for the preparation of purified phosphoric solutions from phosphoric acid | |
| RU2045477C1 (ru) | Способ переработки ванадиевого концентрата глиноземного производства | |
| US4508689A (en) | Aluminum-fluorine compound manufacture | |
| CA1150517A (en) | Method of decreasing the organic substance of alum earth production cycle performed according to the bayer technology | |
| NO163315B (no) | Kombinasjon av en skinne samt klatresko og fallvernanordning som er innrettet for samvirkning med skinnen. | |
| KR20070095439A (ko) | 세슘 히드록사이드 용액을 제조하는 방법 | |
| US3201195A (en) | Process of making substantially pure alkali metal and ammonium phosphates from crudephosphoric acid | |
| CA1324480C (en) | Process for the manufacture of disodium phosphate | |
| US4758412A (en) | Production of rare earth hydroxides from phosphate ores | |
| JPS5827206B2 (ja) | フツソオガンユウシナイリンサンエンノセイゾウホウホウ | |
| CA1043535A (en) | Process for the preparation of purified phosphoric solutions from phosphoric acid in a wet way | |
| US3035898A (en) | Method for preparing potassium phosphates | |
| US4146575A (en) | Preparation of sodium tripolyphosphate | |
| US2888321A (en) | Manufacture of alkali metal polyphosphates | |
| US3525584A (en) | Process for the production of aluminum fluoride | |
| RU2200703C1 (ru) | Способ получения триполифосфата натрия | |
| RU2513652C2 (ru) | Способ получения оксида магния | |
| MX2012000141A (es) | Proceso de la industria de mineria de israel (imi) de polihalita para la produccion de nitrato de potasio (kno3). | |
| Dunseth et al. | Removal of scale-forming elements from sea water | |
| RU2747639C1 (ru) | Способ получения монокалийфосфата |