Способ переработки ванадийсодержащего конвертерного шлака

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(73) Институт металлургии И обогащения Академии Наук Казахской ССР(56) Производство технической пятиокиси ванадия и феррованадия. Технологическая инструкция ТП 127-005-88,г. Тула, 1988.Отчт Изучение И разработка экстракционной технологии извлечения ванадия из производственных растворов, НТП Тулачермет, Алма-Ата, 1985, М гос.рег. 0 1 .080078297, ДСПАвторское свидетельство СССР по заявке Не 4625603,кл. С 22 В 34/22, 1988. не публ.(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕГО КОНВЕРТОРНОГО ШЛАКАЦель изобретения - повышение комплексности использования сырья.Способ переработки ванадийсодержащего конвертерного шлака включает обжиг с известняком,выщелачивание уксусной кислотой, экстракцию ванадия из растворас получением ванадийсодержащей органической фазы И рафината. После экстракции рафинат обрабатываютщавелевой кислотойвдвестадии,на первой при рН 3,0-3,2, на второй при рН 2,4-2,6.Изобретение относится к способам переработки ванадийсодержащего конвертерного шлака.Целью изобретения является повышение комплексности использования сырья.Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки ванадийсодержащего конвертерного шлака включающего обжиг с известняком, выщелачивание уксусной кислотой, экстракцию ванадия из раствора с получением ванадийсодержащей органической фазы И рафината, согласно изобретению после экстракции рафинат обрабатывают щавелевой кислотой в две стадии,на первой при рН 3,0-3,2, И на второй при рН 2,4-2,6.ОкИсленный конвертерный шлак, обожженный с известняком, выщелачивается уксусной кислотой. В раствор переходят ванадий, кальций, марганец. Этот раствор подвергается экстракции. Экстракт направляется на выделение оксида ванадия. Рафинат (водная фаза) содержит уксусно-кислые кальций, марганец,остаточный оксид ванадия И свободную уксусную кислоту. Для использования рафината в обороте взамен свежей воды необходимо его очистить от примесей, так как они будут препятствовать эффективному извлечению ванадия из новой порции окисленного конвертерного шлака.По предлагаемому способу рафинат после экстракции подвергается обработке щавелевой кислотой в две стадии, на первой стадии рН 3 ,0-3,2,на второйПри введении щавелевой кислоты в рафинат при рН 3 ,0-3 ,2 образуется только оксалат кальция. Процесс протекает при комнатной температуре И перемешивании. В этих условиях формируется кристаллическая модификация оксалата кальция с одной молекулой воды. При рН более 3,2 процесс образования кристаллогидратов оксалата кальция протекает недостаточно эффективно, возможно формирование коллоидных форм, что приведет к плохому фильтрованию пульпы. При рН менее 3,0 протекает совместная кристаллизация оксалатов кальция И марганца. Это нежелательно, так как оксалат кальция будет загрязнен примесью марганца. После фильтрации пульпы получаем влажный осадок оксалата кальция моногидрат И частично очищенный рафинат, который направляется на вторую стадию, При добавлении щавелевой кислоты до рН 2,4-2,6 происходит совместное осаждение оксалатов марганца и оставшегося кальция. После фильтрации получаем раствор, очищенный от примесей и с более высокой концентрацией уксуснойКИСЛОТЫ, т.к. при осаждении оксалатов кальция И марганца выделяется свободная уксусная кислота. Таким образом, в очищенном рафинате концентрация уксусной кислоты соответствует исходной для выщелачивания, т.е. резко снижается расход кислоты. Потери уксусной кислоты только физические.При рН более 2,6 осаждение примесей протекает не полно.ПрИ рН менее 2,4 избыток щавелевой кислоты в очищенном рафинате, возвращаемом на вь 1 щелачивание может отрицательно влиять на извлечение ванадия в раствор из окисленного конвертерного шлака, т.к,щавелевая кислота может восстановить ванадий до 4. Кроме того при рН менее 2,4 в рафинате на второй стадии очистки появляется ванадий 4. Это связано с тем, что избыток щавелевой кислоты восстанавливает оставшийся в рафинате недоизвлеченный ванадий 5 до 4, который не осаждается со смесью оксалатов кальция И марганца. При рН 2,4 - 2,6 ванадий в очищенном рафинате отсутствует.После 1 стадии очистки рафината получаем оксалат кальция-моногидрат. Этот Ценный продукт имеет сбыт. После 2 стадии выделяется влажная смесь оксалатов марганца И кальция, которая сорбирует остаточный ванадий. При сушке И прокалке при температуре 400500 С получаем смесь чистых оксидов марганца,кальция, ванадия. Они могут найти применение при выплавке прецизионных сплавов.Таким образом, применение щавелевой кислоты для обработки рафината позволило повысить комплексность использования исходного сырья. Если по прототипу получали только оксид ванадия, в предлагаемом способе дополнительно выделяли оксалат кальция-моногидрат и смесь чистых оксидов кальция,марганца,ванадия. Кроме того, на стадии вь 1 щелачивания возвращается практически готовый кислый раствор,т.е. уксусная кислота находится в обороте, ее потери чисто физические. Пример 1.- 6,01 оксид марганца - 8,53 в количестве 0,1 кг загружается в термостатированный стеклянный стакан, к нему приливается раствор уксусной кислоты концентрацией 236 г/л и объемом 0,4 л. После выщелачивания пульпа отфильтровывается. Объем раствора 0,36 л, состав раствора, г/ У, О 5 - 37,3 Са (СНЗ СОО), -34,2 М 11(СН 3 СОО), - 19,2 СНЗ СООН - 200. После экстракции ванадия из раствора (выделено 13 г оксида ванадия) получаем рафинат рН 3,9, объем 0,35 л, состава 0,2 г/л У, О 5 , 35,2 г/л Са (СНЗ СОО)2 ,19,7 г/л Мп(СН 3 СОО)2 , 199 г/л СНЗСООН.1 стадия.В стеклянный стакан при комнатной температуре заливаем 0,3 5 л рафината и при перемешивании вводим 7,4 г. твердой щавелевой кислоты до достижении рН 3 ,2. Затем пульпу отфильтровываем. Получаем частично очищенный рафинат и влажный осадок, который высушиваем при температуре 100 С. Вес сухого осадка 9 г. и он на 94 состоит из СаС 2 О 4 Н 20 - готовый продукт (оксалат-кальция).2 стадия. В частично очищенный рафинат добавляемтвердую щавелевую кислоту в количестве 7,1 г. до достижения рН 2,6 И выдерживаем при перемешивании 0,5 часа. После фильтрации получили очищенный раствор рН 2,6, объем 0,34 л, состава 240 г/л СН ЗСООН,Са(СН ЗСОО), - 085 г/л, (0,3 г/л СаО), Мп менее 0,005 г/л, У - н/о, который возвращают на стадию вь 1 щелачивания (по прототипу очищенный рафинат содержит СаО - 0,67 г/л, Мп -0,005 г/л, У - н/о И может быть использован как техническая вода) . Влажный осадок вь 1 сушилИ и прокалили при температуре 400 С. Вес осадка 4 ги его химический,состав, мас. СаО - 25 МпОНавеска окисленного конвертерного шлака состава,как и в примере 1, в количестве 0,1 кг. загружается в термостатированный стеклянный стакан, к нему приливается раствор уксусной кислоты с концентрацией 252 г/л и объемом 0,4 л. После выщелачивания пульпаотфильтровывается.Объемраствора 0,36 г,состав раствора,г/л У,О 5 -37,4 Са(СН 3 СОО),-38,1 Мп(СН 3 СОО)2-19,8 СН 3 СООН-209. После экстракции ванадия из раствора (выделено 13 г оксида ванадия) получаем рафИнатрН 3,8 объем 0,35 л 0,3 г/л У 2 О 5,39,2 г/л Са (СНЗСОО), 20,3 г/л Мп (СН, СООН 212 г/л СНЗ СООН.1 стадия. В стеклянный стакан при комнатной температуре заливаем 0,3 5 л. рафината И при перемешивании вводим 8,4 г. твердой щавелевой кислоты до достижения рН 3,1. Затем пульпу отфильтровываем. Получаем частично очищенный рафинат И влажный осадок, который высушиваем при температуре 100 С. Вес сухого осадка 10,4 ги он на 93 состоит из СаС 2 04 Н 20 - оксалат кальция.2 стадия. В частично очищенный рафинат добавляли твердую щавелевую кислоту в количестве 7,1 г. до рН 2,5 и выдержали при перемешивании 0,5 часа. После фильтрации получили очищенный раствор рН 2,5,объем 0,34 лсостава 256 г/л СН 3 СООН,1 г/лСа(СН 3 СОО)2 , (0,35 г/л СаО), менее 0,005 г/л Мп, У - н/о,который возвращают на стадию выщелачивания. Влажный осадок высушили и прокалили при температуре 400 С. Вес осадка 4,1 г, химический состав,мас. СаО - 26,8 МпО - 68,3 У 2 О 5 - 2,5 -готовый продуктНавеска окисленного конвертерного шлака состава,как в примере 1, в количестве 0,1 кг загружается в термостатированный стеклянный стакан, к нему приливается раствор уксусной кислоты с концентрацией 270 г/л и объемом 0,4 л. После выщелачивания пульпа отфильтровывается. Объем раствора 0,37 г, состав раствора, г/л У, О 5 - 37,5 Са (СНЗ СОО), -38,8 Мп(СН 3 СОО)2 -22,5 СН 3 СООН-224. После экстракции ванадия из раствора (выделено 13,3 г оксида ванадия) получаем рафинат рН 3,7 объем 0,36 л, состава 0,4 г/ л У 2 О 5 39,9 г/л Са(СН, СОО)2 23,1 г/л Мп 222 г/л СН 3 СООН.1 стадия. В стеклянный стакан при комнатной температуре заливаем 0,3 6 л рафината и при перемешивании вводим 9,8 г твердой щавелевой кислоты до дости 5 жения рН 3,0. Затем пульпу отфильтровываем. Получаем частично очищенный рафинат И влажный осадок,который высушиваем при температуре 100 С. Вес сухого осадка 12 г. И он на 94 состоит из СаС 2 О Н 2 О.2 стадия. В частично очищенный рафинат добавляем твердую щавелевую кислоту в количестве 10,7 г. до рН 2,4 и выдерживаем при перемешивании 0,5 часа. После фильтрации получили очищенный раствор рН 2,4,объем 0,3 5 л, состава 269 г/л СНЗ СООН, 1 г/л Са (СНЗ СОО)2 (0,35 г/л СаО), менее 0,005 Мп, У - н/о, который возвращают на выщелачивание. Влажный осадок высушили и прокалили при температуре 400 С. ВесСпособ переработки ванадий содержащего конвертерного шлака включающий обжиг с известняком выщелачивание уксусной кислотой, экстракцию ванадия из раствора с получением ванадий содержащей органической фазы и рафината,отличающийся тем, что,с целью повышения комплексности использования сырья, после экстракции рафинат обрабатывают щавелевой кислотой в две стадии, на первой при рН 3,03,2,на второй при рН 2,4-2,6.Составитель Л.Д.Мареева Верстка МП КРИЦ, исполнитель Т.В.МедвеДева Ответственный за выпуск Э.З. Фаизова