Способ извлечения ванадия из сильнокислых растворов

(51) 22 34/22 (2006.01) 22 3/26 (2006.01) 01 39/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ использовано при извлечении ванадия из технического окситрихлорида ванадия. Предложен способ извлечения ванадия из сильнокислых растворов, включающий экстракцию ванадия 2-этилгексанолом с массовой долей основного вещества не менее 99, в котором из экстракционных рафинатов доизвлекают ванадий сорбцией сульфокатионитом на основе дифенилоксида и формальдегида. Техническим результатом изобретения является сокращение потерь ванадия. Изобретение относится к области гидрометаллургии редких элементов, а именно к процессам сорбции и экстракции, и может быть использовано при извлечении ванадия из технического окситрихлорида ванадия.(72) Ахметова Куралай Шегебаевна Женисов Бейбут Женисович Колчев Владимир Гаврилович Халелов Арман Мубаракович Зиновьева Людмила Владимировна Кшибеков Булат Досмухамедович(73) Акционерное общество Центр наук о земле,металлургии и обогащения(56) Предварительный патент РК 14206, кл. С 22 В 34/22, опубл. 15.04.2004 г(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ СИЛЬНОКИСЛЫХ РАСТВОРОВ(57) Изобретение относится к области гидрометаллургии редких элементов, а именно к процессам сорбции и экстракции, и может быть Технический окситрихлорид ванадия является промпродуктом титанового производства, при гидролитическом разложении которого в растворах соляной кислоты образуются комплексные ионы пятивалентного ванадия и происходит частичное восстановление пятивалентного ванадия до четырхвалентного состояния (Ионное состояние,сольватация в солянокислых растворах и образование аддуктов ванадия с нуклеофильными экстрагентами. Известия Научно-Технического общества Кахак. - 2008. - 3 (22). с.50-56). Известен способ извлечения ванадия (5) из кислых растворов путем предварительного окисления присутствующего в растворе четырхвалентного ванадия до пятивалентного состояния и последующей сорбции комплексных ионов пятивалентного ванадия на анионообменной смоле (Патент США 2849279, опубл. 26.08.1958). Недостаток способа заключается в невозможности обеспечения полноты извлечения комплексных ионов пятивалентного ванадия при высоком содержании их в кислых растворах из-за недостаточно высокой емкости анионообменной смолы. Известен способ извлечения ионов четырхвалентного ванадия из растворов сорбцией сильнокислотными катеонитами (А.Н. Птицын,В.Л. Золотавин, Л.Е. Малетина Ионообменная сорбция ванадия из растворов на ионитах. В кн. Химия и технология ванадиевых соединений,Пермь, 1974, с.167-171). Недостатки способа заключаются в том, что все известные сильнокислотные катеониты способны сорбировать ионы четырхвалентного ванадия только из растворов с рН 2, причм емкость этих ионитов, не способных сорбировать комплексные ионы пятивалентного ванадия, составляет довольно низкую величину (до 100 мг/г в пересчте на 25). Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ извлечения ванадия из кислых растворов, по которому пятивалентный ванадий из солянокислых растворов экстрагируют 2 этилгексанолом с массовой долей основного вещества не менее 99,0 (Патент РК 14206, С 22 В 34/22 (2006.01) С 22 В 3/26 (2006.01), опуб. 15.02.2007). Способ исключает потери комплексных ионов пятивалентного ванадия, несмотря на высокую их концентрацию в сильнокислых растворах, и обеспечивает возможность получения марочного пентоксида ванадия. Недостаток способа заключается в том, что весь четырхвалентный ванадий, присутствующий в сильнокислых растворах и полностью остающийся в экстракционных рафинатах,теряется с промышленными стоками,загрязняющими окружающую среду токсичными соединениями. Задачей изобретения является разработка способа извлечения пяти- и четырхвалентного ванадия из сильнокислых растворов, расширение ассортимента ионитов, способных сорбировать ионы четырхвалентного ванадия из сильнокислых растворов, и оздоровление экологии промышленных регионов. Техническим результатом предлагаемого изобретения является сокращение потерь ванадия. Указанный технический результат достигается в способе извлечения ванадия из сильнокислых растворов, включающем экстракцию ванадия 2-этилгексанолом с массовой долей основного вещества не менее 99, в котором из экстракционных рафинатов доизвлекают ванадий сорбцией сульфокатионитом на основе дифенилоксида и формальдегида. Сущность предлагаемого изобретения заключается в последовательном проведении вначале экстракции комплексных ионов пятивалентного ванадия из солянокислых растворов 2-этилгексанолом с массовой долей основного вещества не менее 99, затем сорбции ионов четырхвалентного ванадия из солянокислых экстракционных рафинатов сульфокатионитом на основе дифенилоксида и формальдегида. С помощью 2-этилгексанола с массовой долей основного вещества не менее 99, обладающего высокой емкостью, осуществляется практически полное извлечение комплексных ионов пятивалентного ванадия из концентрированных по ванадию сильнокислых растворов, содержащих свыше 220-280 г/дм 3 . Причем стабильность состояния пятивалентного ванадия при использовании этого экстрагента сохраняется в течение длительного времени, достаточного для проведения процесса экстракции. Применение сульфокатионита на основе дифенилоксида и формальдегида, превосходящего известные полимеризационные катеониты по химической стойкости в сильнокислых и щелочных средах, термической прочности и сорбционной емкости,обеспечивает извлечение ионов четырхвалентного ванадия из солянокислых ( 182196 г/дм 3 ) экстракционных рафинатов до остаточного содержания в промышленных стоках меньше предельно допустимой его концентрация(ПДК 0,1 мг/дм 3). К числу важнейших преимуществ сульфокатионита на основе дифенилоксида и формальдегида относятся легкость и полнота его регенерации, что обеспечивает многократность повторного использования поликонденсационного сильнокислотного нового сульфокатионита, а также намного меньшая его стоимость, обусловленная дешевизной доступных исходных материалов и менее затратным, простым в исполнении, методом его синтеза. Сульфокатионит получают путм конденсации дифенилоксида (побочный продукт фенольного производства) и формальдегида с последующим сульфированием предварительно сшитого полимера с трехмерной сетчатой структурой для привития функциональных сульфогрупп. Последующую сорбцию ионов четырхвалентного ванадия по предлагаемому способу провели из солянокислых экстракционных рафинатов расположенных в орто- и параположении в бензольном кольце ионообменной смолы. Таким образом, в результате совмещения процессов экстракции и сорбции с использованием для извлечения комплексных ионов пятивалентного ванадия 2-этилгексанола с массовой долей основного вещества не менее 99, ионов четырехвалентного ванадия - сульфокатионита на основе дифенилоксида и формальдегида в отличие от известного способа (прототипа) достигается- существенное сокращение потерь дефицитного металла, лигатуры которого широко используются в сталелитейной промышленности, высший оксид -в качестве катализатора в химической отрасли и т.д.- расширение ассортимента ионообменных смол,способных сорбировать ионы четырехвалентного ванадия из сильнокислых растворов- охрана окружающей среды за счт меньшего содержания ванадия в промышленных стоках, чем предельно допустимая его концентрация. Примеры осуществления способа. Экстракцию комплексных ионов пятивалентного ванадия из солянокислых растворов, полученных разложением технического окситрихлорида ванадия, по предлагаемому способу осуществляли также, как и по известному способу (прототипу) 2 этилгексанолом с массовой долей основного вещества не менее 99 в противоточном шестиступенчатом режиме при соотношении органической и водной фаз, равном 11. Полученные результаты приведены в таблице 1 (примеры 1,2,3). Таблица 2 Таким образом,проведение экстракции комплексных ионов пятивалентного ванадия из сильнокислых растворов 2-этилгексанолом с массовой долей основного вещества не менее 99 с последующим доизвлечением ионов четырехвалентного ванадия из экстракционных рафинатов сульфокатионитом на основе дифенилоксида и формальдегида по предлагаемому способу в указанном режиме позволяет сократить потери ванадияна 5-8. При этом сорбционная емкость сульфокатионита на основе дифенилоксида и формальдегида, насыщенного ванадием из сильнокислых экстракционных рафинатов с содержанием 182-196 г/дм 3 , превосходит емкость известных сильнокислотных катионитов в 2,0-2,5 раза в пересчете на 25. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ извлечения ванадия из сильнокислых растворов, включающий экстракцию ванадия 2-этилгексанолом с массовой долей основного вещества не менее 99,0, отличающийся тем, что из экстракционных рафинатов доизвлекают ванадий сорбцией сульфокатионитом на основе дифенилоксида и формальдегида.