Способ извлечения ванадия из насыщенной органической фазы

(51)7 22 34/22 КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Ахметова Куралай Шегебаевна Кенжалиев Багдаулет Кенжалиевич Шаяхметов Багдат Мухаметович Койчубаев Булат Садыкович Шашлыкова Светлана Сергеевна(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт металлургии и обогащения Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Центр химико-технологических исследований Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Кунаев , Козлов В.А., Волошкин А.П. Изучение процесса твердофазной реэкстракции ва надия из триалкиламина. В кн. Тезисы докладовВсесоюзного совещания по химии, технологии и применению ванадиевых соединений, ч. 2. Качканар, 1988, с. 123.(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ НАСЫЩЕННОЙ ОРГАНИЧЕСКОЙ ФАЗЫ(57) Изобретение относится к области гидрометаллургии редких металлов, а именно к способам извлечения ванадия из насыщенной органической фазы. Способ включает твердофазную реэкстракцию ванадия при повышенной температуре водой при рН 1,3-1,9, что позволяет повысить степень извлечения ванадия, исключить применение аммиака и упростить процесс. 14207 Изобретение относится к области гидрометаллургии редких металлов, к способам твердофазной реэкстракции ванадия из органической фазы, и может быть использовано для экстракционного извлечения ванадия из кислых растворов, получаемых, в частности, в процессе переработки промпродуктов титановой отрасли. Применение растворов минеральных кислот и щелочей для реэкстракции ванадия обеспечивает достаточно высокую степень извлечения его из органической фазы. Однако последующая переработка кислых и щелочных реэкстрактов, а также аммониевой соли ванадия обусловливает сложность получения и невысокий выход пентоксида ванадия. Известен способ извлечения ванадия из органической фазы (технической смеси вторичных алифатических аминов и предельных углеводородов), реэкстракцией 0,5 раствором аммиака при рН 9,0 с получением раствора метаванадата аммония (Экстракционные методы извлечения ванадия. Экспрессинформация. Казниинти, серия 07, выпуск 90 (724),Алма-Ата, 1979, с. 25-26). Недостатками способа являются- низкая концентрация ванадия в аммиачных реэкстрактах из-за повышенного расхода раствора аммиака в процессе обработки органической фазы,требуемого для снижения ее кислотности до значения рН 9,0, при котором обеспечивается реэкстракция ванадия- необходимость упарки аммиачных реэкстрактов для кристаллизации и осаждения метаванадата аммония- необходимость термического разложения метаванадата аммония при температуре 550-580 С для получения пентоксида ванадия- высокие потери ванадия при сушке, грануляции и термическом разложении метаванадата аммония- длительность процесса упарки аммиачных реэкстрактов. Известен способ извлечения ванадия из органической фазы (изододецилового спирта) реэкстракцией 0,5 раствором соляной кислоты в шестиступенчатом противоточном режиме при соотношении органической и водной фаз, равном 11 (Усовершенствование и освоение экстракционной технологии получения пятиокиси ванадия из технического окситрихлорида УК ТМК. Отчет. гр.01840079307, инв.02850031803. Алма-Ата, 1984,с. 28-41). Переход ванадия в относительно слабый раствор соляной кислоты происходит за счет разрушения сольватных комплексов поливанадиевых кислот, вследствие снижения кислотности органической фазы. Обработкой ванадиевых солянокислых реэкстрактов 25 -ным раствором аммиака при рН 7,5-8,0 и температуре 70-80 С проводят осаждение метаванадата аммония и последующим термическим его разложением получают пентоксид ванадия. Недостатками способа являются- многоступенчатость процесса реэкстракции,продолжительность которой обусловливает частич ное восстановление 5 в 4, что отрицательно сказывается на качестве пентоксида ванадия- сложность соблюдения оптимального значения рН (7,5-8,0) в процессе осаждения метаванадата аммония из-за летучести аммиака, особенно при повышенной температуре- высокий расход реагентов (соляной кислоты при реэкстракции ванадия и аммиака при осаждении метаванадата аммония)- большой объем солянокислых реэкстрактов и,соответственно, аммонийных маточных растворов- необходимость упарки или обезвреживания аммонийных маточных растворов- значительные потери ванадия при термическом разложении метаванадата аммония- многостадийность и длительность процесса. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ извлечения ванадия из органической фазы (технической смеси третичных алифатических аминов и первичных изоспиртов) твердофазной реэкстракцией раствором аммиака при рН 8,5-9,0 и температуре 60-70 С (Кунаев , Козлов В.А., Волошкин А.П. Изучение процесса твердофазной реэкстракции ванадия из триалкиламина. В кн. Тезисы докладовВсесоюзного совещания по химии, технологии и применению ванадиевых соединений, ч. 2, Качканар, 1981, с. 123). Способ обеспечивает высокую степень извлечения ванадия за одну ступень реэкстракции с выделением ванадия из органической фазы в виде кристаллического метаванадата аммония. К основным недостаткам способа относятся невозможность выделения ванадия непосредственно в виде пентоксида ванадия из органической фазы при реэкстракции раствором аммиака, поскольку отщепляющиеся при разложении ванадийорганического комплекса ванадат-ионы взаимодействуют с ионами аммония, в связи с чем в указанных условиях происходит быстрая кристаллизация метаванадата аммония. Необходимость термического разложения метаванадата аммония приводит к большим потерям(до 10 ) ванадия с пылями, отходящими газами и образующимися окатышами. Применение легколетучего аммиака при обработке кислой органической фазы обусловливает трудность поддержания при высокой температуре равновесного значения рН(8,5-9,0) среды, повышенный его расход и сложность проведения процесса. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение степени извлечения ванадия в пентоксид ванадия, исключение расхода реагентов и упрощение процесса. Указанный технический результат достигается в способе извлечения ванадия из насыщенной органической фазы твердофазной реэкстракцией при повышенной температуре, в котором реэкстракцию проводят водой при рН 1,3-1,9. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Ванадий в органическую фазу экстрагируется из солянокислых растворов, поэтому насыщенная органическая фаза содержит не только ванадий, но и совместно экстрагирующуюся с ним 2 14207 соляную кислоту. При обработке водой соляная кислота переходит в раствор и кислотность органической фазы, насыщенной ванадием, снижается, что обеспечивает разрушение сольватных комплексов поливанадиевых кислот и обусловливает благоприятные условия для взаимодействия между собой весьма склонных к конденсации ванадат-ионов, в результате чего в заданном интервале 1,3-1,9 рН среды происходит быстрая кристаллизация пентоксида ванадия. Указанный интервал рН среды обеспечивает максимальную степень извлечения ванадия из органической фазы и полноту кристаллизации пентоксида ванадия за одну ступень твердофазной реэкстракции. При кислотности среды с меньшим, чем 1,3 значением рН увеличивается остаточная концентрация ванадия в органической фазе и нарушается процесс поликонденсации при значениях рН среды более, чем 1,9 повышается растворимость пентоксида ванадия в маточном растворе. Кроме того, при этом реэкстрагирующееся совместно с ванадием из органической фазы железо, соосаждаясь, загрязняет пентоксид ванадия. Повышенная температура при твердофазной реэкстракции способствует интенсификации процесса и обеспечивает быстрое и четкое разделение фаз. Степень извлечения ванадия при выделении его из органической фазы непосредственно в виде пентоксида ванадия за одну ступень твердофазной реэкстракции водой в оптимальных условиях составляет 99,3-99,7 . Высокочистый пентоксид ванадия, полученный по предлагаемому способу, после сушки в муфельной печи при температуре 100 С, по качеству соответствует товарному продукту марки ВНО-1 и ВНО 2. Таким образом, проведение твердофазной реэкстракции ванадия из насыщенной органической фазы водой при заданных условиях обеспечивает значительное повышение степени извлечения ванадия в пентоксид ванадия, исключает применение химических реагентов, в частности, аммиака и существенно упрощает процесс. Примеры осуществления способа Пример 1. Проводили твердофазную реэкстракцию ванадия из 1 л экстракта - 0,45 М триалки ламинов в смеси высших первичных изоспиртов фракции 12-16, содержавшим 42,3 г/дм 3 ванадия. Экстракт обрабатывали водой при температуре 70 С до достижения рН среды 1,3, при котором происходит реэкстракция ванадия. Продолжительность контакта и отстоя водной и органической фаз составила, соответственно, 120 и 45 секунд. После отстоя, разделения фаз и фильтрации маточного раствора полученный осадок пентоксида ванадия подвергался сушке в муфельной печи при температуре 100 С в течение 1 часа. Пример 2. Проводили твердофазную реэкстракцию ванадия из 1 л экстракта - изододецилового спирта, содержавшего 58,8 г/дм 3 ванадия. Экстракт обрабатывали водой при температуре 70 С до достижения рН среды 1,6, при котором происходит реэкстракция ванадия. Время контакта и отстоя фаз составило, соответственно, 90 и 45 секунд. Выделенный после разделения фаз и фильтрации маточного раствора пентоксид ванадия подвергался сушке при условиях, указанных в примере 1. Пример 3. Проводили твердофазную реэкстракцию ванадия из 1 л экстракта-2-этилгексанола,содержавшего 69,6 г/дм 3 ванадия. Экстракт обрабатывали водой при температуре 70 С до достижения рН среды 1,9, при котором происходит реэкстракция ванадия. Продолжительность контакта фаз 60 секунд. Выделенный из органической фазы кристаллический пентоксид ванадия, после отстоя фаз в течение 30 секунд, разделения фаз и фильтрации маточного раствора, подвергался сушке в аналогичных условиях. Пример 4 (по прототипу). Твердофазная реэкстракция ванадия проведена обработкой 1 л экстракта, состава как в примере 1, 6 -ным раствором аммиака при рН среды 9,0 и температуре 70 С в течение 120 секунд. После отстоя фаз в течение 45 секунд, раздела фаз и фильтрации маточного раствора,полученный метаванадат аммония подвергался сушке, грануляции и термическому разложению. Реэкстракцию ванадия во всех экспериментах проводили в аппарате твердофазной реэкстракции в одну ступень. Результаты экспериментальных данных приведены в таблице. Таблица Таким образом, выделение ванадия из органической фазы непосредственно в виде пентоксида ванадия, достигаемое в заданных условиях, позволяет повысить степень извлечения ванадия на 10,0 10,4 , что, соответственно, увеличивает выход марочного пентоксида ванадия, позволяет исключить применение химического реагента - аммиака и упростить процесс. 14207 Способ извлечения ванадия из насыщенной органической фазы твердофазной реэкстракцией при повышенной температуре, отличающийся тем, что реэкстракцию проводят водой при рН 1,3-1,9. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ