Ванадийсодержащая шихта для получения огарка для гидрометаллургической переработки

ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩАЯ ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОГАРКА ДЛЯ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ, включающая ванадийсодержащее сырье и добавку соединений щелочноземельных металлов, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергетических затрат и интенсификации процесса обжига, она дополнительно содержит флюс из оксида ванадия и оксидов калия или натрия с массовым соотношением V₂O₅:M₂O= (0,5-12,0):1 при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:
Добавка соединений щелочноземельных металлов - 2,8 - 11,8
Флюс из оксида ванадия и оксидов калия или натрия - 2,0 - 5,0
Ванадийсодержащее сырье - Остальное

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству пятиокиси ванадия и феррованадия.
Окислительный обжиг ванадийсодержащего сырья с реакционными добавками является одной из основных технологических операций, определяющих извлечение ванадия на последующих стадиях. В результате обжига получают огарок для гидрометаллургической переработки. Задачей обжига сырья, например ванадийсодержащего шлака, с добавками соединений щелочно-земельных и щелочных металлов является максимальный перевод ванадия в растворимые соединения: при введении кальцийсодержащих соединений в ванадаты кальция, при натрийсодержащих добавках в ванадаты натрия. С этой целью в качестве реакционных добавок применяют кальцинированную соду, сильвинит, известь (известняк), сульфаты натрия.
Целью предлагаемого изобретения является снижение энергетических затрат и интенсификация обжига.
П р и м е р 1. Для приготовления ванадийсодержащей шихты к 97 г смеси (из 89% шлака и 11% известняка) ванадийсодержащего конверторного шлака (содержание V₂O₅ в нем 16,83%) и известняка добавили 3 г флюса, содержащего оксид ванадия и оксид щелочного металла в соотношении V₂O₅:Na₂O 4,4:1 (опыты 2-6) и V₂O₅:K₂O 12,0:1 (опыты 7-11), провели совместное измельчение и смешение компонентов до получения шихты крупностью 0,1 мм. Приготовленную шихту обожгли в муфельной печи при периодическом перемешивании при 750^оС в течение 1 ч. После обжига получили огарок, из которого извлечение ванадия составило 96,2% Влияние состава шихты на извлечение ванадия приведено в табл. 1, 2 и 3.
Как видно из табл. 1, максимальный переход ванадия в раствор 94-96,5% (флюс с оксидом натрия) и 91,2-93% (флюс с оксидом калия) при получении из стадии окислительного обжига сыпучей шихты происходит при добавке флюса в шихту в количестве 2-5% Добавление флюса в количестве менее 2% приводит к снижению извлечения ванадия до 87,0 и 88,3% (соответственно флюсы натриевый и калиевый), а добавление флюса в шихту в количестве более 5% приводит к получению спекшейся шахты, что способствует увеличению энергозатрат для ее измельчению перед извлечением ванадия в раствор, а также снижает интенсивность взаимодействия компонентов шихты из-за плохого перемешивания.
Как следует из табл. 2, оптимальное отношение V₂O₅:M₂⁺O (где М⁺ натрий или калий) равно 0,5-12,0:1. В этом случае степень извлечения ванадия выше 90,0% (опыты 3-8, 11-14). Уменьшение отношения V₂O₅:М₂⁺O до менее 0,5 не позволяет обеспечить интенсификацию обжига в течение часа степень извлечения ванадия не превышает 85% для натриевого и 88,3% для калиевого флюсов. Для получения более высокой степени извлечения требуется увеличивать продолжительность процесса. Увеличение массового отношения V₂O₅:М₂⁺O до выше 12:1 приводит к тому, что образуется спек, затрудняющий массоперенос и интенсификацию образования ванадатов и требующий дополнительных энергозатрат на его измельчение и выведение из обжиговой печи. За счет этого явления степень извлечения ванадия снижается с 90,0 и 90,1% до 85,0-89,7 отн.
П р и м е р 2. К смеси, состоящей из 86,2 г золы (состав золы, мас. V₂O₅ 3,6; Ni 0,5; Fe 1,5; С 35), полученной от сжигания мазута на тепловой электростанции (отходы ТЭС) и 11,8 г известняка, добавили 2 г флюса с соотношением V₂O₅:Na₂) 4,4:1 и тщательно перемешали смесь. После выжигания углерода и обжига в течение 1 ч при 800^оС степень извлечения ванадия в раствор составила 95,8%
За счет изменения состава шихты (предлагаемый состав) окислительный обжиг проводятся при более низкой температуре (750-800^оС), чем по прототипу (850-900^оС), с обеспечением регламентного вскрытия ванадия, т.е. получением той же степени перевода ванадия в растворимые соединения, являющегося основным критерием качества обжига. При этом снижение температуры обжига позволяет экономить энергетические затраты снизить расход газа и электроэнергии и время обжига с 120 мин до 30 мин, что интенсифицирует процесс обжига.
Изобретение относится к металлургии. Целью изобретения является снижение энергетических затрат и интенсификация обжига. Ванадийсодержащая шихта для получения огарка для гидрометаллургической переработки содержит ванадийсодержащее сырье, щелочно-земельную добавку и флюс из оксида ванадия и оксидов калия или натрия с определенным массовым отношением V₂O₅ : M₂ + O. 3 табл.