Способ извлечения ванадия из конвертерных шлаков

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфюз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11 985104(22) Заявлено 1407.81 (21) 3323132/22-02 с присоединением заявки ЙоС 22 В 34/22 Государствеииый комитет С.ССР по делам изобретений. и открытий(71) Заявитель Пермский политехнический институт(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯИЗ КОНВЕРТЕРНЫХШЛАКОВ 1 .Изобретение относится к пирогидрометаллургическим способам переработки редких металлов, в частности ванадия, и может быть использовано в технологии переработки ванадиевых конвертерных шлаковИзвестен способ извлечения ванадия из конвертерных шлаков путем обжига с кальцинированной содой при соотношении Иа:Ч=1,4-1,7 с последующим только водным выщелачиванием огарка. Для улучшения фильтрации водных пульп используют коагулянтраствор неорганической соли 11 3.Однако введеНие коагулянта приводит к частичному переводу ванадияв нерастворимую форму Са(ЧОЗ) и увеличивает потери ценного компонента с отвальным шламом.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ извле-. чения ванадия из конвертерных шлаков путем обжига со щелочной добавкой при соотношении Иа:Ч с 1, водньм и кислотным выщелачиванием обожженного материала с последующей фильтрацией пульп 12 ).Недостатком известного способа является низкая степень извлечения ванадия на стадии. кислотного выщелачивания, составляющая 68-70, а также малая скорость фильтрации кислотныхпульп.Цель изобретения - повышение степени извлечения ванадия в раствор иувеличение скорости фильтрации пульп.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу извлечения ва. надия из конвертерных шлаков, вклю,чающему обжиг с щелочной добавкой,водное и кислотное выщелачивание огарка и фильтрацию пульпы, кислотное выщелачивание проводят с наложениемэлектромагнитного поля с частотой15-20 Гц и напряженностью 16-30 кА/м.Кислотное выщелачивание с наложением электромагнитного поля ведут.в две стадии; на первой в течение7-8 мин поддерживают напряженность16-.17 кА/м, на. второй - в течение6-7 мин 29-30 кА/м.Сущность:Способа заключается вследующем,Выщелачивание с обработкой электромагнитным полем приводит, по-видимому, к ускорению химического взаимодействия с серной кислотой и предотвращает прогресс гидролиза ванадий"содержащих соединений в растворе.Это приводит к увеличению степениперевода ванадия в раствор. Причемв наибольшей степени повышение наблюдается в области частот электромагнитного поля 15-20 Гц. Отклонениечастоты электромагнитного поля от 5указанного интервала снижает степеньизвлечения ванадия в реактор,Режим выщелачивания с постояннымзначением напряженности электромагнитного поля способствует повышениюстепени выщелачивания ванадия в раствор, Применение режима выщелачивания с изменением напряженности маг.нитного поля предотвращает процессвзвесеобразования в кислой пульпе,что улучшает процесс фильтрациипри сохранении высокой степени извлечения ванадия.П р и м е р 1, В качестве исходного материала взят шлам, полученный после обжига ванадиевого шлака в смеси с кальцинированной содой(7-9) и водного выщелачивания огарка в действующем ферросплавном цехеследующего химического состава, вес.,4,33 ЧО общ., 2,97 ЧО к/р,17,2 810; 1,6 А 1209, 39,4 РеО,9,4 МпО, 7,3 СгОз, 9,3 Т 10 , 0,8 СаО,1,1 МдО 0,36 Ре дис.Для выщелачивания используют 5 ный раствор серной кислоты. В двареакционных сосуда загружают навески шлама по 40 г, заливают растворомсерной кислоты до соотношения Т:Ж==1:3. Выщелачивание проводят при22 С при.постоянной скорости вращения мешалки. ( Данные условия соответствуют технологическому режимуведения процесса в производственныхусловиях ), Продолжительность ведения процесса составляет 14 мин. При 40выщелачивании один из реакторов помещают в соленоид, на который подают переменный электрический токопределенных параметров, а второй( контрольный ) реактор не подвергают электромагнитной обработке. Пос.ле выщелачивания пульпу фильтруютна воронке Бюхнера с регистрациейпродолжительности фильтрации пульпыдо конечной влажности 20. Содержание ванадия в отвальном шламе опре-.деляют по количеству кислоторастворимой и общей формы пятиокиси ванадия по общепринятой методике.В таблице представлена зависимость степени извлечения ванадия ( Х) и ско-рости фильтрации (Ч) кислотной пульпы от напряженности (Н ) и частоты (К) электромагнитного поля.Как видно из данных таблицы, оптимальное значение напряженности электромагнитного поля, при котором достигается максимальное извлечение ванадия, составляет 29,0 кА/м. Оптимальными частотами электромагнитного поля при этом являются величины 15-20 Гц, При таких параметрах электромагнитной обработки достигается повышение степени извлечения ванадия по сравнению с контрольными опытами без обработки ) с 68,5 до 89. Однако при этом процесс фильтрации кислой пульпы замедляется в 1,8 раза.В результате Исследований по поиску режима электромагнитной обработки при выщелачивании, который обеспечил бы повышение степени извлечения ва" надия и увеличение скорости фильтрации пульпы, найдено, что такому ре-. жиму соответствует программное изменение напряженности поля в процессе выщелачивания (см пример 2 ).П р и м е р 2. Процесс выщелачи:вания и фильтрации проводят в тех же условиях и с теми же веществами, что и в примере 1. Отличие в методике проведения экспериментов состоит,и в том, что напряженность поля с частотой 20 Гц в первые 7-8 мин выщелачивания поддерживают равной .16,0-17,0 кА/м, а в последующие 6-7 мин 29-30 кА/м,. Степень извлечения ванадия при этом достигает 93,0, что на 24,5 выше степени извлечения ванадия в контрольных опытах, а скорость фильтрации пульпы составляет 2,2 10 4 м/с, что на 22 выше скорости фильтрации в контрольных опытах,Изобретение может найти применение на предприятиях по производству пятиокиси ванадия и предприятиях аналогичных технологий. Использование изобретения позволит повысить степень извлечения ванадия и увеличить скорость фильтрации пульп985104 7 10 .,м/с Опыт Н, кЬ/м К,Гц Х,1,80 1,45 20 20 4,0 20 1,91,82 20 20 1,21,451,0 20 20 20 1,23 10 11 10 0,7 15 0,821,00,780,65 12 20 1314 24 50 29,0 29,0 Составитель Г. МельниковаРедактор Л. Филь Техред Я. Надь. Корректор М. Коста Заказ 0 0 ирак Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб , д. 4/5Филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,4,14 8,28 12,42 16,60 20,7 24,8 29,0 33,1 29,0 29,0 29,0 Формула изобретения1. Способ извлечения ванадия из конвертерных шлаков, включающий обжиг с щелочной добавкой, водное и З 0 кислотное выщелачивание огарка и фильтрацию пульпы, о т л и ч а ю- щ и й с я тем, что, с целью повышения степени извлечения ванадия в раствор и увеличения скорости фильтра.з 5 ции пульп, кислотное выщелачивание проводят с наложением электромагнитного поля с частотой А 5-20 Гц и напря" женностью 16-30 кА/м.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что кислотное выщела 68, 5 79,7 78,8 78,5 77,7.80 ю 3 76,8 89,0 79,3 82,3 87,1 89,0 81,0 75,1 чивание при наложении электромагнитного поля ведут в две стадии: на первой в течение 7-8 мин поддерживаютнапряженность 16-17 кЪ/м, на второй -в течение 6-7 мин 29-30 кЬ/м. Источники инФормаций,принятые во внимание при экспертизе1, Сидельникова Э.Г. Исследованиепроцесса обжига и выщелачивание по содовой технологии технической пятиокиси ванадия. Ьвтореф, канд. дис. Пермь,1974.2. Сб. "Химия и технология ванадиевых соединений". Пермь, 1974,.с.92-96