Invenția se referă la industriile chimice și metalurgice, producerea de acid sulfuric și utilizarea catalizatorilor de vanadiu, precum și la prelucrarea deșeurilor cauzate de om care conțin vanadiu. Metoda cuprinde apa HVAC levigare, în două etape, la 90 ° C, urmată de oxidarea vanadiu tetravalent în stare pentavalent într-o celulă electrolitică, cu o precipitare ionite membrană de pentaoxid de vanadiu și de fierbere a soluției. Reziduul solid din leșiere este tratat cu o soluție de potasiu caustic pentru a transfera arsen în fază lichidă. Soluția acidă obținută după precipitarea pentoxidului de vanadiu este amestecată cu o soluție alcalină conținând arsen, pentru a precipita arsenații și hidroxizii. Soluția purificată este supusă cristalizării sulfatului de potasiu. Metoda permite combinarea acesteia cu tehnologia producției de catalizatori de vanadiu, reduce costul de achiziție a materiilor prime pentru producerea de noi catalizatori. 1 z.s. f-ly, 1 tab. 1il.
Invenția se referă la industria chimică și metalurgică, care produc acid sulfuric și folosind catalizatori de vanadiu, precum și vanadiu de prelucrare a deșeurilor de om.
În producția modernă de acid sulfuric, se folosesc catalizatori de vanadiu pentru următoarele mărci: BAS, SHS, SVD, IR 1-6 și CS. Toți conțin aproximativ 10% din V2O5. până la 60% SiO2. până la 10% K2O, restul fiind sulfați și impurități minore. Atunci când pierde capacitatea de vanadiu catalitic pentavalent ireversibil intră sulfat de vanadil și apoi aruncați uzat sau HVAC sau în grămezi depozitate în magazii. În haldele sub influența umidității atmosferice, își pierde în cele din urmă valoarea, otrăvind mediul cu efluenți foarte toxici.
Descrie o metodă hidrometalurgice pentru regenerarea componentelor de masă de contact uzat prin percolare cu apă la un raport de lichid la solid (L: T) de 1 și o temperatură de 90 ° C. Extracția de vanadiu în soluția nu a depășit 63%. A doua etapă de leșiere se realizează cu o soluție de hidroxid de sodiu (15-20% în greutate) la M: T = 5 și o temperatură de 120 ° C; recuperarea vanadiului atinge 99%. Metoda alcalină are o serie de dezavantaje: - consum mare de hidroxid de sodiu - până la 25 g / dm 3; - o tranziție semnificativă într-o soluție de SiO2. ceea ce complică purificarea și prelucrarea acestora (Vinarov IV et al. Abstracts al III unională Reuniunea privind Chimia și tehnologia vanadiu compuși Kachkanar, Sverdlovsk, 1979).
Cu toate acestea, metoda existentă sa dovedit a fi nerentabilă, deși permite obținerea unor produse destul de pure. Sulfatul de potasiu și de amoniu rezultat sunt adecvate numai ca îngrășăminte.
Un obiect al prezentei invenții este acela de a furniza o tehnologie avantajoasă din punct de vedere economic care să fie compatibilă cu metodele existente de preparare a catalizatorilor proaspeți de vanadiu și mai ecologică.
Scopul este atins prin faptul că leșierea HVAC se realizează în două etape, la o temperatură de 90 ° C, apoi vanadiu tetravalent este oxidat la o pentavalent în electrolizor cu membrană ionite și pentoxid de vanadiu este precipitat din soluție prin fierbere.
Precipitatul solid din leșiere este tratat cu o soluție de potasiu caustic pentru a transfera în faza lichidă resturile de arsen și vanadiu. Soluția obținută după precipitarea pentaoxid de vanadiu, arsenic amestecat cu o soluție alcalină și se precipită la pH = 3,5-4,0 arsenides și hidroxizi, iar soluția purificată a fost răcită și sulfat de potasiu cristalizat (vezi. Desenul).
Folosind metoda propusă de procesare prevede HVAC în comparație metodele existente următoarele avantaje: a) posibilitatea de a combina cu tehnologia de producție de catalizatori de vanadiu care reduce în totalitate costul transportului de materii prime și consumabile; b) reduce semnificativ costul de achiziție a materiilor prime pentru producerea de noi catalizatori.
Exemplu Un catalizator de vanadiu epuizat al compoziției SVD a fost prelucrat prin tratare,% în greutate: 8,85 V205; 36,48 K2S04; 28,40 S04 2-. 43,60 Si02; 0,09 As; 11,01 altele.
Ambele levigare etapa a apei efectuate la un G: T = 1 și o temperatură de 90 ° C timp de 1 oră, după cele două etape de filtrat au fost combinate și transferate electrooxidation vanadiu ..
Compoziția filtratului este după cum urmează: g / dm 3. 100,0 S04 2-. 4,56 Vobsch, inclusiv 1,14 V 5+ și 3,42 V 4+. Recuperarea în soluție a fost, în% masă: S04 2-35,2; Vobsch. 92,5 (în prima etapă 62,3%). 75% din vanadiu în soluție este prezent sub formă de V 4+. iar pH-ul soluției a fost 0,95.
Precipitarea vanadiului din soluții conținând ioni V5 + și V4 simultan. prin fierbere nu este posibil, deoarece Vanadil sulfat - VOSO4 rămâne în soluție datorită solubilității sale ridicate. Prin urmare, înainte de precipitare, tot vanadiul trebuie oxidat într-o stare pentavalentă.
Oxidarea lui V4 + a fost efectuată în modul galvanostatic utilizând un electrolizer cu trei celule. Spațiile anodice și catodice sunt separate prin membrane anionice MA 40-2C. Anodul a fost titan platinat, catozi - oțel inoxidabil, catolit - soluție 5% K2S04. Soluția obținută prin leșierea apoasă a HVAC a fost plasată în spațiul anodic.
Rezultatele oxidării electrochimice pentru mai multe formulări de soluții sunt după cum urmează (vezi tabelul).
Când soluția oxidată este fiartă timp de 1,5 ore, pentoxidul precipită cu 85%, iar produsul solid conține 90% V2O5.
Soluția alcalină rezultată a fost combinată cu o soluție acidă după precipitarea pentoxidului de vanadiu și precipitatul a fost filtrat la pH = 3,6 conținând arsenați și hidroxizi. Filtratul s-a evaporat pentru a da cristale de sulfat de potasiu adecvate pentru prepararea unui catalizator proaspăt.
Referințe 1. Vinarov I.V. Yankelevich RG Vladimirova O.V. Extracția de vanadiu din catalizatorul de vanadiu uzat SVD / Tez. rep. III Întâlnire cu toate forțele privind chimia și tehnologia compușilor de vanadiu din Kachkanar. - Sverdlovsk, 1979. - 163 p.
1. Procedeu de prelucrare catalizatorii epuizați de vanadiu (HVAC), producerea de acid sulfuric care cuprinde solubilizarea compușilor de vanadiu, de curățare a soluției de arsenic, oxidarea soluției rezultate și precipitarea ulterioară a pentaoxid de vanadiu, caracterizat prin aceea că leșierea cu apă se realizează în două etape, la 90 ° C, apoi soluția rezultată supus oxidării într-o celulă electrolitică cu membrană ionite, urmată de fierberea acestuia și precipitarea pentaoxid de vanadiu, iar reziduurile de leșiere a fost tratată cu o soluție de hidroxid de potasiu pentru transferul de arsen în soluție.
2. Metodă conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, soluția obținută după precipitarea pentaoxid de vanadiu, arsenic amestecat cu o soluție alcalină la pH 3.4-4.0, se precipită arsenați și hidroxizi, iar soluția purificată obținută se răcește și se cristalizează sulfatul de potasiu .
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: