Результат интеллектуальной деятельности: Способ извлечения ванадия из руд

Заявляемый способ относится к области гидрометаллургии редких и рассеянных элементов, в частности к сорбционному извлечению ванадия из сернокислых растворов сложного состава.

Известен способ комплексной переработки ванадий-урансодержащих кварцитов, при котором осуществляют кучное выщелачивание раствором серной кислоты с последующей сорбцией ванадия и урана анионитом, раздельной десорбцией урана и ванадия с выделением готовой продукции /Козлов В.А. и др. Комплексная переработка кварцитов Каратау. 8-я Всероссийская конференция 26-29 сент. 2000 г., г. Чусовой. Ванадий, химия, технология, применение. Тезисы докладов, с. 146/. Способ малоэффективный из-за низкого извлечения урана и ванадия и большой продолжительности процесса.

Известен способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов переработки черносланцевых руд, в котором на второй стадии сорбции извлекают ванадий на анионите в присутствии перекиси водорода при ОВП 750-800 мВ, рН 1,8-2,0 и температуре 60°С, причем сорбцию ванадия ведут до полного разрушения перекиси водорода и до понижения ОВП<400 мВ /Патент РФ №2493279, МПК С22В 34/22, опубл. 27.05.2013/. Недостатками способа являются недостаточное извлечение ванадия и высокое содержание его в маточных растворах.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ комплексной переработки углерод-кремнеземистых черносланцевых руд /Патент РФ №2477327, МПК С22В 34/22, опубл. 10.03.2013/. Согласно способу-прототипу черносланцевая руда подвергается измельчению и двухстадийному выщелачиванию. Сернокислотное окислительное выщелачивание проводят при атмосферном давлении. Автоклавное окислительное сернокислотное выщелачивание проводят при температуре 130-150°С. Из полученного продуктивного раствора ведут ионообменную сорбцию ванадия. Недостатком способа-прототипа является повышенное содержание ванадия в маточных растворах сорбции и недостаточное извлечение ванадия.

Технический результат заключается в снижении содержания ванадия в маточных растворах сорбции и, соответственно, повышении извлечения целевого компонента, уменьшении экологической нагрузки на окружающую среду (ПДК ванадия (V) в воде 0,1 мг/л).

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения ванадия из руд, включающем измельчение руды, сернокислотное выщелачивание рудного сырья, кондиционирование и сорбционное извлечение ванадия из растворов на анионообменную смолу, в раствор после сорбционного извлечения ванадия вводят при перемешивании ферригель в количестве 12,5-25,0 г на 1 г ванадия, содержащегося в этом растворе. Обработку маточников сорбции ферригелем проводят в течение 20-40 минут.

В качестве источника получения ферригеля используют часть маточных растворов сорбционного извлечения ванадия.

Ванадийсодержащий ферригель, после отделения от раствора, подают на операцию сернокислотного выщелачивания рудного сырья.

Способ осуществляют следующим образом. Полученные при кислотном выщелачивании рудного сырья сернокислые растворы предварительно кондиционируют - доводят рН до значения 1,5-1,7 и повышают ОВП до 690-750 мВ добавлением перекиси водорода, а ванадий сорбируют на анионообменную смолу Ambersep А 920, после чего маточные растворы сорбционного извлечения ванадия обрабатывают подготовленным раствором - ферригелем, который после фильтрации подается на операцию сернокислого выщелачивания исходной руды, что позволяет повысить, таким образом, извлечение целевого компонента.

Пример.

Проведено сернокислотное выщелачивание черносланцевой руды с последующим сорбционным извлечением ванадия на анионите Ambersep А 920 (исходное содержание в растворе ванадия 1,7 г/л, железа 10,5 г/л, рН 0,8, ОВП 400 мВ). В процессе сорбции значение рН поддерживали добавлением щелочи в интервале 1,5-1,7, а ОВП добавлением перекиси водорода повышали до значений 690-750 мВ. Насыщенный анионит выводят из системы и направляют на последующую десорбцию ванадия. В маточный раствор после сорбции, содержащий 0,22 г/л ванадия, вводят при перемешивании ферригель. После окончания перемешивания маточника с ферригелем отделяют твердую фазу фильтрованием и в жидкой фазе определяют содержание ванадия. Твердую фазу, содержащую ванадий, направляют на операцию сернокислотного выщелачивания. Результаты экспериментов даны в таблице.

В качестве поглотителя несорбируемого на анионите ванадия предлагается использовать ферригель (Ю.В. Карякин, И.И. Ангелов. Чистые химические вещества, М., «Химия», 1974) - специальным образом подготовленную гидроокись Fe (III), которая получается следующим образом: к раствору, содержащему железо (III) с концентрацией 10±1 г/л приливают при перемешивании 15%-ный раствор гидроксида аммония, взятого в небольшом избытке. Смесь перемешивают 3-5 мин и промывают полученный гель декантацией. Отмытый гель фильтруют, сушат сначала при температуре 30°С, затем при 50-60°С и, наконец, при 100-110°С. Ферригель контактировали с маточными растворами сорбционного извлечения ванадия в следующем режиме: 200 мл раствора перемешивали с ферригелем, после чего пульпу фильтровали, в фильтрате определяли содержание ванадия.

Таким образом, в результате реализации предлагаемого способа достигнуто снижение содержания ванадия в сбросных растворах и повышение суммарного извлечения ванадия до 99%.