123569 (689519), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Технология предусматривает восстановительное выщелачивание в присутствии металлического железа, осаждение четырехвалентного ванадия щелочью или аммиаком, окисление ванадия пероксидом водорода в пульпе, очистку от примесей, гидролитическое осаждение пентоксида ванадия, его сушку и прокалку. Ванадий теряется на стадии очистки от примесей из-за образования труднорастворимых ванадатов железа. Использование пероксида водорода в качестве окислителя (требуется 2—3-кратный избыток) вряд ли экономически оправданно.
Такое восстановительное выщелачивание позволяет максимально извлечь ванадий из ОВК. В качестве окислителя предлагается использовать газообразный хлор из баллона или барботаж воздухом в щелочной среде (рН=8,5—9,0). Технология оказалась эффективной, извлечение ванадия составило 85 %, а содержание в продукте пентоксида ванадия — 80 % .
Только экономически выгодной технологией можно решить проблему утилизации ОВК. Поэтому рекомендации приближения переработки к месту использования ВК и производства их позволяют резко снизить затраты на сырье, технологическое тепло, водоснабжение и, главное, будут исключены операции по подготовке готовой продукции к перевозке и доставка ее. Наряду с этим предлагаемая технология должна быть надежной, простой, с минимальными затратами на сырье.
Исходя из состава ОВК и учитывая многочисленные исследования по выщелачиванию, в качестве растворителя выбрали воду. При взаимодействии с водой пиросульфата калия образуется серная кислота, которая способствует переходу не только сульфата ванадила, но и частично пятивалентного ванадия. Поскольку пятивалентный ванадий плохо растворим в кислотах, то добавление восстановителя для ванадия повысит степень его извлечения. Наряду с этими процессами сульфат калия переходит в бисульфат, и растворимость его повышается в пять раз. Поэтому первую стадию водного выщелачивания необходимо проводить при таких отношении Ж : Т и температуре, чтобы в раствор перешли максимально ванадий и практически полностью сульфат.
Для более полного отмывания носителя операцию водного выщелачивания повторяют, но фильтрат используют на первом выщелачивании.
Полученный кислый (рН < 1) почти насыщенный сульфатами раствор содержит до 20 г/л ванадия и большую часть (около 80 % находящегося в ОВК) мышьяка. Наиболее рациональный способ окисления ванадия в кислом растворе — это электролиз. Чтобы избежать возможности образования арсина (НзАs), рекомендована оригинальная конструкция трехкамерного электролизера. В нем две катодные камеры, заполненные 5 %-ным раствором сульфата калия, отделены от анодной ионитовыми мембранами типа МА-41. Анодом служит либо платиновая сетка, либо платинированный титан. Катоды из нержавеющей стали.
Такой способ окисления ванадия экономичен. Экологически чист, позволяет сохранить в растворе кислоту и сульфаты и дает возможность осаждать ванадий простым нагреванием. Для получения более чистого осадка в раствор добавляют затравку — кристаллический пентоксид ванадия, а осаждение — кристаллизацию — ведут при низких значениях рН = 1—1,5, чтобы в осадок не переходил мышьяк, находящийся в растворе в виде недиссоциированной мышьяковой кислоты НзАs04.
Отмытый водой носитель — кремнезем или диатомит—подвергают обработке раствором КОН при Х:Т= 1 и температуре 90°С в течение одного часа. При низких концентрациях КОН в раствор переходят только оставшиеся ванадий и мышьяк, а при более высоких (больше 12— 17 %) растворяется аморфный кристобалит, содержание которого в кремнеземе бывает больше 30 %. После такой обработки чистый носитель можно использовать в качестве добавки к силикагелю или диатомиту при производстве свежего катализатора или готовить катализатор на его основе.
Щелочным раствором нейтрализуют до рН = 3 кислый маточный раствор после отделения осадка ванадия. Для этой же цели используют отработанный католит. Образующийся осадок содержит гидроксиды и арсенаты, т. е. основные вредные примеси, а также небольшое количество кремниевой кислоты. Если в этом осадке окажется много сульфата калия, то его следует отмыть на фильтре горячей водой. Полученное небольшое количество осадка, содержащего мышьяк, захоранивают.
Остатки щелочного раствора и отработанный катилит объединяют с очищенным кислым раствором для перевода остатков бисульфата калия в гораздо менее растворимый сульфат калия. Затем смесь охлаждают и кристаллизуют сульфат калия, который отделяют и используют для приготовления католита и свежего катализатора.
В этом случае, если технология будет реализована вдали от заводов-изготовителей катализаторов, то операцию приготовления пропиточного раствора можно заменить выпаркой маточного раствора после кристаллизации K2SO4 досуха. Получаемый при этом твердый остаток пригоден для изготовления свежего катализатора, а конденсат будет использован для выщелачивания в данной технологии.
В целом технология практически безотходная. Осадок, содержащий мышьяк в виде труднорастворимого арсената, настолько незначителен, что проблем с захоронением его не возникает.
Литература
1. Боресков Г. К. Катализ в производстве серной кислоты.— М.: Госхимиздат, 1954.— С. 175.
2. Технология катализаторов/Мухленов И. П., Добкина Е. И., Дерюшкина В, И., Сороко В. Е.— Л.: Химия, 1989.
3. Ажихина Ю. В., Серегин А. Н., Рудин В. Н. Металлургическая технология переработки отработанных ванадиевых катализаторов сернокислотного производства//Тез. докл. VII Всерос. Совещ. 16—20 сентября 1996 г., Пермская обл., г. Чусовой.— С. 46.
4. Сирина Т. П., КрасненкоТ. И. Технология переработки ОВК, получающихся при производстве серной кислоты//Тез. докл. VII Всерос. совещ. 16—20 сентября 1996 г., Пермская обл., г. Чусовой.— С. 78.
5. А. с. 1162093 СССР. МКИ В 01 F 23/92. Способ извлечения V2O5 из ОВК/Авт. изобрет. И. В. Винаров, Р. Г. Янкелевич, О. В. Владимирова, И. В. Починок.— Опубл. 23.05.90. Бюл. № 19.
6. Регенерация ценных компонентов отработанного катализатора окисления SO2 — СВД/Винаров И. В., Владимирова О. В., Починок И. В., Янкелевич Р. Г. // Комплексное использование минерального сырья.— 1992.— № 6 (168).— С. 77.
7. Киселев К. А., Велитиченко В. Л., Рыльков С. А. Разработка экономичной технологии извлечения V2O5 из отработанных ванадиевых катализаторов//Тез. докл. VII Всерос. совещ. 16—20 сентября 1996 г., Пермская обл., г. Чусовой.— С. 69.
8. Комплексная утилизация отработанных ванадиевых катализаторов сернокислотного производства/Терлихбаева А. Ж., Фильцев Ю. Н., Козлов В. А. и др.//Комплексное использование минерального сырья.— 1994.— № 3 (183).— С. 87.
9. Технология комплексной утилизации отработанных ванадиевых катализаторов сернокислотного производства/Козлов В, Н., Рабинович Е. М., Ахметова К.Ш. и др.//Тез. докл. VII Всерос. совещ. 16—20 сентября 1996г., Пермская обл., г. Чусовой.— С. 64.
10. Безруков И. Я., Кляйн С. Э. Проблемы переработки отработанных ванадиевых катализаторов производства серной кислоты//Тез. докл. VII Всерос. совещ. 16—20 сентября 1996 г., Пермская обл., г. Чусовой.— С. 79.
11. Безруков И. Я., Кляйн С. Э. Переработка отработанных ванадиевых катализаторов сернокислотного производства//Химия твердого тела и новые материалы. Всерос. конф., г. Екатеринбург, 14—18 октября 1996 г.: Сб. докл.— 1996.— Т. 2.— С. 225.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
