147788. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vanádiumoxiklorid eltávolítására alacsonyabb értékű vanádiumkloridokból
Megjelent 1960. november 30-án ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.788. SZÁM 12. i. 26—32. OSZTÁLY — FE—484. ALAPSZÁM SZOLGALATI TALÁLMÁNY Eljárás vanádiumoxiklorid eltávolítására alacsonyabb értékű vanádiumkloridokból Fémipari Kutató Intézet, Budapest Feltalálók: Aradi Antal, Major Gabriella, Vitányi Irina Vasziljevna, Budapest A bejelentés napja: 1959. szeptember 8. A) Leírás: Az oxigénmentes vanádiumfém előállítása úgy történik, hogy a nyers fémet vanádiumtetrajodiddá alakítják át és a jódsó gőzeinek 1200— 1400 C°-ra izzított wolframszálon nagyvákuumban történő hőbontásával kapják a tiszta fémet. A fémelőállítás ezen szakaszának sebessége a vanádiumjodid gőznyomásának a függvénye. Miután ez igen alacsony, az eljárás nagyon lassú. Ezenkívül, miután a hőbomlás során keletkező vanádiumfém az elektromosan izzított wolframszálra rakódik le, ennek az izzószálnak az ellenállása állandóan változik. Ennek következtében a fűtéshez használt áram jellemzőit állandóan változtatni kell, ami állandó felügyeletet és drága elektromos berendezést igényel. Ezt a lassú és drága eljárást akartuk kiküszöbölni a nyersanyag teljes oxigénmentesítésével. Kísérleteink során arra az eredményre jutottunk, hogy az alacsonyabb értékű vanádiumkloridok (VCI3, VC12 ) szerves, nem poláris oldószerekben pl. CCI4, CS2 , benzin, nehezen oldódnak szobahőmérsékleten, ezzel szemben az oxikloridok (VOCI3, VOCli) majdnem korlátlan mennyiségben oldhatók. Ezek az eredmények indítottak arra, hogy a vanádiumkloridokat szerves oldószerekben történő oldással távolítsuk el az alacsony értékű vanádiumkloridok mellől. Eljárásunk szerint a nyers vanádiumkloridot a vanádiumoxikloridtól való megtisztítás érdekében redukáljuk. A vanádiumtetraklorid könnyen redukálható ismert technológiai előírások szerint. A képződött VCI3 szilárd. A VOCI3 nem redukálódik hasonló körülmények között, erősebb redukálóanyag alkalmazása esetén VOCl-é alakul át, amely a VOCl3-hoz hasonlóan folyékony halmazállapotú és szerves oldószerekben könnyen oldódik. A redukálás után kapott anyag szilárd vanádiumkloridokat és folyékony halmazállapotú, szerves, nem poláris oldószerekben könnyen oldható vanádiumoxikloridokat tartalmaz. A vanádiumoxikloridokat ismételt, szerves, nem poláris oldószerekkel eltávolítva, az oldószer maradéka ledesztillálható a szilárd vanádiumkloridokról és szilárd állapotú, tejesen oxigénszennyezés-mentes vanádiumkloridot kapunk, amely alkalmas arra, hogy oxigénszennyezés-mentes vanádiumfemet állítsunk elő belőle. Az eljárás azonkívül, hogy elvileg új, olcsóbb és gyorsabb lehetőséget nyújt tiszta vanádiumfém gyártására, mint a végtermék tisztításon alapuló eljárások. Berendezésigénye csekély, energiafogyasztása alacsony, hőenergia igénye minimális. A vanádiumoxikloridot, valamint kis mennyiségű, nem redukálódott vanádiumtetrakloridot tartalmazó oldószer vizes kirázással megtisztítható az oldott vanádiumvegyületektől és víztelenítés után újra felhasználható. Oldószerveszteség tehát elvileg nincs. A kirázáshoz használt vízbe került vanádiumvegyületeket ismert eljárásokkal le lehet választani és újra kloriddá alakíthatók. Példának ismertetjük egy kísérletünket. Nyers vanádiumtetraklorid redukciója során kapott vanádiumtriklorid-vanádiumoxiklorid keveréket dolgoztunk fel, melynek VOCIs-tartalma 20%. volt. Ezt az anyagot két órán át saját súlya kétszeresének megfelelő mennyiségű széntetrakloriddal ráztuk össze, szobahőmérsékleten, nitrogén atmoszférában, utána a zagyot leszűrtük, a szűrőn maradó anyagot nitrogén gázzal lefúvattuk, kétszer még átmostuk CCU-gyel, minden alkalommal újból lefúvatva. Szárítás után a kapott vanádiumklorid teljesen oxigénmentes volt, tehát alkalmas arra, hogy oxigénszennyezés-mentes vanádiumfemet lehessen belőle előállítani. Az oldószerként, valamint mosóanyagként használt széntetrakloridot azonos mennyiségű vízzel ismételten kiráztuk és nedves szűrőn átszűrve elválasztottuk a víztől. A CCU-ből a benne maradt víznyomokat eltávolítva, ez az anyag újból alkalmas volt vanádiumkloridok tisztítására. A
