141799. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tiszta vanádiumsó kinyerésére a bauxit lúgos feltárásánál keletkező vanádiumtartalmú lúgos iszapból
Megjelent 1952. évi november .;^6 1-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZ AB AD ALMI LEÍRÁS 141.799. SZÁM. 12. i. 26-32. OSZTÁLY. - CE-6 ALAPSZÁM. Eljárás tiszta vanádiumsó kinyerésére a bauxit lúgos feltárásánál keletkező vanádiumtartalmú lúgos iszapból, A Magyar Állam, mint a feltaláló, dr. Czeglédy Domokos vegyészmérnök budapesti lakos jogutóda. .V bejelentés napja: 1949. jiSlius 21. A magyarországi bauxitok timföldgyártásra történő feldolgozása során tudvalevően vanádiumban eléggé dús, 1,5—4% V2 0 5 tartalmú iszap keletkezik, Ez az iszap erősen alkalikus — kb. 40% NaOH-nak megfelelő lúgossággal — és a hidroxidok mellett karbonát, aluminát és foszfát ionokat tartalmaz jelentékeny mennyiségben. Fontos műszaki feladat lenne ennek az ú. n. vanádium-iszapnak a vanadiumtartalmát könnyen kivitelezhető és gazdaságos eljárással kinyerni. Az eddig ismert eljárások erre a célra nem alkalmasak. Az ammoniumvanadát alakjában történő közvetlen leválasztás nem oldható meg, ha viszont az iszapot előbb ásványi savakkal akarnánk semlegesíteni, ez a gazdasági okok mellett azért sem volna megoldható, mert a magas nátriumkarbonát tartalom miatt fellépő nagymérvű habképződés műszaki nehézségeket is okoz. Ugyancsak nem vezettek célra műszaki és gazdasági okokból azok a kísérletek sem, amelyek az iszapban levő sók átkristályosításával kívánták a vanadiumtartalmát feldúsítani. Az alább ismertetett találmány oly eljárást nyújt az iszapvanadiumtartalmának kitermelésére, melynél hab alig képződik, a karbonát-, aluminát- és foszfát-vegyületek könnyen kicsapódnak anélkül, hogy vanádiumot vinnének magukkal és így a vanadium nátriumvanadát alakjában zavaró szenynyezéseket nem tartalmazó oldatban marad. Az eljárás azokon az oldékonysági különbségeken alapul, melyek egyrészről a •, kalciumhidrofószf át és gipsz, másrészről a kalciumkarbonát és gipsz között fennállanak. Közönséges hőfokon ugyanis a gipsz megközelítőleg százszor nagyobb mennyiségben oldódik a kalciumkarbonátnál, ill. kalciumhidrofoszfátnál, tehát könnyen lefolynak az alábbi cserebomlások: ' , Na2 HP0 4 + CaS0 4 = CaHP0 4 + Na s SO* (1) (1) Na2 C0 3 -f CaS0 4 = CaCO a# + Na 2 S0 4 (2) Így tehát a vanádiumiszap gipsszel való főzése útján annak alkálifoszfát és — karbonát lúgossága semlegesíthető, alkálihidroxid és — aluminát lúgossága azonban nem. Ez utóbbiak azonban szintén könnyen leköthetők, ha a főzést gipsz helyett szuperfoszfáttal végezzük. A szuperfoszfát gipsztártalma a fenti (1) és (2) egyenletek szerint reagál, foszforsav és primer kalciumfoszfát tartalma pedig az alábbi egyenletek szerint: 2NaOH + H3 P0 4 = Na,HP0 4 + 2H„0 (B) 2Na8 P0 4 + H-P04 = 3Na„HP0 4 + " (4^ Na2 CO, + CaH4 (P0 4 ). ; = Na,HPQ 4 + + CaHP04 + H,0:+C.O, " (5) Na2 C0 3 -f H 3 PO" 4 = Na.,HP0 4 + H.,0 + C0 2 (6) A vanádiumiszapból készített oldat semlegesítése szuperfoszfáttal tehát az alábbi sorrendben megy végbe: Először a szuperfoszfát szabad foszforsava reagál a nátronlúggal, trinátriumfoszfáttal és nátriumkarbonáttal a (3),- (4) és (6) egyenletek szerint és az oldat a fenolftalein elszíntelenedésé'ig semlegesítődik. Ezután folyik le az (5), (1) és (2) egyenletek szerinti reakció, melynek eredményeképpen az oldat teljesen semleges les«. A pH ==' 7 pontos beállítódását az teszi lehetővé, hogy az esetleg még jelenlévő szabad foszforsav a reakciók folyamán keletkezett kalciumkarbonáttal reagál: CaC03 + H 3 P0 4 = CaHP0 4 + H.,0 + CO ä (7 Ha tehát elegendő mennyiségű szuperfoszfátot alkalmazunk a semlegesítéshez, akkor rövid főzéssel pontosan beáll a pH == 7. Az ehhez szükséges optimális szuperfoszfát mennyiség függ a vanádiumiszap összetételétől. Minthogy ez utóbbi változó lehet, az alkalmazandó sEuperfoszfát mennyiségét célszerű mindenkor kísérlettel előzetesen megállapítani. Ha a szuperfoszfát szabad savtartalma e kísérletnél túl magasnak mutatkozik, célszerű azt mésztejjel előzetesen tompítani. A pontos semlegesítődés következtében ezzel a; eljárással elérjük azt, hogy az oldatból az alumí nium és vas szennyezésének hidroxid alakban k: csapódnak a pH = 5,5—6 körül kicsapódó vani dium oldatban marad. A fenti folyamatnál keletkező csapadék, ame tehát oldhatatlan kalciumsókból és f émhidroxidoM áll, könnyen szűrhető és mosható. A szüredék ti talmazza a reakciók során keletkezett nátriumsz fát mellett az eredetileg jelen volt összes nátriu vanadátot semleges oldatban. Ha ehhez az oldat' elegendő — célszerűen a nátriumvanadátra s mítva másfél egyenértéksúlynyi — mennyis 1
