145812. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vanádium kinyerésére a timföldgyári fehér- vagy vanádiumiszapból
O Megjelent: 1959. december 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 145.812. SZÁM 12. i. 26—32. OSZTÁLY — VE-142. ALAPSZÁM Eljárás vanadium kinyerésére a timföldgyári fehér-, vagy vanádiumiszapból Veres Imre vegyészmérnök, budapesti lakos A bejelentés napja: 1950. december 30. A vanádiumiszap vagy fehériszap, a Bayer-féle timföldgyártás melléktermékeként keletkezik a hydrolízis után, a lúgsűrítés fázisában. Ez az iszap eddig a hányóra került. Azt találtuk, hogy a következőkben leírt eljárás szerint a fehériszap jó kitermeléssel és gazdaságosan vanadium előállítására dolgozható fel. Mivel az iszap összetétele tág határok közt változhat, erre a körülményre a találmány szerinti eljárás egyes fázisainál figyelemmel kell lenni és így a következő leírás elsősorban olyan fehériszapra vonatkozik, amelynek összetétele: NaOH: 5—16%, Na2 C0 3 : 10—24%, Na 2 S0 4 : 40—50%, Fe2 0 3 , A1 2 0 3 : 5—10%, P 2 0 5 : 1—5%, V2 0 5 : 0,5—3,5%, Ti02 : 0,2—0,7% a szárazanyagra számítva, a leírás azonban erre az összetételre semmiképpen nem korlátozható. A fehériszap jelen találmány szerinti feldolgozása a következőképpen történik: A szilárd fehériszapot 2—6-szoros, célszerűen 5-szörös mennyiségű szobahőfokú, vagy legfeljebb 40 C°-ig melegített vízzel oldjuk. A melegítés az oldást elősegíti és így kisebb térfogatban való oldást tesz lehetővé, amely tény a kitermelést javítja és az appretúra méreteit is csökkenthetővé teszi. A feloldás után az oldhatatlanul maradt részt (Si02 és egyéb oldhatatlan szennyezés) leszűrjük. Az erősen lúgos szüredékhez — amely a vanádiumiszap összes értékes alkatrészeit tartalmazza — annyi kénsavat csurgatunk fokozatosan és intenzív keverés közben, hogy az oldat pH-ja legfeljebb pH = 4-ig, de célszerűen pH = 6-ig csökkenjen. pH = 4 alatt ugyanis már fennáll a vanadium kicsapódásának veszélye, pH = 7 alá pedig okvetlen le kell menni a további kezelés végett. A savazást régi iszapoknál sokszor erős C02 fejlődés kíséri a jelenlevő sok karbonát miatt, ez azonban, ha a régi iszapot az új iszaphoz kis adagokban keverve dolgozzuk fel és ha meleg oldatban intenzív keveréssel dolgozunk, zavart nem okoz. A savazás művelete a kioldási művelettel egyébként össze' is vonható oly módon, hogy a vanádiumiszap feloldására víz helyett megfelelően hígított kénsavat használunk. A kénsavval célszerűen pH = 6-ig megsavanyított oldathoz folytonos keverés közben folyamatosan annyi finoman porított, vagy iszapolt CaO-t vagy más, Ca iont szolgáltató mészvegyületet adagolunk, hogy az oldat pH-ja lényegesen pH = 7 fölé emelkedjék. A CaO adagolás közben pH = 7-nél, tehát a semlegességi pont körül először a III. osztály esetleg jelenlevő féméi csapódnak ki fémhidroxidok alakjában, majd a pH-t tovább emelve, a foszfát- és arzenátionok, valamint CaSCu csapódnak ki; kicsapódásuk CaO felesleg alkalmazásával teljessé tehető. Az előzetes megsavanyítás a tisztító műveletek előtt azért is fontos, mert a nátronlúgos oldatban- aluminát mellett esetleg fluorid is van jelen. Az így kapott lúgos csapadéktömeget, amely a III. osztályú fémhidroxidok mellett Ca-foszfátot, -arzenátot, -fluoridot, -szulfátot és a Ca(OH)2 feleslegét tartalmazza, leszűrjük és meleg vízzel, vagy esetleg a kiindulásul.használt meleg lúgos oldattal kimossuk. Mivel a csapadék főtömegében Cafoszfátot és CaS04-ot tartalmaz, kénsavas feltárás után szikes talajok javítására használható. A leszűrt oldat főtömegében Na-vanadátot és a savazáskor keletkező Na2 S04-ot tartalmaz, kevés oldatban maradt Ca-ion és a már csak nyomokban jelenlevő szennyezők mellett. A gyengén lúgos oldatot — lúgosságának meghatározása után — annyi kénsavval savanyítjuk meg óvatosan, hogy az oldat pH-ja 3 körül legyen, majd az oldatot felforraljuk. A gyengén savanyú közeg felforralásakor a vanádiumtartalom főtőmege sárgásvörös-barnásvörös V2 Os tartalmú csapadék alakjában csapódik le; a lecsapódást a Na2 SÜ4 elektrolit jelenléte elősegíti. A V2 05 tartalmú polivanadát csapadékot, amely rendesen jól szűrhető, leszűrjük és vízzel kimossuk. A kimosott csapadékot — amelynek V2 Os tartalma 75—85% — közvetlenül ferrovanádium előállítására használhatjuk, de a vegyipar egyéb ágaiban is felhasználható. A leszűrt oldat sok nátriumszulfát mellett kevés kénsavat és kevés visszamaradt vanádiumsavat tartalmaz. A találmány szerinti eljárás, bár elsősorban a timföldgyári vanádiumiszap feldolgozására alkalmas, nem korlátozódik erre a kiindulási anyagra, hanem minden más vanádiumtartalmú oldat feldolgozására is felhasználható, ahol a cél a vanádiumtartal ómnak ferrovanádium gyártásra közvetlenül alkalmas alakban való kinyerése.
