159336. lajstromszámú szabadalom • Eljárás timföldgyári aluminátlúgból kiválasztott vanádiumtartalmú melléktermékből 0,03%, vagy annál kevesebb mennyiségű arzént tartalmazó vanádiumpentoxid előállítására
159336 lékipar és a katalizátor-gyártás követelményeit egyaránt kielégítő V2 0 5 előállítása megoldottnak volt tekinthető. Azonban éppen az említett tudományos-technikai forradalom nemcsak a vanadium iránti mennyiségi keresletet növelte rohamosan, haneim a vanadium minőségével szemben is rohamosan növekvő követelményeket támasztott. Különösen a vainádium arzéntartalma az, amely a vanádiumnak a legmodernebb iparokban való felhasználási lehetőségét igen nagymértékben csökkanti, úgy, hogy éppen a vanadium arzéntartalma iránti követelmények emelkedtek lényegesebben. A hazai bauxitok összetétele azonban ebből a szempontból meglehetősen kedvezőtlen. Amig ugyanis a hazai bauxitok V2 05-tartalma —• vanádiumkitermelés szempontjából előnyösen — a többi világelőforduláshoz viszonyítva nagyobbmértékű, ugyannakkor a feldolgozás és hasznosítás szempontjából annyira káros arzén-szennyezés az átlagos arányt erősen meghaladja. A különböző — legfontosabb — külföldi bauxitelőfordulásokban a vanadium és arzén mennyiségei, illetve aránya a hazaihoz viszonyítva pl. a következő: Kereskedelmi vanádiumpentoxid minőségi osztályai: 1 VtfCW/o As% Francia bauxit 0,0:6 0,005 Afrikai bauxit 0,07 0,004 Indiai bauxit 0,10 0,007 Jugoszláv bauxit 0,11 0,010 Magyar bauxit 0,14 0,020 A példa szerinti értékekből máris létható, hogy a bauxiitfeldolgozáissál kapcsolatos magyar vanádiumipar a külföldi vanádiumiparokkal szemben jelentős hátrányban van. A külállamok előnye ebből a szempontból kisebb részben az, hogy bauxitjaik kevesebb arzént tartalmaznak, nagyobb részben az, hogy a vanadium előállítására elsősorban más érceket, nyersanyagokait '(pl. vaskohászati salakok) használnak, amelyeknek arzéntartalma elenyésző, vagy egyáltalán semmi, így annak szennyezőként való jelentkezése, illetve eltávolítása sem okoz problémát. Hazai vanádiumiparunk azonban kizárólag a nagy arzéntartalmai hazai bauxitok felhasználására van utalva, ezért csak úgy képes fejlődni, versenyképessé válni és az évi sokszáz tonnáig emelhető mennyiségű V2O s előállításában rejlő komoly lehetőségeket kihasználni, ha olyan eljárást fejleszt ki, amelylyel az Utóbbi években rohamosan növekvő igényeket, tehát a legszigorúbb követelményeket is kielégítő minőségű V2 O s -ot képes előállítani. A világviszonylatban megkövetelt V2 0 5 minőségekre jellemzéskép közöljük Ullmann Encykl. der. techn. öhem 1967. 18. köt. 63 old. 3. sz. táblázatát: 10 15 20 35 40 45 50 55 60 65 v2 o 5 85,7 94,0 95,8 96,9 99,6 % Na2 0 10,0 5,0 1,7 0,4 0,3 o/o Fe 1,5 0,5 0,4 0,2 0,02 % Si 0,5 0,4 0,3 0,2 0,02 % P ' 0,04 0,03 0,02 0,02 0,01 % S 0,1 0,1 0,05 0,04 0,007% As 0,03 0,02 0,02 0,02 0,005% Az eddig ismert, illetve használt el járásokkal — magas As tartalmú bauxitból — 0,5% Ásnál kevesebbet tartalmazó V205-ikószterméket nem lehetett előállítani. Ezért vált szükségessé a találmány szerintii eljárás kialakítása. A vanádiumpentoxid a timiföldgyártásnál az aluminátlúg besűrítése közben kristályos melléktermék alakjában válik ki a nátrium-aluminát-lúgból. Ez a csapadék azonban a nátriumvanadát mellett a bauxit egyéb szennyezéseit is, nevezetesen a foszfort és arzént (nátri'umfoszfát és nátriumaírzenát alakjában), sőt a fluort is (nátriiumfluorid alakban) tartalmazza. Mindezek a szennyezők (a vanadátok, foszfátok, .arzénatok egymással izomorfak lévén) összefüggő fcristálytömeg alakjában válnaik ki az alumináthigból, amely kfistálytömeg lényegében nátrium-fluoro-wanadát (2 Na^VC^ • ONTaF • •19 H2 0), .nátrium-tfluoro-ifoszfát (2 Na s P0 4 • NaF • 19 H2 D) és nátrium-tf luoro-^arzenát (2 Na£ AsQ 4 -NaF-19 H a O) keverékéből áll. Ezen alkatrészek egymástól való elválasztására, illetve a nátriiumvanadát arzénmentesítésére irányuló kísérleteink közben azt tapasztaltuk, hogy az erősen lúgos 13 pH feletti maszsza forróvízben való feloldása és az oldat pH-értékének szisztematikus csökkentése mellett a lehűlés után kiváló kristályos csapadék majdnem minden esetben tartalmazta mind a vanádiumoit, mind a foszfátot, arzenátot és fluoridot változó mennyiségben anélkül, hogy ezen alkatrészek szétválására vagy legalább relatív mennyiségük változására komoly tendencia lett volna tapasztalható. Egy esetben azonban, amikor az oldat Mgosságát kevés kénsav hozzáadásával annyira csökkentettük, hogy lúgossága fenolf íalein jelenlétében csak 25—45%-ikal csökkent {tehát pH-értéke alig egy-két tizeddel lett kisebb) azt tapasztaltuk, hogy a lehűtés után kiváló izomorf kristálytömegből gyakorlatilag hiányzott a nátrium-<fluoro-vanadát és a csapadék csak nátrium-fluoro-foszfát és nátriumfluoro-arzenát kettős-sók keverékéből állt, vagyis a vanadát-lúg foszfor és arzéntartalmának főtömegétől (foszfortartalmának kb. 80%ától, sőt az arzéntartalom kb. 96%-ától) megszabadult, miáltal olyan, jelentősen csökkent foszfor és arzéntartalmú vanadát-lúg volt előállítható, amelyből a még benne maradt kevés foszfor és mégkevesebb arzén eltávolítása egy önmagában ismert (gipsz-^szel történő lecsapás-2
