160053. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tiszta vanádiumvegyületek előállítására vizes oldatokból
Í60O53 3 4 vábbá egy bonyolultabb, háromfázisú elválasztás szükségessége is. A találmány célja a nagy mennyiségű foszfort, arzént és fluort tartalmazó vanádiumoldatokból, kiváltképpen a vanádiumot és a foszfort 1 :1 aráilyban tartalmazó oldatokból tiszta vanádittmvegytiietek előállítása, a szerves fázis nagyobb veszteséget előidéző szilárd fázisok vagy állandó emulziók képződése nélkül. A találmány feladata extrakciós eljárás kidolgozása a vanádiumi elkülönítésére, kiváltképpen a nyers vanádiumsók feldolgozásánál rendelkezésre álló vanadium-, foszfor-, arzénos fluortartalmú oldatokból, továbbá reextrahálási módszer kialakítása nátriumsók alkalmazása és szilárd fázisok képződése nélkül, valamint a tiszta vanádiumvegyületek kitermelésére szolgáló eljárás kidolgozása. A találmány tárgya eljárás vanádiumvegyületek előállítására, foszfor-, arzén- és fluortartalmú vizes oldatokból, fblyadék-folyadék-extrakcióval, ezt követő reextrakcióval és a reextrakt tiszta ammóniumtetravanadáttá vagy ammóniumpolivanadáttá történő feldolgozásával, oly niódbn, hogy a kiindulási vanádiumoldatban a vanádiumot a foszfortól, arzéntől és fluortói valamely magas forráspontú, alifás szénhidrogénben oldott, szekundér vagy tercier, előnyösen szekundér alifás aminők és hosszabb szénláncú alifás alkoholok keverékével elkülönítjük, mimellett a vanádiumnak a szennyező elemektől való legjobb elválasztását és az optimális vanádium-nhozamot biztosító vanadium- és savkoncentrációt beállítjuk. A szerves extrakciós fázishoz ezért nagyobb mennyiségű, vízben oldhatatlan alifás alkoholt adunk, hogy az alkilammónium-vegyületek oldódását elősegítsük. Az alkilammóniumvegyületek oldódását javítjuk továbbá azzal is, hogy a hőmérsékletet 20 "C felett tartjuk. Kiváltképpen tiszta terméket kapunk, ha a vanádiumot tartalmazó szerves fázist a reéxtrahálás előtt mossuk. Ezáltal az extrahálás során a szerves fázisba került csekély mennyiségű foszfort, arzént, fíuort, nátriumot és más szennyező anyagokat onnan eltávolítjuk. Mosófolyadékként hígított, hidrogénperoxid-tartalmú ammóniumhidroxidot használunk. A reextrahálást 1 vagy 2 lépésben, míg ammöniumhidroxiddal végezzük, mimellett a reextrakt pH-értékét és a vanádiumkoneentrációt beállítjuk, továbbá a vanádium(IV)-vegyületeket megfelelő oxidálóanyagokkal. oxidáljuk, s így a szilárd fázisok képződését elkerüljük-A reextrahálást tetszés szerint híg kénsavval is végezhetjük, de ebben az esetben a szerves fázist az extrahálás előtt valamely oxidálószerrel telíteni kell. Az ammonias reextraktokból kristályosítással ammóniurntetravanadátot állítunk elő, vagy kénsav bevitelével ammóniumpolivanadátot csapunk ki. A kénsavas reextraktból különböző mennyiségű ammóniumhidroxid hozzáadásával a fenti vanádium-vegyületek ugyancsak kitermelhetők. A keletkező anyalúgokat és mosóvizeket célszerűen az extrakciós folyamatba visszavezetjük. A szerves extrahálóifázis 5—15 súly% 6—12 Szétiátomos alifás csoportokat tartalmazó, vízben1 oldhatatlan szekundér vagy tercier alifás amin, 15—50 súly% 6—10 szénatomos alifás csoportokat tartalmazó, vízben oldhatatlan alifás alkohol és valamely magas forráspontú alifás szénhidrogén, mint hígítószer keveréke. Ezt a szerves fázist minden extrahálás előtt célszerűen 20%,-os kénsavval telítjük és ezáltal a szerves fázis amin-részét alkilammóniumszulfáttá alakítjuk. A kiindulási vanádiumoldatot 3—7 pH-éttékré és 1—10 g/l V2 O g koncentrációra, előnyösen 5—6 pH^értékre és 5 g/l V2 0 5 koncentrációra beállítjuk. A hőmérséklet 30—50 °C. Az extrahálást ellenáramú extrakciós toronyban folyamatosan végezzük. Ily módon a vanádiúni-hozam 95— 99%. A vanádiumtartalmú szerves fázis mosásához híg, hidrogénperoxidtartalmú ammóniumhidroxidot használunk, mimellett az ammóniumkoncentrációt és a fázisarányt úgy állítjuk be, hogy a mosóvíz pH-értéke a mosás után 7 alatt legyen- Az ammóniumhidroxid előnyösen 0,01—0,05 N és a fázisok aránya 1 : 1. A mosóvíz ammóniakonoentrációjának csekély növelése a mosóhatást fokozza, de a mosóvíz vanádiumtartalma növekszik. A mosóvizet a vanádium-nyersanyag oldásához visszavezethetjük. A mosóvíz a szerves fázis térfogatára számítva 0,01—0,05 térf.% 35%-os hidrogéinperoxidot tartalmaz. A mosást ugyancsak folyamatosan ellenáramú extraháló berendezésekben 30—50 °C-on végezzük. A reextrahálást legelőnyösebben két lépésben, szakaszosan, 30—50 °C-on hajtjuk végre. Ennek során az első lépésben a szerves fázist híg ammóniumhidroxiddal olyan koncentrációban és olyan fázisarányban kezeljük, hogy az 1. reextrakt pH-értéke 7,0—8.8 és V2 0 5 tartalma 60 g/l legyen. A második reextrahálási lépesben az ammóniumhidroxid koncentrációját és a fázisok arányát úgy választjuk meg, hogy a 2. reextrakt pH-értéke 9-nél nagyobb, előnyösen 10—10,5 és V2 0 5 tartalma 10 g/l-nél kisebb legyén. Előnyösen az ammóniumhidroxid 0,4—0,8 N és a szerves és vizes fázis aránya 2 :1—5 : 1. A reextraihálásnál oxidálószerként hidrogénperoxidot vagy ammóniumperoxidiszulfátoldatot használunk, előnyösen 0,025 térf.% 35%-os hidrogénperoxidot a szerves fázisra számítva. A reextrahálást szakaszosan, keverővel ellátott tartályokban végezzük, A felmelegített, vanádiumtartalmú szerves fázishoz keverés közben először az ammóniumhidroxidot, majd az oxidálószert hozzáadjuk é? a fázisok keverését addig folytatjuk, míg a kezdetben képződő halványsárga emulzió megbomlik és a keverék barnás színt vesz fel. Ezután következik a fázisok szétválasztása. A savas reextrahálási módszernél 4 N kénsavat használunk és a szerves fázishoz az extráhálás előtt oxidálószert, előnyösen klorátionokat adunk. A tökéletes reéxtrahálás elérése céljából a reextrakt pH-értékének 1 alatt kell lenni. Az ammóniás reextrakt feldolgozása során a szabad ammóniát forralással eltávolítjuk és 7—8 pH-10 15 20 25 30 35 40 45 30 55 60 9
