185513. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vanádiumban dús só kinyerésére timföld gyári lúgoldatokból
1 185 513 2 A találmány tárgya új eljárás vanádiumban dús só kinyerésére timföldgyári lúgoldatokból. Különösen alkalmas a találmány szerinti eljárás olyan timföldgyártási technológiában, amelyben a bauxitot kalciumoxid vagy kalciumoxidot tartalmazó adalék jelenlétében tárják fel. A timföldgyártásban a feltárási művelet során a technológiai szempontból jelentős bauxit alkotók mellett egy sor járulékos alkotó (V; F; P; GA stb.) is részben beoldódik a lúgba. Ezek a timföldgyártási körfolyamatban feldúsulnak és bizonyos egyensúlyi koncentráció elérése után egy részük a körfolyamat egyik vagy másik pontján kiválik az oldatból, míg az oldatban maradó részük a végterméket szennyezi. Éppen ezért a körfolyamatban alacsony értéken kell tartani a sószintet, és törekedni kell a leválasztott sóban levő rendkívül értékes melléktermékek kinyerésére. A bauxit vanádium-pentoxid tartalmának 20—40%-a oldódik a feltárási művelet során. Az oldódás mértékét az alkalmazott technológia körülményei határozzák meg. A timföldgyári lúgoldatokban a nátrium-ortovanadát mellett egyéb sók is találhatók, amelyek a vanádium egyensúlyi koncentrációját csökkentik. Ilyen például a NaF, Na3P04 és a Na3As04. Számos eljárás ismeretes vanádiumnak, pontosabban vanádiumot tartalmazó sónak timföldgyári aluminátlúgból való kinyerésére. Ilyen eljárásokat ismertet például az 573 929 sz. brit szabadalmi leírás, valamint a 171 845, a 178 413 és a 145 519 sz. magyar szabadalmi leírás, továbbá Dr. Tóth Béla „Timföldgyári aluminátlúgok vanádiumtartalmának intenzív kinyerése oldhatósági egyensúlyi vizsgálatok alpján,, című kandidátusi értekezése (1965), Henber Lóránd és Winkler Péter „A vanádiumkristály kiválasztása és feldolgozása” című tanulmánya (1979) és V. Sz. Anaskin, V. V. Gracsev és Sz. I. Kuznyecov „Nátriumvanadát kristályosodás timföldgyártási ipari oldatokból” című közleménye (Cvetnaja Metallurgia 1978, 5. sz. 55—58.) Ezek az eljárások azon alapulnak, hogy az aluminátlúgban oldott sók eltérő módon reagálnak az oldat lúgkoncentrációjának, illetve hőmérsékletének meváltozására. Ezért a lúgkoncentráció és/vagy a hőmérséklet megfelelő megváltoztatásával elérhető, hogy a vanádiumban dús sók többé-kevésbé szelektíven kiváljanak az aluminátlúgból. Az ismert eljárások azonban rendszerint csak meghatározott körülmények között alkalmazhatók és közös hátrányuk, hogy a kiválasztott só igen nehezen különíthető el az anyalúgtól. Az ismert eljárások legnagyobb része nem kielégítő, mert az általa kinyerhető só vanádiumtartalma csekély, és kinyerése érdekében bonyolult és költséges továbbfeldolgozásra van szükség. A korszerű timföldgyártásban egyre több helyen alkalmazzák a különböző adalékos feltárási technológiákat, amelyek során kalciumoxidot adagolnak a feltárandó anyaghoz. A kalciumoxid hatására a körfolyamatban vezetett lúg VA szintje az adagolás mértékétől függően 30—50%-kai is csökkenhet. A kész termék, a timföld még az ilyen kisebb VA koncentráció mellett is szennyeződik és a technológiai berendezésekben bekövetkező lerakódások sem kerülhetők el, ugyanakkor azonban a vanádium kiválasztása is megnehezül, mert a hagyományos sóleválasztási technológiák már nem alkalmazhatók gazdaságosan. A hagyományos eljárások ily módon kiszorulnak az iparból. " A találmány célja olyan eljárás létrehozása vanádiumsó kiválasztására, amely alkalmas arra, hogy a feldolgozott bauxitokból az aluminátlúgba beoldódott vanádiumot — bármely körülmények közötti kalciumoxid adagolás mellett is — a lehető legnagyobb hatásfokkal, vagy VA tartalmú a folyadékfézistól jól elválasztható, továbbfeldolgozásra alkalmas só alakjában lehessen kinyerni. A találmány szerinti eljárás alapját az a vizsgálatokkal is igazolt megfigyelés jelenti, hogy ha a besűrített, szilárd vagy folyékony nátrium-hidroxiddal felerősített aluminátlúgban a Vj05 koncentrációt valamilyen vanádiumtartalmú só, célszerűen a körfolyamatból előzetesen kiválasztott vanádiumsó beoldásával 2,0 g/liter érték fölé emeljük, akkor az oldatot megfelelően tisztítva és kezelve, nagy VA tartalmú, rendkívül jól ülepíthető szűrhető vagy centrifugálható só válik ki az oldatból. E felismerés alapján a találmány szerint a Bayerkörfolyamat kikeverés utáni, legalább 0,2 g/liter vanádiumpentoxidot tartalmazó aluminátlúgjából az aluminátlúg kausztikus nátriumoxid koncentrációjának megnövelése és az oldat felmelegítése mellett oly módon nyerünk ki vanádiumtartalmú sót, hogy az aluminátlúg Na20* koncentrációját bepárlással és/vagy szilárd és/vagy tömény oldat alakjában hozzáadott nátrium-hidroxiddal legalább 240 g/literre állítjuk be, az oldatot 100 °C fölötti hőmérsékletre melegítjük fel és VA koncentrációját vanádiumtartalmú só hozzáadásával 2 g/liter feletti, előnyösen 3 g/liter és 5 g/liter közötti értékre állítjuk be, azután az oldatot a kivált szilárd fázistól elválasztjuk, majd 30 °C alá, célszerűen 20—25 °C-ra hűtjük, hűtés közben és/vagy után legalább 10 órán át pihentetjük, és kivált vanádiumtartalmú sót elkülönítjük a folyadékfázistól. Előnyösen oly módon járunk el, hogy az elkülönített szilárd termék egy részét újra felhasználjuk az eljárásnak abban a szakaszában, ahol az aluminátlúg VA koncentrációjának beállítására vanádiumtartalmú sót adunk az oldathoz. Célszerű továbbá, hogy a termék elkülönítésekor kapott anyalúgot használjuk fel a forráspontig felmelegített és a kivált szilárd fázistól elválasztott oldat előhűtésére. A találmány szerinti eljáráshoz kiindulási anyagként — mint említettük — a Bayer-körfolyamatban a szilárd főtermék, a timföldhidrát kiválasztása, az úgynevezett kikeverés után kapott és adott esetben a körfolyamatban szokásos bepárlásnak alávetett aluminátlúgot használjuk. Ez az oldat legalább 0,2 g/liter, általában azonban ennél jóval több, mintegy 1 g/liter V A-nak megfelelő vanádiumot tartalmaz. A kiindulási oldat kausztikus nátriumoxid koncentrációját (NaA) 240 g/literre vagy annál nagyobb értékre, célszerűen 250—300 g/literre állítjuk be. A koncentráció növelésére az oldatot bepároljuk vagy szilárd nátrium-hidroxidot, illetve tömény " nátrium-hidroxidoldatot adunk hozzá, esetleg a két műveletet kombináljuk aszerint, hogy az üzem technológiai adottságai alapján melyik a legcélszerűbb. Az oldatot 100 °C fölötti hőmérsékletre melegítjük fel, és VA koncentrációját — a felmelegítés előtt, alatt vagy az után — vanádiumtartalmú só hozzáadásával^ g/liter fölé növeljük. A VA koncentrációt előnyösen 3—5 g/literre állítjuk be. Az ehhez szükséges adalékanyagot, mint említettük, előnyösen az eljárás végén elkülönített szilárd termék egy részének felhasználásával biztosítjuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
