185513. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vanádiumban dús só kinyerésére timföld gyári lúgoldatokból
1 185 513 2 A felmelegített oldatból szilárd csapadék válik ki, melynek legnagyobb része nátriumkarbonát. Ezt még melegen elválasztjuk az oldattól. Az elválasztást szűréssel vagy ülepítéssel vagy a két művelet kombinálásával végezzük el. Ezután a kapott tiszta oldatot 30 °C alá hűtjük le. A hűtés közben vagy az után az oldatot pihentedtjük, miközben kiválik belőle a vanádiumban dús só. Célszerűen úgy járunk el, hogy a hűtést lassú ütemben, esetleg több szakaszban végezzük. A hűtés, kristályosítás, pihentetés ideje előnyösen mintegy 40 óra, de lehet annál több is. A kivált, vanádiumban dús sót ülepítéssel és/vagy szűréssel és/vagy centrifugálással különítjük el az anyalúgtól. A kivált só könnyen elválasztható folyadékfázistól. Ez éppen a találmány egyik előnye. A folyadékfazis V/)5 koncentrációja 0,15 g/litemél kisebb. A kinyert só VjOs tartalma legalább 15% (szárazanyagra vonatkoztatva), de jól vezetett technológia esetén elérheti a 20—25%-ot is. A szilárd tennék vanádiumtartalma legnagyobb részt (mintegy 60—80%-ban) Na7(V04)2F» 19H20 képlettel jellemezhető vegyület alakjában van jelen. E kristályos tennék egy részét a kiindulási oldat V/35 tartalmának beállítására használjuk fel. Az anyalúgot további felhasználásra elvezetjük. Eközben célszerűen a kristályosításra vitt oldat hűtésére használjuk, hogy csökkentsük a kristályosítás miatti hőveszteséget. A találmány előnye, hogy lehetővé teszi a timföldgyári aluminátlúgok vanádiumtartalmának nagymérvű kinyerését. A találmány szerinti eljárással igen jó minőségű, továbbfeldolgozásra kiválóan alkalmas vanádiumtartalmú sót állíthatunk elő. Egyúttal olyan anyalúgot kapun, amely mind a timföldgyári körfolyamatban való felhasználásra, mind pedig a galliumkinyerés kiindulási anyagaként jól felhasználható. Az anyalúg különösen jól használható olyan galliumgyártási technológiában, ahol kívánatos az alacsony VA. koncentráció. A találmány részleteit a következő példákban szemléltetjük. 1. példa Egy nagylaboratórium berendezésben bepárlással 213 g/liter Na20* koncentrációra betöményített és VA-ben kifejezve 1,2 g/liter oldott vanádiumot tartalmazó aluminátlúg Na2Ot koncentrációját szilárd nátrium-hidroxid hozzáadásával 260 g/literre állítjuk be. Ezután az oldathoz 18% VA tartalmú sót adunk mindaddig, míg annak vanádiumtartalma VA-ban kifejezve 2,0 g/líterre növekedik. Ekkor a lúgot egy autoklávban 130 °C-ra melegítjük, és a hőkezelés során kivált szilárd anyagot (szódát) egy nyomásos szűrőberendezésen elválasztjuk az oldattól. Ekkor olyan oldatot kapunk, amelynek szódaszintje mindösze 8,8% a hőkezelés előtti oldat 19,1 %-os szódaszintjével szemben. Az így megtisztított lúg hőmérsékletét egy pihentető-hűtő tartályban programozott hűtéssel csökkentjük. A 75 °C hőmérsékletű lúgot 1 óra alatt 50 °C-ra, majd lassú hűtéssel 30 óra alatt 40 °C-ra, végül a harmadik lépcsőben 30 °C-ra hűtjük le. A hűtés és pihentetés közben kivált vanádiumsót nyomásos szűrőberendezésen választjuk el a folyadékfázistól. Az így kapott vanádiumtartalmú só VA tartalma a szárazanyagra vonatkoztatva 21,2%. Az anyalúg vanádiumtartahna VA-ban kifejezve 0,14 g/liter. 2. példa Timföldgyári körfolyamatból érkező bepárolt aluminátlúghoz, amelynek Na20* koncentrációja 219 g/liter, vanádiumtartalma pedig VA-ban kifejezve 0,95 g/liter, szilárd nátrium-hidroxidot adunk, míg annak Na2Ot koncentrációja 250 g/literrel növekedik. Ezután az előző gyártási ciklusban kapott vanádiumsó hozzáadásával 2,85 g/literrel növeljük az oldat VA-ban kifejezett vanádiumtartalmát. A lúgot 117 °C-ra melegítjük fel. A hőkezelés során kivált szilárd fázist, a szódasót két lépcsőben: előbb egy nyomásos szűrőn való szűréssel, azután ülepítéssel választjuk el a lúgtól. így az aluminátlúg szódaszintje 15,2%-ról 10,2%-ra csökken. A szilárd szennyezőktől megtisztított lúgot egy tartályba visszük, ahol égy fajsúlymérőből és szabályozószelepből álló szabályozórendszer segítségével összekeverjük a Bayer-körfolyamat returlúgjával. Na2Ok koncentrációja ekkor 220 g/literre áll be. Ezt az oldatot 50 óra alatt két lépcsőben 30 °C-ra hűtjük le. A kivált vanádiumtartalmú sót ülepítő berendezésben választjuk el az anyalúgtól. Az így kapott vanádiumtartalmú só összetétele a következő: nedvesség 40,8 % VA 21,11% p2o5 5,28% F 5,93% C02 8,91% Az anyalúg vanádiumtartalma VA-ban kifejezve 0,14 g/liter. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás vanádiumtartalmú só kinyerésére és vanádiumban szegény aluminátlúg előállítására a Bayer-körfolyamat kikeverés utáni, legalább 0,2 g/liter VA-rtak megfelelő mennyiségű vanádiumot tartalmazó aluminátlúgjából az aluminátlúg kausztikus nátriumoxid koncentrációjának megnövelése és az oldat felmelegítése mellett, azzal jellemezve, 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 a kivált vanádiumtartalmú sót elkülönítjük a fblyadékfázistól. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az oldat VA koncentrációjának beállítására az elkülönített szilád termék egy részét használjuk. 3. Az 1. igénypont szeriti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a szilárd termék elkülönítése után kapott anyalúgot visszavezetjük a felmelegített és a kivált szilárd fázistól elválasztott oldat hűtésére. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (Ábra nélkül) 3
