Производство и потребление ванадия

выщелачивания обожженной шихты водой и раствором серной кислоты;

осаждения ванадия из растворов в виде химического концентрата V205 или NH4V03;

сушки, плавки и грануляции химического концентрата V205.

Ванадиевые шлаки поступают на производство в кусках и измельчаются до тонкого порошка с размером частиц менее 0,1 мм. Наличие металлической фазы в шлаках требует их многократной обработки на магнитных сепараторах. Металлоотсев возвращают в начало металлургического процесса или используют для прямого легирования сталей и чугунов.

Одна из важнейших задач обжига ванадиевых шлаков — окисление низших оксидов железа, ванадия и марганца в высшие и образование растворимых соединений ванадия. При обжиге шлаков оксид V2О3 переходит в легкорастворимые соединения ванадия(У), окисляются дисперсное железо, монооксид железа и низшие оксиды марганца, перекристаллизовываются силикаты.

Процесс окисления шлаков может быть представлен следующими основными реакциями:

Оптимальный температурный интервал реакций — от 700 до 900 °С.

Окислительный обжиг шлаков ведут в трубчатых вращающихся печах. Обычно шлаки обжигают в присутствии солей натрия, что позволяет получать ванадаты, хорошо растворяющиеся в воде и разбавленных растворах кислот и карбонатов. Обжиг шлаков совместно с содой позволяет осуществлять процесс при более низких температурах, чем при добавлении других солей натрия.

Шихта из обжиговой печи с температурой от 550 до 620 °С поступает в барабанный холодильник, где орошается водой или оборотным раствором. Одновременно с охлаждением в барабане происходит измельчение спека до 0,15 мм помещенными в барабан металлическими катками.

Выщелачивание шихты начинается в барабанном холодильнике. Пульпа, проходя ряд насосов и реакторов с мешалками, выщелачивается и поступает на вакуум-фильтр. После фильтра раствор направляют на осаждение концентрата V205, а твердый остаток влажностью до 20 % — на сернокислотное выщелачивание. Применение серной кислоты как выщелачивающего реагента связано с тем, что разбавленные растворы этой кислоты в меньшей степени, чем другие минеральные кислоты, растворяют сопутствующие ванадию компоненты шлака.

Трехстадийное выщелачивание позволяет перевести в растворы 97,5-99,0 % V205, в том числе около 65 % на стадии водного выщелачивания.

Существующие способы выделения ванадия из растворов позволяют осадить его в виде химического концентрата, в состав которого входит один или несколько металлов или аммонийная группа NH. При осаждении V205 происходит нейтрализация щелочных растворов минеральными кислотами, а кислых — содой до рН 1,5-2,0. Затем раствор нагревают до 85-95 °С и выдерживают. При этом из него выпадает красно-коричневый осадок. Процесс осаждения пятивалентного ванадия можно представить в общем виде следующими реакциями:

Фильтрацию гидратной пульпы проводят на барабанных вакуум-фильтрах. Сырой остаток, содержащий около 60 % влаги, загружают в плавильную печь. Плавление осадка происходит при температурах 950-1100 °С. Расплавленный продукт вытекает через отверстие на боковой стенке плавильной печи по железному желобу на охлаждаемую водой вращающуюся поверхность стола, на котором застывает тонким слоем. С помощью съемного ножа слой разделяют на небольшие пластинки и направляют их в контейнеры.

Химический концентрат, содержащий после сушки до 92 % V205, используют для выплавки феррованадия и других сплавов. Феррованадий (35-80 % V) получают восстановлением ферросилицием или алюминием.

Гидрометаллургический способ предусматривает извлечение ванадия химическим выщелачиванием из обожженных титано-магнетитовых и ильменит-магнетитовых концентратов. Этот метод предъявляет жесткие требования к качеству перерабатываемых руд: высокое содержание ванадия в исходной руде и низкое — примесей.

Информация по педагогике:

Роль и место экологии в современном обществе
Уже на современном этапе человечество столкнулось с целым рядом глобальных экологических проблем, приводящих к ухудшению качества жизни и здоровья людей, ставящих под вопрос возможность безоблачного существования жизни на Земле. Современные экологические проблемы имеют ярко выраженную тенденцию к с ...

Особенности развития внимания у детей младшего школьного возраста
Психическую жизнь личности нередко сравнивают с потоком из образов воспринимаемых предметов и явлений, мыслей и чувств, впечатлений от них, воспоминаний о прошлом, и образов представляемого будущего. В этот поток беспрерывно вливаются все новые и новые ручейки, порожденные нашей деятельностью в окр ...

Виды обучения
В мировой практике сложились разнообразные стили обучения и появляются разноплановые образовательные технологии. Их специфика зависит от ориентации на определённую образовательную парадигму или дидактическую концепцию, от профессионально-личностных особенностей педагога, культурно-образовательных т ...