Eritmaga o`tkazilgan vanadiy ionlarini yuqori valentli ko`rinishga o`tkazish bo`yicha adabiyotlar sharhi

|
Eritmaga o`tkazilgan vanadiy ionlarini yuqori valentli ko`rinishga o`tkazish bo`yicha adabiyotlar sharhi
|
bet | 2/3 | Sana | 14.02.2024 | Hajmi | 484,79 Kb. | | #156393 |
Bog'liq Adabiyotlar sharhi Rashidov DavronEritmaga o`tkazilgan vanadiy ionlarini yuqori valentli ko`rinishga o`tkazish bo`yicha adabiyotlar sharhi
Ilgari soda qo'shilishi bilan yondirilgan shlaklarni suvli va keyinchalik kislotali yuvishdan olingan ishqoriy va kislotali eritmalardan vanadiyni ushbu ishqoriy va kislotali eritmalarni o'zaro neytrallash orqali olishning ma'lum usuli mavjud [1. V.V.Vdovin , A.A.Kamenskix , A.A.Karpov va boshqalar “Konverter shlaklaridan vanadiy oksidi olishning mavjud texnologik sxemalarini qiyosiy texnik-iqtisodiy tahlil qilish”. Noorganik birikmalar kimyosi, texnologiyasi va sanoat ekologiyasi. Shanba. ilmiy ishlar, 2-son, 1999 yil, 69-77-betlar. Perm universiteti nashriyoti , Perm ; 2. N.P.Lyakishev , N.P.Slotvinskiy-Sidak va boshqalar.Qora metallurgiyada vanadiy, 1983, 36-47-betlar. "Metallurgiya" nashriyoti]. Bu usul Chusovskiy metallurgiya zavodi amaliyotida amalga oshirildi.
Kaltsiy o'z ichiga olgan qo'shimchalar bilan oldindan kaltsiylangan shlaklarni kislotali yuvishdan so'ng olingan neytrallashtiruvchi eritmalar orqali vanadiyni gidrolitik cho'ktirishning ma'lum usuli mavjud [1. V.V.Vdovin , A.A.Kamenskix , A.A.Karpov va boshqalar “Konverter shlaklaridan vanadiy oksidi olishning mavjud texnologik sxemalarini qiyosiy texnik-iqtisodiy tahlil qilish”. Noorganik birikmalar kimyosi, texnologiyasi va sanoat ekologiyasi. Shanba. ilmiy ishlar, 2-son, 1999 yil, 69-77-betlar. Perm universiteti nashriyoti , Perm ; 2. N.P.Lyakishev , N.P.Slotvinskiy-Sidak va boshqalar.Qora metallurgiyada vanadiy, 1983, 36-47-betlar. "Metallurgiya" nashriyoti]. Usul "Vanadium- Tulachermet " AAOTda joriy qilingan .
NH4Cl,(NH4)2 SO4] bilan kuchsiz kislotali eritmalardan vanadiyni pH 1,5-2 [3] bilan ajratib olishning maʼlum usullari mavjud . N.P.Slotvinskiy-Sidak , V.I.Potapov va boshqalar " Sanoat sulfat kislota eritmalaridan vanadiy pentoksidining cho'kishi". Rangli metallar, No 10, 1966, 64-67-betlar; 4. N.P.Slotvinskiy-Sidak , V.I.Potapov , P.I.Averin . "Kimyoviy toza yog'ingarchilik ishqoriy eritmalardan vanadiy pentoksidi . Rangli metallar. 5-son, 1965 yil, 67-70-betlar]. Birinchi ikkita usul vanadiyning to'liq ekstraktsiyasini ta'minlamaydi (ekstraktsiya ≤90%, eritmada qolgan vanadiy esa chiqindi suvga kiradi); yuqori sifatli mahsulotni olishga yo'l qo'ymang (V 2 O 5 ≤75%); ekologik jihatdan zararli, chunki tarkibida vanadiy, natriy, kaltsiy, xrom, fosfor, SiO 2 , SO 2- ionlari bo'lgan ko'p miqdorda oqava suvlarni ishlab chiqarishga olib keladi ; ishlatiladigan va qayta tiklanmaydigan reagentlarning ko'pligi (Na2CO3,CaO,H2SO 4 va boshqalar) tufayli iqtisodiy jihatdan qimmat .
Usul [3. N.P.Slotvinskiy-Sidak , V.I.Potapov va boshqalar " Sanoat sulfat kislota eritmalaridan vanadiy pentoksidining cho'kishi". Rangli metallar, No 10, 1966, 64-67-betlar; 4. N.P.Slotvinskiy-Sidak , V.I.Potapov , P.I.Averin . "Kimyoviy toza yog'ingarchilik ishqoriy eritmalardan vanadiy pentoksidi . Rangli metallar, No 5, 1965, 67-70-bet], vanadiyni ammoniy xlorid yoki sulfat (NH 4 Cl, (NH4)2SO 4 ) bilan cho'ktirishdan iborat bo'lgan vanadiyni ishqoriydan olish uchungina mos keladi. pH 1, 5-2 gacha neytrallangan eritmalar.
Ushbu holatlarning barchasida zararli aralashmalar bo'lmagan tijorat mahsulotini (V2O5) olish uchun cho'kmani eritib, vanadiy eritmalarini aralashmalardan tozalash, ammoniy vanadatni (NH 4 VO 3 ) qayta kristallash orqali qayta-qayta tozalash kerak. , cho'kmalarni yuvish va hokazo. Bunday holda, vanadiyning muhim qismi eritmalar va takroriy tozalash cho'kindilari bilan qaytarib bo'lmaydigan darajada yo'qoladi. Ushbu operatsiyalar natijasida barcha hollarda ham toza vanadiy moddalari olinmaydi, ulardan aviatsiya va kosmik texnika uchun yuqori toza vanadiy qotishmalarini olish mumkin.
4 Cl va (NH 4 ) 2 SO 4 dan foydalanish kuchli gidroksidi eritmalardan va ayniqsa, 50-100 g dm -3 gacha erkin soda bo'lgan soda eritmalaridan vanadiyni to'g'ridan-to'g'ri ajratib olish mumkin emas.Amaliyotda umumiy qabul qilingan (NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 SO 4 ) ammoniy tuzlari bilan bunday eritmalardan vanadiy amalda cho'ktirilmaydi.
Texnik mohiyatiga ko'ra eng yaqin "Eritmalardan vanadiy olish usuli" [5. Patent № 2248407 (Rossiya). Bul . № 8, 07.02.2003 y. Vatolin N.A., Xalezov B.D., Nejivix V.A., Leontyev L.I.], shu jumladan, vanadiyli materialni ishqoriy vanadiyli eritma olish uchun yuvish va undan kuchli soda vanadiyli eritmalarni aralashtirish orqali vanadiyni ajratib olish, monohidrlangan spirtlarga o'tish. ikki faza: soda va spirtning suvli eritmasini o'z ichiga olgan yuqori va natriy vanadatning o'ta to'yingan eritmasi bo'lgan pastki. Yuqori faza alkogol bug'larini distillash va ushlab turish va soda o'z ichiga olgan ona suyuqlik olish uchun isitish orqali qayta tiklanadi. Soda eritmasi shlakning yangi qismini yuvish uchun qaytariladi va regeneratsiya qilingan spirt vanadiy o'z ichiga olgan soda eritmasining yangi qismi bilan aralashtirish orqali texnologik sxemaning yopiq tsiklida ishlatiladi.
Ushbu usulning afzalliklari quyidagilardan iborat: vanadiyning pastki fazaga yuqori darajada olinishi, texnologik sxema bo'yicha aylanmaga kiradigan cho'ktiruvchi reagent (spirtli) ham, sodaning ona suyuqligi ham mehnat talab qiladigan regeneratsiya; har qanday chiqindi suvni istisno qilish. Ushbu usulning nochorligi natriy vanadati ishlab chiqarish bo'lib, undan qotishmalarni qotishma uchun ishlatish natriy miqdori ortishi (18-20% gacha) tufayli qiyin.
Da'vo qilingan ixtiro tomonidan hal qilinishi kerak bo'lgan muammo oddiyroq usulni ishlab chiqish va tozaligi yuqori bo'lgan vanadiy pentoksidini ishlab chiqarishdir.
Ixtironi qo'llash orqali erishilgan texnik natija texnologiyani soddalashtirish, kamida 99,4% V 2 O 5 ni o'z ichiga olgan kuchli gidroksidi eritmalardan yuqori tozalikdagi vanadiy pentoksidini ishlab chiqarish , ya'ni. analitik darajadagi kimyoviy reaktivga mos keladigan, ona sodali eritmalarni texnologik sxemaning aylanishiga qaytarish - vanadiy o'z ichiga olgan cürufning yangi qismlarini yuvish uchun.
Ushbu texnik natijaga vanadiyni ajratib olishning ixtiro usulida, shu jumladan vanadiy o'z ichiga olgan materialni sodaning suvli eritmasi bilan yuvish, ishqoriy vanadiy eritmasini olish, hosil bo'lgan eritmani bir atomli spirt bilan aralashtirish, so'ngra aralashmani ajratish orqali erishiladi. ikki fazaga: yuqori - soda-spirtli , regeneratsiyaga duchor bo'lgan va pastki - vanadiy konsentrlangan natriy vanadat eritmasi shaklida va fazalarni ajratish. Bundan tashqari, ixtiroga ko'ra, cho'ktirish quyi fazadan ammoniy karbonatning ammoniy tuzini qo'shish va aralashtirish yo'li bilan amalga oshiriladi, ammoniy vanadat hosil bo'lishi uchun zarur bo'lgan stexiometrik miqdorga nisbatan 1-3 baravar ko'p olinadi.
Cho'kma filtrlanadi va yuviladi, quritiladi va pishiriladi. Natijada titanium va alyuminiy qotishmalarini qotishma uchun ishlatiladigan vanadiy qotishmasini ishlab chiqarish uchun ushbu mahsulot sifatini tartibga soluvchi TU 48-4-429-82 mavjud texnik xususiyatlariga mos keladigan ≥99,4% V 2 O 5 ni o'z ichiga olgan vanadiy pentoksidi , ular o'z navbatida aviatsiya, kosmik va boshqa yuqori texnologiyali sohalarda qo'llaniladi.
Reaksiya (1) bo'yicha qoldiq vanadiy va yangi hosil bo'lgan sodali suvni o'z ichiga olgan ona suyuqligi jarayonning boshiga - vanadiy cürufining yangi qismlarini yuvish uchun yuboriladi.
Vanadiyni olishning tavsiya etilgan usuli quyidagi misolda tasvirlangan. Quyidagi tarkibdagi vanadiyli marganets metallurgiya shlaklari qayta ishlandi (1-jadval).
1-jadval
|
Shlak tarkibi
|
massa ulushi, %
|
V
|
Mn
|
Fe
|
SiO2 _
|
TiO2 _
|
Al2O3
|
CaO
|
MgO
|
Cr 2 O 3
|
R
|
11-13
|
9-17
|
18-28
|
13-15
|
9-10
|
1-2
|
1-2
|
2-9
|
2-3
|
0,03
|
shpinellar ) bo'lgan shlaklar alohida kimyoviy birikmalarga parchalanishi uchun hech qanday natriy yoki kaltsiy qo'shimchalarisiz oksidlovchi qovurishga duchor bo'ladi. Shlakni yoqish natijasida R2O5 (Al2O5 , Cr2O3 , Fe2O3 ), CaO , MgO , Fe 2 TiO 5 , SiO 2 , Mn 2 V 2 O 7 , MnVO birikmalari hosil bo‘ladi. 4 , MnV 2 O 6 , VO 2 olinadi . Hosil bo'lgan vanadiy fazalaridan vanadiy tanlab soda eritmasiga duchor bo'ladi (C Na2CO3 = 120-150 g dm-3 ), masalan:
Shlakning boshqa komponentlari amalda yuvilmaydi.
Natriy vanadatning hosil bo'lgan eritmasi, tarkibida 20-40 g-dm -3 vanadiyning qoldiq miqdori 50-100 g-dm -3 bo'lgan vanadiy, eritmadagi spirt konsentratsiyasini 25-28 ga etkazish uchun monohidrik spirt bilan aralashtiriladi. %. Keyingi cho'kish paytida bu aralashma ikki fazaga bo'linadi: yuqori, soda-spirtli aralashmani o'z ichiga oladi va pastki ( pastki), natriy vanadatning to'yingan eritmasi (C v ~ 180 g dm -3 ).
Faza ajratilgandan so'ng, spirt yuqori fazadan spirt bug'ini isitish va kondensatsiyalash orqali qayta tiklanadi. Natijada ikkita dastlabki reaktiv olinadi: shlakning yangi qismini yuvish uchun texnologik sxema boshlig'iga yuboriladigan soda eritmasi va sodali eritmalardan vanadiyni ajratib olish uchun sof spirt.
Ammoniy karbonat natriy vanadati bo'lgan pastki fazaga qo'shiladi.
Bizning da'vo qilingan usulimizda, cho'kish jarayonida ammoniy vanadati olinadi, u yuvish va pishirishdan so'ng, analitik darajadagi kimyoviy reagentga va texnik shartlar talablariga javob beradigan yuqori tozaligi V 2 O 5 ga aylanadi. yangi avlodning titan va alyuminiy qotishmalarini qotishma.
Ammoniy karbonatli eritmalardan vanadiyni olish va tozaligi yuqori bo'lgan V 2 O 5 hosil bo'lishini tasdiqlash 2.3-jadvaldagi ma'lumotlardir.
jadval 2
|
Ammoniy karbonat bilan soda eritmalaridan vanadiyni cho'ktirish to'g'risidagi ma'lumotlar
|
2 CO 3 ning “pastki faza” eritmasidagi tarkibi , g dm -3
|
(NH4)2CO3 miqdori stexiometrikgacha reaksiya orqali vanadiyni cho'ktirish uchun zarur bo'lgan (1),%
|
Asosiy suyuqlikdagi vanadiyning qoldiq miqdori, g dm -3
|
Vanadiyning cho'kindiga olinishi, %
|
150/50
|
70
|
22.0
|
85.3
|
150/50
|
130
|
18.3
|
87.8
|
150/50
|
150
|
13.3
|
92.9
|
150/50
|
300
|
5.5
|
96.3
|
2-jadvaldan ko'rinib turibdiki, vanadiyni "pastki faza" ning soda eritmasidan 90-97% gacha olish uchun ammoniy karbonatning optimal iste'moli reaksiyaga ko'ra NH4VO3 cho'kmasi hosil bo'lishi uchun stexiometriyadan 1-3 marta ko'pdir. (1).
Tarkibida qoldiq vanadiy bo‘lgan soda eritmasining butun hajmi texnologik sxema bo‘yicha aylanmaga yuborilganligi sababli eritmalardan vanadiyni olish darajasi amalda 100% ga yaqin bo‘ladi. Bundan tashqari, shlakni eritish bosqichida ham, eritmalardan vanadiyni cho'ktirish bosqichida ham barqaror texnologik sharoitda tashqi tomondan kiritilgan yagona reagent (NH4)2CO 3 ishlatiladi,chunki vanadiyning cho'kishi paytida ammoniy ioni hosil bo'lish uchun sarflanadi
karbonat ioni esa (1) reaksiyaga muvofiq natriy ioni bilan soda hosil qiladi.
3-jadval
|
Da'vo qilingan va ma'lum usullar bo'yicha qiyosiy ma'lumotlar
|
Bo`lim
|
Reaktiv sarfi
|
Eritma harorati, ° C
|
Eritmadan vanadiyni ajratib olish, %
|
Kimyoviy tarkibi V 2 O 5 ,%
|
Da'vo qilingan va ma'lum usullarda
|
TU 48-4-429-82 talablariga muvofiq
|
|
|
Da'vo qilingan
|
Ammoniy vanadat hosil bo'lishi uchun stoxiometriyaga nisbatan 1-3 marta (1)
|
|
|
Na+K
|
Fe
|
Ti
|
Na+K
|
Fe
|
Ti
|
|
15-30
|
97
|
0,04
|
0,07
|
0,001
|
0,1-0,3
|
0,01-0,15
|
0,01
|
Mn
|
Cr
|
S
|
Mn
|
Cr
|
S
|
0,01
|
0,007
|
0,005
|
0,04-0,1
|
0,02-0,07
|
0,005-0,01
|
P
|
Cl
|
Sifatida
|
P
|
Cl
|
Sifatida
|
|
|
|
|
0,007
|
yo'q
|
0,005
|
0,01
|
0,01-0,02
|
0,003-0,01
|
BILAN
|
IN
|
Sb
|
C
|
|
Sb
|
|
|
|
|
0,005
|
yo'q
|
0,008
|
0,005
|
|
0,01
|
Bi
|
S iflosliklar
|
Bi
|
S iflosliklar
|
|
|
|
|
<0,005
|
0,15-0,4%
|
0,005
|
0,24-0,7
|
|
|
|
|
|
V 2 O 5 - 99,80
|
|
|
Natija
|
NH 3 +NH 4 OH=1500 marta stexiometriya NH 4 VO 3 , CO 2 ta'minoti hosil qiladi.
|
5-7
|
94
|
S aralashmalar >0,9%
V205-99,1%
|
|
|
|
Shunday qilib, ishlab chiqilgan texnologiya yopiq suv aylanishiga ega va ekologik jihatdan qulay bo'lib, ammoniy vanadat shaklida vanadiyni tanlab olish imkonini beradi, keyinchalik tijorat mahsuloti - vanadiy pentoksidi ishlab chiqariladi.
|
| |