СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ АММИАКА ИЗ СОЕДИНЕНИЯ ВАНАДИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ АММИАКА И РЕЦИРКУЛЯЦИИ СТОЧНЫХ ВОД
METHOD OF REDUCING AMMONIA FROM A VANADIUM COMPOUND FOR PRODUCING AN AMMONIA COMPOUND AND RECYCLING WASTE WATER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к области соединения ванадия, в частности, к способу восстановления аммиака из соединений ванадия для получения соединения аммиака и рециркуляции сточных вод.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Химический элемент ванадий широко используется в производстве стали и цветных металлов, химической промышленности, изготовлении сплавов и сверхпроводящих материалов, автомобильной промышленности, и является важным стратегическим материалом.
В природе ванадий встречается в чрезвычайно дисперсной форме, обычно в форме V (III) и V (IV). Преимущественно встречается форма V (III), причем в результате изоморфизма трехвалентный ванадий может быть включен в кристаллическую решетку силикатного минерала, а четырехвалентный ванадий – в кремнекислородный тетраэдр в форме изоморфизма. Такие руды трудно поддаются выщелачиванию. При выщелачивании трехвалентного или четырехвалентного ванадия необходимо разрушать кристаллические структуры, чтобы высвободить из них ванадий.
Традиционные процессы извлечения ванадия можно объединить в две типичные модели: процесс извлечения ванадия обжигом (горячий способ) и процесс извлечения ванадия мокрым способом.
Мокрый способ извлечения ванадия заключается в прямом кислотном выщелачивании ванадийсодержащей руды c получением из ванадиевого минерала раствора ванадия при высокой концентрации кислоты, даже в присутствии тепла, давления и окислителя. Горячий способ извлечения ванадия из руды предусматривает высокотемпературный обжиг руды в присутствии окислителя с окислением и преобразованием низковалентного ванадия в пятивалентный ванадий и последующим влажным выщелачиванием в целях получения раствора ванадия. В процессе извлечения ванадия обжигом каменный уголь подвергают окислительно-натрирующему обжигу с добавлением соли с целью получения ванадийсодержащего шлака; ванадийсодержащий шлак выщелачивают технологической водой (то есть погружением в воду) с получением продукта выщелачивания, содержащего ванадий в более низкой концентрации; хлорид аммония добавляют для осаждения ванадия с целью получения осадка метаванадата аммония, после чего обжигом получают неочищенную пятиокись ванадия (неочищенный ванадий); неочищенный ванадий растворяют в щелочи, удаляют примеси и вторично осаждают ванадий хлоридом аммония с получением метаванадата аммония; метаванадат аммония подвергают термическому разложению с получением пятиокиси ванадия с чистотой выше 98%; таким образом, выполняется «двухступенчатый процесс осаждения ванадия с натрирующим обжигом» или «процесс извлечения ванадия обжигом с добавлением соли». В альтернативном варианте используют известь, известняк или любое иное кальцийсодержащее соединение в качестве добавки для гранулирования при обжиге каменного угля, в результате чего ванадий окисляется в нерастворимую в воде кальциевую соль ванадия; после этого кальциевую соль карбонизируют и выщелачивают с получением ванадийсодержащего раствора, который затем выщелачивают кислотой или разбавленным щелочным раствором; затем выполняют осаждение ванадия гидролизом, экстракцию из раствора или ионный обмен, и очищают ванадий пиролизом.
То есть, после обжига ванадиевой руды в присутствии соли с образованием ванадийсодержащего шлака для выщелачивания трехвалентного, четырехвалентного или пятивалентного ванадия из ванадийсодержащего шлака используют воду, кислоту или щелочь; после этого ванадиевую соль отделяют от других компонентов продукта выщелачивания путем прямой и обратной экстракции или ионного обмена; далее ванадиевая соль реагирует с водным раствором аммиака или любой другой аммонийной солью с образованием осадка метаванадата аммония, после чего осадок метаванадата аммония термически разлагают с получением пятиокиси ванадия высокой чистоты.
Однако в процессе извлечения ванадия обжигом из печи для обжига будет выходить аммиак или иной подобный газ, а при использовании для выщелачивания кислоты (серной кислоты) будет образовываться большое количество сточных вод; сточные воды содержат серную кислоту и диоксид серы и даже после осуществления нейтрализации все еще содержат сульфаты и иные вредные вещества (в частности, аммиачный азот и остаточные сульфатные радикалы). Традиционный процесс извлечения ванадия отличается высокой сложностью, причем наиболее сложно контролировать и очищать выбросы аммиака и сточные воды. Если аммиак и сточные воды, образующиеся в результате вышеуказанного процесса, не будут подвергаться технической очистке, это приведет не только к потере ресурсов, но и к загрязнению рек и озер, а также ухудшению качества питьевой воды.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
4
3
4
2
6
16
3
2
5
4
3
4
2
6
16
+4
Учитывая недостатки, присущие известному на уровне техники способу, задачей настоящего изобретения является непосредственное извлечение метаванадата аммония (NHVO) и поливанадата аммония (NH)VO в начале добычи и выплавки, а также сбор всего выделяемого аммиака (NH) с целью получения аммония (NH) в процессе получения пятиокиси ванадия (VO) высокой чистоты с использованием метаванадата аммония (NHVO) или поливанадата аммония (NH)VO, что позволит свести к нулю выбросы отработанных газов и эффективно очищать все сточные воды, образующиеся в ходе вышеуказанного процесса, с помощью сложного поликислотного эфира (R) (запатентованный продукт, также называемый флокулянтом); тем самым обеспечивается, что все сточные воды вместо сброса будут повторно использованы, и реализуется, что чистота всех продуктов будет достигать 99,5-99,99%.
Настоящее изобретение основано на следующих технических решениях:
4
3
4
2
6
16
4
3
4
2
6
16
3
3
3
3
3
3
4
3
4
3
4
3
4
3
4
3
2
4
3
4
3
2
5
4
3
3
3
3
3
3
3
3
+4
+4
+4
+4
+4
Процесс восстановления аммиака из соединения ванадия для получения соединения аммиака и рециркуляции сточных вод, в котором процесс получения соединения ванадия содержит: 1) получение метаванадата аммония и поливанадата аммония; 2) использование метаванадата аммония и поливанадата аммония для получения пятиокиси ванадия высокой чистоты, причем указанный процесс содержит следующие этапы: а) приготовление раствора щелочи: растворяют метаванадат аммония (NHVO) или поливанадата аммония (NH)VO в щелочи (NaOH), нагревают метаванадат аммония (NHVO) или поливанадат аммония (NH)VO с целью растворения с образованием большого количества аммиака (NH), выполняют процесс термического разделения аммиака (NH) и воды, в результате чего аммиак (NH) поступает в рекуперационную колонну, а водяной пар выходит в реактор; b) корректировка рН: проводят корректировку рН с помощью кислоты во время растворения, при этом аммиак (NH) поступает в рекуперационную колонну, и часть аммиака (NH) образует металлический аммоний (NH) под действием кислоты; c) синтез: при этом аммоний (NH) находится внутри концентрата ванадата натрия (NaVO), и аммиак (NH) не может испаряться; d) промывка: если в метаванадате аммония (NHVO) присутствует большое количество солей натрия, метаванадат аммония (NHVO) промывают определенным количеством защитной аммиачной (NH) воды (R), после чего опрыскивают соответствующим количеством чистой воды, получая тем самым метаванадат аммония (NHVO) высокой чистоты; е) сушка: спекают метаванадат аммония (NHVO) в среде при температуре 40-60°C с целью удаления воды (HO) из метаванадата аммония (NHVO); и f) обжиг: выполняют преобразование метаванадата аммония (NHVO) в пятиокись ванадия (VO) в печи при 450-550°C, при этом аммоний (NH) в метаванадате аммония (NHVO) преобразуется в аммиак (NH) при высокой температуре, и вводят весь аммиак (NH) в рекуперационную колонну для аммиака (NH) или устройство рекуперации аммиака (NH) с целью обогащения; вводят сильную кислоту в рекуперационную колонну для аммиака (NH) или устройство для рекуперации аммиака (NH) для сбора аммиака (NH) с целью получения различных вариантов аммония (NH).
Предпочтительно, этап получения метаванадата аммония или поливанадата аммония содержит следующие этапы: обработка руды, измельчение в шаровой мельнице, добавление преобразующего агента, гранулирование в сферическую форму диаметром 8-12 мм, обжиг гранулированного ванадийсодержащего материала в среде при 800-850°С, выщелачивание, корректировка рН, обогащение для получения концентрата ванадата натрия или концентрата сульфата ванадила, преобразование, удаление примесей и синтез в метаванадат или поливанадат аммония.
3
4
4
Предпочтительно, этап выщелачивания представляет собой следующее: выщелачивание обожженных гранул ванадия (V) и выщелачивание водой или кислотой преобразованного или окисленного ванадия (V) с использованием холодного, горячего или распылительного выщелачивания для получения раствора ванадата натрия (NaVO) или концентрата сульфата ванадила (VOSO).
Предпочтительно, этап обогащения представляет собой следующее: выщелачивание водой руды с низким содержанием ванадия (V) в концентрации 2-10 г/л, корректировка рН кислотой до уровня 6-5 с преобразованием внутреннего ванадия (V) в катион, обогащение с использованием катионной смолы, в частности, 731 или 717, обратная экстракция гидроксидом натрия (NaOH) после насыщения смолы, причем содержание обогащенного ванадия может достигать 120-150 г/л.
6
5
3
16
35
4
Предпочтительно, выщелоченный кислотой ванадиевый концентрат обогащают с использованием трифенилфосфата (ТФФ, (CHO)PO), ди(2-этилгексил) фосфата (CHOP), вытеснителя P-204 или компонента органической фазы сульфированного керосина и осуществляют обратную экстракцию сильной (серной) кислотой для обогащения ванадиевого концентрата до 120-150 г/л.
3
4
3
4
Предпочтительно, этап преобразования представляет собой следующее: после водного выщелачивания, обратной экстракции щелочи и холодной корректировки рН концентрат ванадата натрия (NaVO) приобретает красный цвет при контакте с кислотой; концентрат ванадата натрия (NaVO) нагревают для отделения кислотной фазы от ионов ванадия, тем самым преобразуя концентрат в подобную воде или маслу субстанцию.
4
3
3
4
Предпочтительно, этап удаления примесей представляет собой следующее: для обеспечения нужного качества метаванадата аммония (NHVO) из преобразованного концентрата ванадата натрия (NaVO) удаляют примеси с помощью 2% сложного поликислотного эфира (R) (запатентованный продукт, также называемый флокулянтом), в результате чего неметаллическая примесь растворяется, осаждается и отфильтровывается под давлением или без него; полученный концентрат сохраняют для дальнейшего использования.
4
4
2
4
4
3
4
3
Предпочтительно, этап синтеза представляет собой следующее: добавляют 1,1-кратное количество хлорида аммония (NHCl), 1,5-кратное количество сульфата аммония (NH)SO или 1,8-кратное количество нитрата аммония (NHNO) к полученному концентрату в соответствии с различным содержанием ванадия, перемешивают и проводят синтез с получением метаванадата аммония (NHVO).
4
3
4
3
4
4
2
4
4
4
4
3
3
4
4
3
4
3
+4
+4
+3
+4
+4
+4
Предпочтительно, процесс синтеза метаванадата аммония (NHVO) представляет собой следующее: (1) используют маточный раствор аммония (NH), содержащего синтезированный метаванадат аммония (NHVO), определяют удельный вес на уровне 24-25 пикнометром Боме (°Bá), нагревают или конденсируют маточный раствор аммония (NH) до удельного веса 28-29, добавляют 10% хлорида аммония (NHCl), сульфата аммония (NH)SO или нитрата аммония (NHNO) к маточному раствору аммония (NH), перемешивают до растворения, активируют маточный раствор аммония (NH) с последующим определением удельного веса 31-34 пикнометром Боме (Bá), добавляют 2% сложный поликислотный эфир (R) (запатентованный продукт, также называемый флокулянтом) к маточному раствору аммония (NH), перемешивают для растворения примеси и, тем самым, удаляют нерастворимую соль аммония, натрий и соль натрия, начинают этап повторного синтеза для дальнейшего использования; и (2) после синтеза ванадата аммония (NHVO) доводят содержание ванадия в концентрате ванадата натрия (NaVO) до 100-120 г/л, подают маточный раствор аммония (NH), приготовленного на этапе (1), в объемном соотношении 45-55%, перемешивают в течение 1-2 ч, с образованием внутри твердого метаванадата аммония (NHVO), и содержанием ванадия в верхнем слое концентрата в это время 0,2-0,5 г/л, сливают или сушат с получением метаванадата аммония (NHVO) и повторно используют маточный раствор аммония, использовавшегося для синтеза, в соответствии с процедурой, описанной в (1).
4
2
6
16
Концентрат сульфата ванадила, полученный кислотным выщелачиванием и обратной экстракцией сильной кислотой на этапе выщелачивания, нагревают до 60-90°С и нейтрализуют до рН 4-5, используя жидкий аммоний, получая в результате поливанадат аммония (NH)VO.
Настоящее изобретение имеет следующие преимущества:
1. Во время плавки ванадиевой (V) руды обожженный порошок или гранулы выщелачивается кислотой или водой, и концентрация выщелоченного ванадия (V) обычно составляет 4-10 г/л, вследствие чего необходимо осуществить обогащение органической фазой или смолой; однако при этом для обогащения требуется большое количество воды, и как правило, на тонну продукта получается, как правило, 150-300 тонн кислых сточных вод.
2
5
2. В известном процессе используют известь (CaO) или гидроксид натрия (NaOH) для нейтрализации до pH 7,6-7,8, однако на этом этапе сброс сточных вод невозможен, так как они содержат большое количество тяжелых металлов, в частности, хрома (Cr) и титана (Ti), а также примеси и токсичные компоненты, в частности, кремний (Si), кальций (Ca), магний (Mg), загрязнения и различные минеральные источники, составляющие различные примеси. Используемый в настоящее время метод выпаривания вряд ли даст нужный эффект, и не представляется возможным выпаривать 150-300 тонн сточных вод на каждую тонну пятиокиси ванадия (VO); даже перспективная технология изолирующей мембраны не позволит достичь нужного эффекта, так как изолирующая мембрана способна иметь дело со средами с удельной электропроводностью не выше 300-500 См/м, в то время как удельная электропроводность сточных вод достигает 5000-10000 См/м, то есть сточные воды не смогут проникать через изолирующую мембрану. Поэтому в предложенном способе добавляют сложный поликислотный эфир (R) (запатентованный продукт, также называемый флокулянт) в нейтрализованные сточные воды, и все примеси, тяжелые металлы и токсичные компоненты могут быть растворены и осаждены после перемешивания в течение 20-30 минут; при этом осажденные частицы имеют малый размер, находятся во взвешенном состоянии и не склонны к выпадению в осадок.
2
3. В настоящем процессе добавляют определенную часть аморфной белой сажи (SiO), которая выполняет преимущественно следующие функции при очистке сточных вод: (1) адсорбция; (2) осветление; (3) осаждение взвешенных примесей; (4) очистку и т.д. Следовательно, предложенный процесс способен ускорить осаждение вышеуказанных взвешенных веществ и облегчить осветляющую фильтрацию.
4
3
4
2
6
16
3
2
5
4
3
4
2
6
16
+4
4. Предложенный процесс позволяет непосредственно извлекать метаванадат аммония (NHVO) и поливанадат аммония (NH)VO в начале добычи и плавки, а также собирать весь выделяемый аммиак (NH) с целью получения аммония (NH) в процессе получения пятиокиси ванадия (VO) высокой чистоты с использованием метаванадата аммония (NHVO) или поливанадата аммония (NH)VO, что позволяет свести к нулю выбросы отработанных газов и эффективно очищать все сточные воды, образующиеся в ходе вышеуказанного процесса, с помощью сложного поликислотного эфира (R) (запатентованный продукт, также называемый флокулянтом), тем самым обеспечивая, что сточные воды повторно используются, а не сбрасываются, и реализуя, что чистота всех продуктов достигает 99,5-99,99%.
5. «Индуктор преобразования для ванадийсодержащего твердого фильтрата при плавке и обжиге ванадиевой руды», созданный с использованием предложенного способа, заявлен на получение национального патента (номер патента: 201711297727.0) и может использоваться в качестве отдельного продукта для преобразования ванадиевой руды.
6. «Поликислотный эфир», используемый в настоящем изобретении, представляет собой концентрированный сложный фосфодиэфир, также называемый флокулянтом, запатентованный и производимый компанией Taicang Changfeng на химическом заводе в провинции Цзянсу.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение раскрывается ниже со ссылкой на варианты осуществления, приведенные для примера и не ограничивающие объем настоящего изобретения; любые материалы, полученные с помощью технологий, предложенных настоящим изобретением (см. выше), относятся к защищаемому объему настоящего изобретения.
4
3
4
2
6
16
I. Метаванадат аммония (NHVO) и поливанадат аммония (NH)VO можно получать «одноступенчатым процессом» с начала добычи и плавки.
4
3
4
2
6
16
Неочищенную ванадиевую руду выщелачивают для получения концентрата ванадата натрия (полученного с различными составами путем различных процессов в соответствии с различным содержанием неочищенного ванадия), из которого получают метаванадат аммония (NHVO) и поливанадат аммония (NH)VO. Процесс, как правило, протекает следующим образом.
Ванадиевая руда → Переработка руды →  Измельчение →  Добавление преобразующего агента → Гранулирование → Обжиг → Выщелачивание → Корректировка pH → Обогащение ↓Получение концентрата ванадата натрия → Корректировка рН → Преобразование ↓Синтез → Получение метаванадата или поливанадата аммония
1. Ванадиевая руда. Ванадиевый шлак, ванадиевый ил или угольная порода с содержанием ванадия (V).
2. Переработка руды. Удаление примесей, кроме ванадия (V).
3. Измельчение. Ванадиевый шлак, ванадиевый ил или угольную породу с содержанием ванадия (V) измельчают в шаровой мельнице.
2
3
4
4. Добавление преобразующего агента. К различным ванадиевым (V) рудам добавляют различные преобразующие или окисляющие агенты, в частности, карбонат натрия (NaCO), барит (BaSO), другие соли церия или может быть добавлена соль (NaCl).
5. Гранулирование. Руду с низким содержанием ванадия (V), в частности, ванадиево-оксидный ил и угольную породу, преобразуют в сферическую форму диаметром 8-12 мм, а руду с высоким содержанием ванадия (V) – в порошок.
6. Обжиг. Размолотый порошок и гранулированный материал ванадия спекают (или обжигают) при 800-850°C для преобразования и окисления ванадия (V) в различных печах для обжига или другом оборудовании.
3
4
4
7. Выщелачивание. Обожженный порошок ванадия (V) или гранулы ванадия (V) выщелачивают водой или кислотой с использованием холодного, горячего или распылительного метода с целью выщелачивания преобразованного или окисленного ванадия (V) с образованием концентрата ванадата натрия (NaVO) или концентрата сульфата ванадила (VOSO).
8. Корректировка pH. рН корректируют с помощью различных методов экстракции, при этом корректировка не требуется в случае кислотного выщелачивания.
6
5
3
16
35
4
9. Обогащение. Руду с низким содержанием ванадия (V) выщелачивают водой, как правило, до концентрации 2-10 г/л, вследствие чего рН необходимо откорректировать кислотой до уровня 6-5 с преобразованием внутреннего ванадия (V) в катион, обогащают с использованием катионной смолы, в частности, 731 или 717, и используют гидроксид натрия (NaOH) для обратной экстракции после насыщения смолы, причем содержание обогащенного ванадия может достигать, по существу, 120-150 г/л. В случае кислотного выщелачивания концентрат выщелачивают трифенилфосфатом (ТФФ или (CHO)PO) или обогащают ди(2-этилгексил) фосфатом (CHOP), вытеснителем P-204 или компонентом органической фазы сульфированного керосина, после чего выполняют обратную экстракцию сильной (серной) кислотой для обогащения ванадиевого концентрата до 120-150 г/л.
3
4
4
3
4
4
10. Получение. Концентрат ванадата натрия (NaVO) или концентрат сульфата ванадила (VOSO) получают соответствующим образом. Концентрат ванадата натрия (NaVO) получают выщелачиванием водой, кислотной экстракцией и обратной экстракцией щелочи, а концентрат сульфата ванадила (VOSO) получают кислотным выщелачиванием и обратной экстракцией сильной кислотой.
3
4
11. Корректировка pH. Свойства полученного ванадиевого концентрата изменяются в зависимости от применяемых методов обогащения и обратной экстракции. Выщелоченный водой концентрат подвергают обратной экстракции гидроксидом натрия (NaOH) для получения щелочного концентрата, называемого концентратом ванадата натрия (NaVO); в этом случае pH следует довести до 7,8-8,5 для дальнейшего использования материала. Концентрат, полученный кислотным выщелачиванием и обратной экстракцией сильной кислотой, не требует корректировки рН для дальнейшего использования.
3
4
3
4
12. Преобразование. После водного выщелачивания, обратной экстракции щелочью и холодной корректировки рН концентрат ванадата натрия (NaVO) приобретает красный цвет при контакте с кислотой; таким образом, концентрат ванадата натрия (NaVO) должен быть нагрет надлежащим образом для отделения кислотной фазы от ионов ванадия, превращая концентрат в подобную воде или маслу субстанцию (кислотное выщелачивание и обратная экстракция сильной кислотой см. п. 4).
4
3
3
4
13. Удаление примесей. Для обеспечения нужного качества метаванадата аммония (NHVO) преобразованный концентрат ванадата натрия (NaVO) должен быть подвергнут обработке для удаления примесей 2% сложным поликислотным эфиром (R) (запатентованный продукт, также называемый флокулянтом), в результате чего неметаллическая примесь растворяется, осаждается и отфильтровывается под давлением или без него; полученный концентрат сохраняют для дальнейшего использования (кислотное выщелачивание и обратная экстракция сильной кислотой см. п. 4).
4
4
2
4
4
3
4
3
14. Синтез. Хлорид аммония (NHCl), сульфат аммония (NH)SO или нитрат аммония (NHNO) добавляют к полученному выше концентрату в зависимости от содержания ванадия (1+1,2-1,6 и т.п.), после чего концентрат перемешивают и выполняют синтез с получением метаванадата аммония (NHVO).
4
3
Метаванадат аммония (NHVO) синтезируют следующим образом:
+4
+4
+3
+4
+4
4
3
4
4
2
4
4
4
(1) используют маточный раствор аммония (NH), содержащий синтезированный метаванадат аммония (NHVO), определяют удельный вес на уровне 24-25 пикнометром Боме (Bá), выполняют нагрев или конденсацию маточного раствора аммония (NH) до удельного веса 28-29, добавляют 10% хлорид аммония (NHCl), сульфат аммония (NH)SO или нитрат аммония (NHNO) к маточному раствору аммония (NH), перемешивают до растворения, активируют маточный раствор аммония (NH) с последующим определением удельного веса, как равного 31-34, пикнометром Боме (Bá), добавляют 2% сложный поликислотный эфир (R) (запатентованный продукт, также называемый флокулянтом) к маточному раствору аммония (NH), перемешивают для растворения примеси и, тем самым, удаляют нерастворимую соль аммония, натрий и соль натрия, начинают этап повторного синтеза для последующего использования; и
4
3
3
4
4
3
4
3
+4
(2) после синтеза ванадата аммония (NHVO) доводят содержание ванадия в концентрате ванадата натрия (NaVO) до 100-120 г/л, подают маточный раствор аммония (NH), приготовленный на этапе (1), в объемном соотношении 45-55%, перемешивают в течение 1-2 ч, причем внутри образуется твердый метаванадат аммония (NHVO), а содержание ванадия в верхнем слое концентрата в это время составляет 0,2-0,5 г/л, сливают или сушат с получением метаванадата аммония (NHVO) и повторно используют маточный раствор аммония, использовавшийся для синтеза, в соответствии с процедурой, описанной в (1).
4
2
6
16
Концентрат, полученный кислотным выщелачиванием и обратной экстракцией сильной кислотой, должен быть нагрет до 60-90°С и нейтрализован до рН 4-5 жидким аммонием, получая в результате поливанадат аммония (NH)VO.
2
5
4
3
4
2
6
16
II. В процессе получения пятиокиси ванадия (VO) высокой чистоты с использованием метаванадата аммония (NHVO) или поливанадата аммония (NH)VO весь аммиак восстанавливается с получением аммония.
Ход процесса и способ получения выглядят следующим образом.
Растворение щелочи→Корректировка рН →Синтез → Промывка → Сушка ↓ Обжиг →Аммоний
2
5
4
3
4
2
6
16
4
3
4
2
6
16
3
3
3
1. Растворение щелочи. Растворение щелочи (NaOH) необходимо для получения пятиокиси ванадия (VO) высокой чистоты с использованием метаванадата аммония (NHVO) или поливанадата аммония (NH)VO; процесс растворения щелочи заключается в нагревании метаванадата аммония (NHVO) или поливанадата аммония (NH)VO для растворения, что неизбежно приводит к выделению большого количества аммиака (NH); аммиак (NH) и вода должны быть термически разделены таким образом, чтобы аммиак (NH) поступал в рекуперационную колонну, а водяной пар выходил в реактор.
3
3
+4
2. Корректировка pH. В процессе корректировки pH кислотой при растворении аммиак (NH) поступает в рекуперационную колонну и частично переходит в форму металлического аммония (NH) под действием кислоты, ускоряющей рекуперацию и очистку аммиака (NH).
+4
3
4
3
3. Синтез. Поскольку аммоний (NH) находится внутри концентрата ванадата натрия (NaVO), аммиак (NH), скорее всего, не будет испаряться.
4
3
4
3
4
3
4
3
+4
4. Промывка. Поскольку метаванадат аммония (NHVO) высокой чистоты  получают из концентрата ванадата аммония (NHVO) и щелочи (NaOH), в метаванадате аммония (NHVO) присутствует большое количество солей натрия, поэтому его необходимо промывать определенным количеством аммиачной (NH) защитной воды (R) (в противном случае ванадат натрия растворяется в воде), после чего опрыскать соответствующим количеством чистой воды, что позволит получить метаванадат аммония (NHVO) высокой чистоты.
4
3
4
3
2
3
5. Сушка. Метаванадат аммония (NHVO) спекают в среде с температурой 40-60°С; с учетом внутреннего фактора при такой температуре из метаванадата аммония (NHVO) может быть удалена только вода (HO), а аммиак (NH) скорее всего не будет испаряться.
4
3
2
5
4
3
3
3
3
3
3
3
4
2
4
4
2
4
3
4
3
2
5
3
3
+4
+4
6. Обжигание. Метаванадат аммония (NHVO) преобразуют в пятиокись ванадия (VO) в печи при 450-550°C, а аммоний (NH) в составе метаванадата аммония (NHVO) преобразуют в аммиак (NH) при высокой температуре; после этого весь аммиак (NH) направляют в рекуперационную колонну для аммиака (NH) или устройство для рекуперации аммиака (NH) с целью обогащения. В рекуперационную колонну для аммиака (NH) или устройство для рекуперации аммиака (NH) вводят соляную кислоту (HCl), чтобы получить хлорид аммония (NHCl), вводят серную кислоту (HSO), чтобы получить сульфат аммония (NH)SO, и вводят азотную кислоту (NHO), чтобы получить нитрат аммония (NHNO). Предложенный процесс позволил достичь нескольких целей: получить пятиокись ванадия (VO) высокой чистоты, собрать весь аммиак (NH) для получения аммония (NH), предотвратить испарение аммиака (NH) и загрязнение воздуха, а также снизить стоимость и получить экономическую выгоду.
Выше приведено описание одного из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения, который не ограничивает патентоспособный объем настоящего изобретения; любые варианты осуществления или модификации, выполненные без отступления от сущности настоящего изобретения, входят в защищаемый объем настоящего изобретения.