Способ извлечения ванадия из зол ТЭС от сжигания мазута
METHOD FOR EXTRACTING VANADIUM FROM THE ASHES OF THERMAL POWER PLANTS FROM THE COMBUSTION OF FUEL OIL

Способ извлечения ванадия из зол ТЭС от сжигания мазута относится к металлургии редких металлов и может быть использовано в технологии извлечения ванадия из зол ТЭС (теплоэлектростанций) от сжигания мазута.
2
5
Золы от сжигания мазута содержат 1,5-30% VO и до 5-10% NiO. Неоднородность химического и фазового составов зол затрудняет их переработку по единой технологии.
3
2
5
Известен способ переработки зол ТЭС [Патент РФ №2080403, С22В 34/22, опубл. 27.05.1997] от сжигания мазута, включающий смешивание золы с СаСО, обработку водой при Т:Ж=1-1,5:10 для предотвращения спекания на стадии обжига, окислительный обжиг шихты при температуре 850-900°С, выщелачивание продуктов обжига и последующее гидролитическое осаждение технического VO. Недостатком этого способа является необходимость предварительной обработки золы перед обжигом, при которой происходит потери водорастворимых ванадатов. В данном способе дальнейшая переработка промывных вод не предусматривает извлечения ванадия.
Известен способ переработки зол ТЭС [патент СССР №1340188, С22В, 34/22, опубл. 20.11.1995], согласно которому после ее измельчения вводят железосодержащие шламы ТЭС и кальцийсодержащую добавку с последующим двухстадийным окислительным обжигом, который проводился в две стадии. Первая стадия проводилась при температуре 500°С в течение 1,3 ч для выжигания углерода, вторая - при температуре 900°С в течение 2 ч. Ванадий извлекают из огарка двухстадийным выщелачиванием при рН=2,6 и 3,5% серной кислотой. В результате ванадий переходит в раствор, а никель - в железо-никелевый концентрат. Недостатками способа является необходимость дополнительных энергозатрат, связанных с выжиганием углерода.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ [патент РФ №2334800, С22В, 34/22, 1/04, 3/04, опубл. 27.09.2008 бюлл. №27], включающий смешивание золы с карбонатом натрия и водой и последующую термообработку при температуре 100-150°С в течение 2 часов. Полученный спек выщелачивают водой при температуре 95-100°С и Т:Ж=1,5:3. Недостатками данного способа являются относительно низкое извлечение ванадия в раствор, а низкая температура термообработки не позволит перевести ванадий в водорастворимые ванадаты.
Техническим результатом предложенного изобретения является повышение извлечения ванадия в раствор.
Технический результат достигается тем, что в способе извлечения ванадия из зол ТЭС от сжигания мазута применяется окислительный обжиг шихты, состоящей из золы и карбоната натрия в количестве 24-30% от массы золы с последующим выщелачиванием продукта обжига в воде при температуре 80°С в течение 60 мин, отличающийся тем, что окислительный обжиг шихты с 24-30% добавкой карбоната натрия проводят при температуре 750-900°С.
Сущность изобретения заключается в том, что при данных температурах интенсифицируется образование водорастворимых ванадатов натрия, дальнейшее извлечение которых возможно на стадии водного выщелачивания.
В предлагаемом способе содержание карбоната натрия составляет 24-30% от массы шихты, температура окислительного обжига находится в 750-900°С, т.к. в этом интервале температур происходит максимальное извлечение ванадия в раствор. После окислительного обжига проводят водное выщелачивание при температуре 80°С в течение 60 мин.
2
3
2
5
2
5
2
3
2
3
расч
Разработку предложенного способа переработки зол ТЭС от сжигания мазута с извлечением ванадия и никеля проводили на пробе золы со следующим химическим составом, %: 42,86 FeO, 8,92 VO, 5,11 PO, 2,59 NiO, 2,4 CaO, 2,31 SiO, 1,38 SO, 1,8 AlO, 1,29 MgO, 0,7 С, 27,6 ППП, 0,62 остальное.
Основные показатели предлагаемой технологии переработки зол ТЭС от сжигания мазута представлены в таблице 1.
Пример 1.
2
5
2
5
Навеска исходной золы с содержанием 8,92% VO и 2,59% NiO смешивается с карбонатом натрия, взятым в количестве 24% от массы золы. Окислительный обжиг шихты проводится при температуре 400°С в течение 60 мин. После обжига проводится водное выщелачивание огарка при температуре 80°С в течение 60 мин. В результате степень извлечения VO составила 35,2%.
Пример 2.
2
3
2
5
Шихту обжигают при температуре составляет 750°С с 24% NaCO. В этом случае степень извлечения VO составляет 76,1%.
Пример 3.
2
3
2
5
Шихту обжигают при температуре составляет 750°С с 30% NaCO. В этом случае степень извлечения VO составляет 79,7%.
Пример 4.
2
3
2
5
Шихту обжигают при температуре составляет 800°С с 24% NaCO. В этом случае степень извлечения VO составляет 92,8%.
2
3
2
5
Пример 5. Шихту обжигают при температуре составляет 800°С с 30% NaCO. В этом случае степень извлечения VO составляет 93,8%.
2
3
2
5
Пример 6. Шихту обжигают при температуре составляет 850°С с 24% NaCO. В этом случае степень извлечения VO составляет 94,0%.
2
3
2
5
Пример 7. Шихту обжигают при температуре составляет 850°С с 30% NaCO. В этом случае степень извлечения VO составляет 96,3%.
2
3
2
5
Пример 8. Шихту обжигают при температуре составляет 900°С с 24% NaCO. В этом случае степень извлечения VO составляет 99,2%.
2
3
2
5
Пример 9. Шихту обжигают при температуре составляет 900°С с 30% NaCO. В этом случае степень извлечения VO составляет 95,1%.