кг Упарене пульпа 644,12 кг, у тому числі: TiCl4 533,82 кг VOCl2 15,4 кг TiCl3 51,5 кг AlCl3 40,5 кг FeCl3 2,9 кг Разом: 1000 кг.Хлорірованіе НХТУпаренная пульпа 644,12 кг, у тому числі: TiCl4 533,82 кг VOCl2 15,4 кг TiCl3 51,5 кг AlCl3 40,5 кг FeCl3 2,9 кг Хлор 11,84 кг ОЕМЕ 42,5 кг Разом: 698,46 кгTiCl4 поворотний 597, 16 кг, у тому числі: TiCl4 упаренний 533,82 кг TiCl4 від хлорування НХТ 63,34 кг Збагачений розплав 101,3 кг, у тому числі: VOCl2 15,4 кг AlCl3 40,5 кг FeCl3 2,9 кг ОЕМЕ 42, 5 кг Разом: 698,46 кгОтгонка VOCl3Обогащенний розплав 101,3 кг, у тому числі: VOCl2 15,4 кг AlCl3 40,5 кг FeCl3 2,9 кг ОЕМЕ 42,5 кг Хлор 3,96 кг Разом: 105,26 кгVOCl3 19,36 кг ОРВХ 85,9 кг Разом: 105,26 кг
. 3.2.2 Розрахунок матеріального балансу отримання пентаоксиду ванадію
Розрахунок ведемо на 1000 кг VOCl 3.
Вихідний ванадійсодержащіе розчин отримують розчиненням технічного оксотріхлоріда в солянокислом розчині (120? 130) г/дм 3 або розчині, приготовленому з допомогою рафінат екстракційного переділу. Процес розчинення протікає зі значним виділенням тепла по реакції:
VOCl3 + H2O=VO2Cl + 2HCl (3.22)
Визначимо кількість води, необхідну для розчинення 1000 кг VOCl 3:
Звідси: a=103,87 кг, b=683,19 кг, с=420,68 кг.
З підвищенням концентрації соляної кислоти до 160 г/дм 3 утворюється оксохлорванадіевая кислота:
Звідси: а=1103,87 кг.
Отриманий ванадійсодержащіе розчин направляється на екстракцію. В якості екстрагента застосовується ексол-А.
Повнота вилучення ванадію з вихідного розчину в органічну фазу досягається за шість протиточних ступенів екстракції.
Процес екстракції можна представити таким рівнянням:
H 2 VO 2 Cl 3 + S + H 2 O + HCl? ® H 2 VO 2 Cl 3 SH 2 O HCl (3.23)
де S - екстрагент (Ексол-А).
Визначимо необхідну кількість реагентів і продуктів реакцій:
Звідси: a=1584,05 кг; b=103,87 кг; с=210,34 кг; d=3002,13 кг.
Потім екстракт направляється на переділ реекстракції. В якості реекстрагента використовується розчин соляної кислоти.
Повна реекстракції ванадію з органічної фази відбувається при щільності розчину реекстрагента 1,02? 1,03 г/см 3 в шість ступенів в противотоке.
При цьому оксохлорванадіевая кислота руйнується і екстрагуються комплекс розпадається по реакції:
H2VO2Cl3SH2OHCl=VO2Cl + S + H2O + 3HCl (3.24)
Зробимо розрахунки:
Звідси: a=683,19 кг; b=1584,05 кг; с=103,87 кг; d=631,02 кг.
Осадження метаванадата амонію (МВА) з реекстракт досягається обробкою водним розчином аміаку. При цьому протікають наступні реакції:
+ NH4OH=NH4Cl + H2O (3.25) Cl + NH4OH=VO2 (OH) + NH4Cl (3.26) (OH) + NH4OH=VO2 (NH3) OH + H2O (3.27) (NH3) OH=NH4VO3 (3.28)
Хлористий водень взаємодіє з аміачною водою з утворенням хлориду амонію, а ванадій утворює гідрати, які розчиняються в надлишку аміаку. З перенасичених розчинів при температурі (50? 80) ° С і pН=7? 8 випадає МВА.
Звідси: a=589,3 кг; b=899,94 кг; c=303,07 кг.
Звідси: а=201,97 кг; b=576,72 кг; с=308,44 кг.
Звідси: а=201,97 кг; b=674,82 кг; с=103,87 кг. Необхідна кількість аміачної води для проведення осадження МВА: 589,3 + 201,97 + 201,97=993,24 кг.
Отриманий метаванадата амонію направляється на термічне розкладання.
Процес розкладання МВА протікає по реакції:
2NH4VO3? ® V2O5 + 2NH3 + H2O (3.29)
Перебіг процесу залежить від концентра?? ії газоподібних продуктів реакції в зоні розкладання, швидкості нагрівання. При перевищенні температури в печі вище заданої, відбувається розігрів внутрішньої частини гранул МВА і їх оплавлення, що призводить до забруднення пентаоксиду ванадію оксидом ванадію (IV), іонами хлору і амонію.
Для отримання якісного пентаоксиду ванадію необхідно дотримуватися температурного режиму.
Звідси: а=524,78 кг; b=98,1 кг; с=51,94 кг. Результати розрахунків матеріального балансу наведені в таблиці 3.3.
Таблиця 3.3 Матеріальний баланс виробництва V 2 O 5 на 1000 кг VOCl 3
ЗагруженоПолученоПолученіе вихідного ванадійсодержащего раствораVOCl3 1000 кг H2O 103,87 кг Разом: 1103,87 кгH2VO2Cl3 ...
