їх видобуток, збагачення мінеральної сировини і його подальшу переробку. Витрата палива знижується на 10-40%, а питомі капіталовкладення - на 30-50%. В цілому це величезний резерв підвищення ефективності. Використання традиційних технологій видобутку та переробки рудної сировини призводить до утворення величезних об'ємом вторинних ресурсів і відходів виробництва.
У промисловій практиці витяг рідкісних металів з ОВК здійснюють як пирометаллургическими (випал, хлорування), так і гідрометалургійними способами (вилуговування, хімічне осадження, екстракція) в різних поєднаннях. У даній роботі досліди по вилученню сполук ванадію з ОВК проводили за гідрометалургійної схемою.
Характеристика відпрацьованих сірчанокислотних каталізаторів
Як видно, співвідношення V2O4 і V2O5 в ОВК ряду заводів різне. Мінімальний вміст V2O4 в пробі № 3 складає 29,7% і доходить до 100% в пробі № 2. Крім того, ОВК характеризуються високим вмістом заліза (від 0,8 до 2,9% в перерахунку на Fe2O3).
Авторами були досліджені наступні фактори, що вплив на ступінь вилучення ванадію: концентрація реагенту, час вилуговування, температура, оптимальне співвідношення Т: Ж, вплив окислювача.
Для досліджень була підготовлена ​​подрібнена проба № 3 крупністю - 0,01 мм. Наважку проби обробляли різними розчинниками при нагріванні і ретельному перемішуванні. По закінченні досвіду розчин фільтрували і визначали в ньому вміст V2O4 і V2O5, а в відвальних шламах зміст V2O5.
Як розчинники використовували 5 - 25% NaOH, H2O, аміачні і сернокислотниє розчини. Час вилуговування становило 0,5; 1; 2; 5 ч. Співвідношення твердої фази до рідкої становило Т: Ж-= 1: (3-10), температура вилуговування перебувала в межах 25 - 95 В° С.
З метою підвищення ступеня вилучення ванадію з ОВК був досліджено процес окислення четирехвалентного ванадію до пятивалентного стану. В якості окислювача використовували 10% розчин Н2О2. Дослідами встановлено, що при використанні 10% Н2О2 ступінь перекладу ванадію в розчин склала 87,2 - 91,3%. Крім того, були проведені досліди з визначення можливості електрохімічного способу окислення ванадію.
Попередні дослідження показали, що максимальна ступінь перекладу ванадію в розчин досягається при вилуговування ОВК розчинами сірчаної кислоти. Тому подальші досліди по вилученню ванадію проводили 3-7% H2SO4. p> Дослідами встановлено, що електрохімічне окислення ванадію з 4-х валентного стану в 5-ти валентне відбувається на 95-97%, При концентрації V2O5 в розчині 6-8 г/л вміст у ньому 4-х валентного ванадію склало 0,2-0,4 г/л.
Для відпрацювання параметрів нової гідрометалургійної технології та видачі вихідних даних на проектування установки з переробки відпрацьованих каталізаторів хімічних виробництв необхідно виконати дослідно-промислові випробування на одному з підприємств, на якому застосовуються каталізатори.
Утилізація токсичних ванадийсодержащих відходів відпрацьованих каталізаторів дозволить отримати в Україні не тільки власну ванадієву продукцію на рівні кращих світових зразків, а й значною міру - вирішити екологічні проблеми.
2.4 Проблеми і способи переробки відпрацьованих ванадієвих каталізаторів сірчанокислотного виробництва
Ванадієві каталізатори (ВК) застосовуються у виробництві сірчаної кислоти з 1937 р. Кількість їх на кожному підприємстві визначається продуктивністю, тобто на 1 т добового випуску кислоти необхідно мати на контактному апараті 100 кг каталізатора, що містить 10% v2 о5 [1].
Різноманітність сировини та удосконалення технології виробництва кислоти і ВК зумовили використання різних типів ВК [2].
Барій-алюміній-ванадієвий каталізатор (БАР) відповідає формулою nV2 O5 В· 12SiO2 В· 0,5 Al2O3 В· 2K2O В· 3BaO В· mKCl і містить, мас. частка, %: 8V2O5; 11K2O; 35SiO2; 28ВаО; 4Аl2O3 В· 5Сl і 8 інших сполук. p> Сульфованадат-діатомітовий контактна маса (СВД) містить, мас. частка,%: 6-7 V2O5; 9-10 K2O; 56-62 SiO2; 2-3 CaO, не більше 5 (А12Оз + Fе2О3); 18-19% - сульфати (у перерахунку на SO3). p> Сульфованадат на силікагелі (СВС) містить, мас. частка,%: 8 V2O5; 12K2O; 55-60 SiO2; менш 3А12О3; 10-15 - сульфати (у перерахунку на SO3). p> Каталізатори ІК 1-6 (Інститут каталізу) містять, мас. частка,%: 9V2O5; 30K2SO4; 55-60 SiO2.
Каталізатор киплячого шару (КС) містить, мас. частка,%: 7V2O5; 7K2O; 4-6 Al2O3; 55-60 SiO2; 16% - сульфати (у перерахунку на SO3). У процесі роботи він стирається і несеться у вигляді пилу.
Термін служби каталізаторів складає 1-2 роки на верхніх полицях контактного апарату і 4-5 років - на нижніх шарах. Зниження каталітичної активності відбувається внаслідок переходу значної частини ванадію в четирехвалентное стан і зміни пористої структури носія при порушенні теплового режиму роботи ВК, а також в результаті накопичення контактних отрут - миш'яку, сульфату заліза (II), туману сірчаної кислоти, втрати частини ванадію у вигляді летючих ...
