Способ переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с применением мокрого процесса - RU2628586C2

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с применением мокрого процесса.

Предпосылки создания изобретения

Ванадиево-титановый магнетит представляет собой комплексный концентрат с примесью железа, ванадия, титана и множества ценных сопутствующих элементов, при этом он является главным источником ванадиевых и титановых продуктов в Китае, большие запасы которого имеются в регионах Китая Панси и Чэндэ. В настоящее время для переработки ванадиево-титанового магнетита используют следующий традиционный процесс: ванадиево-титановый магнетит подвергают обогащению и сепарации с целью получения железного концентрата и титанового концентрата, а затем извлекают железо, ванадий и титан, подвергая железный концентрат и титановый концентрат соответствующей обработке, что в результате приводит к длительному процессу переработки, низкому коэффициенту использования ресурсов и высокой стоимости продукции. Железный концентрат подвергают «доменно-конвертерной» переработке с образованием железно-ванадиевого остатка, однако, титан из железного концентрата в основном уходит в отходы; и титановый концентрат применяют главным образом для производства диоксида титана, титановой губки и других продуктов, однако, железо из титанового концентрата выходит в виде железосульфатных твердых отходов. Соответственно, комплексный коэффициент использования ванадиевых ресурсов составляет всего лишь 47%, а скорость восстановления титановых ресурсов составляет менее 15%, а следовательно, значительная часть ресурсов уходит в отходы; и при последующем процессе экстракции ванадия из ванадиевого остатка приходится проводить многократный обжиг при высокой температуре, связанный с высоким потреблением энергии и возникновением таких проблем, как сильное загрязнение тремя видами отходов, низкая степень превращения ванадия и низкое качество продукта. В настоящее время коэффициент использования ресурсов у ванадиево-титанового магнетита гораздо меньше, чем требуется, причем комплексный коэффициент использования ванадиевых ресурсов превышает 50%, а скорость восстановления титановых ресурсов составляет более 20%, при этом экстракцию основных сопутствующих редких металлов, таких как хром, кобальт и никель, можно реализовать путем широкомасштабной рециркуляции ванадиево-титанового магнетита в рамках «Двенадцатого пятилетнего плана комплексного использования и промышленного развития ванадиево-титановых ресурсов» Китая. В последнее время в связи с экономическим развитием Китая и постоянно увеличивающимся спросом на продукты из ванадия, титана и других металлов очень большое значение для устойчивого развития экономики Китая приобретает повышение технического уровня комплексного использования ванадия и титана в железном концентрате и в титановом концентрате.

Гидрометаллургия имеет преимущества, заключающиеся в высокой степени комплексного восстановления ценных металлов, сравнительно легкой реализации непрерывного производственного процесса и его автоматизации, и другие преимущества, причем наиболее широко используемым способом выщелачивания в гидрометаллургии является кислотное выщелачивание, поскольку HCl обладает преимуществом, заключающимся в высокой реакционной способности, и способна выщелачивать соли кислородных кислот, не выщелачиваемые некоторыми серными кислотами, и согласно исследованиям по обработке титансодержащих минералов при помощи HCl, следовательно, HCl можно применять для селективного выщелачивания примесей из титанового концентрата и титанового остатка с целью получения искусственного рутила. Однако, не было никаких патентов или отчетов по применению HCl для прямой обработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата, и раствор, полученный после выщелачивания концентрата при помощи HCl, имеет сложный состав, содержит большое количество примесных ионов и с трудом поддается разделению. Используемая в качестве эффективного процесса обогащения металлов, а также их очистки и разделения, методика экстракции растворителем обеспечивает преимущества, заключающиеся в высокой скорости восстановления, применении простого технологического оборудования, непрерывности процесса, и другие преимущества и высоко ценится в промышленности. Что касается исследования экстракции ванадия из кислого ванадийсодержащего раствора, в настоящее время экстракция ванадия из сернокислотной системы изучена гораздо лучше, и сравнительно трудно экстрагировать ванадий из системы HCl с высокой кислотностью и высоким содержанием железа.

Большая часть ванадия в ванадийсодержащем растворе HCl ванадиево-титано-магнетитового концентрата существует в виде ванадил-ионов (VO2⁺) и может подвергаться экстракции с применением кислотного катионного экстрагента P₂O₄ или P₅O₇. Однако, поскольку P₂O₄ или P₅O₇ обладает сравнительно высокой способностью экстрагировать Fe(III), то Fe(III) становится важной примесью в процессе экстракции ванадия, а следовательно, перед тем, как проводить экстракцию, ванадийсодержащий раствор следует подвергать предварительной обработке. И поскольку P₂O₄ или P₅O₇ способен экстрагировать Fe(III), а не Fe(II), необходимо восстановить Fe(III) в ванадийсодержащем растворе до Fe(II), чтобы Fe в водной фазе присутствовало в основном в виде Fe(II) и не подвергалось экстракции экстрагентом P₂O₄ или P₅O₇, и таким образом обеспечить очистку от Fe. В настоящее время на всех предприятиях, где ванадий экстрагируют из кислого ванадийсодержащего раствора, применяют способ восстановления порошком Fe или сульфитом натрия, который характеризуется большим расходом восстановителя, что вызывает большие отходы, и особенно, когда в качестве восстановителя используют обрубки железа, большим увеличением содержания железа в маточном растворе, что причиняет неудобства при проведении последующих операций и сильно влияет на скорость экстракции ванадия. В настоящее время нет отчетов о том, что Fe(III) восстанавливается до Fe(II) при выполнении предварительного восстановления ванадиево-титано-магнетитового концентрата, чтобы можно было восстанавливать содержащийся в ванадийсодержащем растворе Fe(III).

Обычно титановый остаток получают, подвергая титановый концентрат в качестве сырья высокотемпературной плавке в электрической печи. Полученный в результате плавки в электрической печи титановый остаток имеет относительно стабильный фазовый состав, и поскольку для окисления титанового остатка обычно используют концентрированную серную кислоту, имеющую массовое соотношение 92%, а кислый щелок трудно подвергать рециркуляции, образуется большое количество отработанной кислоты. В настоящее время нет патентов или отчетов по получению титанового остатка из ванадиево-титано-магнетитового концентрата или насыпного концентрата (смеси железного концентрата и титанового концентрата) с применением гидрометаллургического процесса.

Краткое изложение сущности изобретения

Целью настоящего изобретения является создание нового способа переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата, а именно нового способа разделения и экстракции серебра, титана и железа из ванадиево-титано-магнетитового концентрата. По новому способу ванадиево-титано-магнетитовый концентрат подвергают предварительному восстановлению для восстановления Fe(III) в концентрате до Fe(II), и тем самым с целью активирования концентрата, увеличения скорости выщелачивания ванадия и железа в процессе выщелачивания при помощи HCl, и вместе с тем с целью значительного уменьшения содержания Fe(III) в ванадийсодержащем растворе, уменьшения дополнительного количества восстановителя в ванадийсодержащем растворе, избегания ввода новых примесей в процессе восстановления и без приведения к потере ванадия; при этом выщелоченный остаток представляет собой, в сущности, продукт, обогащенный титаном и кремнием, в котором содержание других примесей очень мало, и после дополнительной щелочной промывки и обескремнивания из него получают титановый остаток, используемый в качестве эффективного сырья для дальнейшего получения диоксида титана. Весь процесс в целом прост в исполнении, включает небольшое количество операций, обеспечивает эффективное восстановление, высокую скорость экстракции ванадия и высокую скорость восстановления титана, низкую стоимость продуктов.

Для решения указанных технических проблем согласно настоящему изобретению предлагаются: предварительное восстановление ванадиево-титано-магнетитового концентрата для восстановления Fe(III) в концентрате до Fe(II), последующее выщелачивание восстановленного продукта при помощи HCl, фильтрование с получением ванадийсодержащего раствора и выщелоченного остатка, добавление небольшого количества восстановителя, зависящего от содержания Fe(III) в ванадийсодержащем растворе и требуемого соотношения по завершающей реакции для обеспечения полного восстановления всего Fe(III) в ванадийсодержащем растворе до Fe(II), доведение значения рН в ванадийсодержащем растворе с помощью щелочного вещества и, наконец, экстракцию ванадия из ванадийсодержащего раствора с помощью экстрагента с получением чистого ванадиевого раствора; получение метаванадата аммония или пентоксида ванадия из чистого ванадиевого раствора обычным способом; получение титанового остатка из выщелоченного остатка при помощи стадий промывки его водой, нейтрализации щелочью, промывки щелочью и обескремнивания, промывки кислотой и сушки; и обжиг очищенного продукта для получения оксида железа.

Способ переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с получением титанового остатка включает стадии:

(1) смешивание ванадиево-титано-магнетитового концентрата с раствором HCl и выщелачивание в течение 1-10 ч при 100-150°С с получением промежуточной суспензии;

(2) фильтрование промежуточной суспензии, полученной на стадии 1), с получением выщелоченного остатка и двухстадийную промывку выщелоченного остатка водой, причем продолжительность промывки варьируют от 5 мин до 60 мин, а температуру промывочной воды на каждой стадии промывки водой варьируют от 25°С до 80°С;

(3) нейтрализацию промытого водой остатка, полученного на стадии 2), разбавленным щелочным раствором в течение 5-60 мин при 25-80°С, доведение значения рН суспензии до 5-6 и фильтрование нейтрализованной суспензии с получением нейтрализованного остатка;

(4) смешивание нейтрализованного остатка, полученного на стадии 3), с раствором NaOH и промывку щелочью и реакцию обескремнивания при 50-110°С в течение 5-60 мин;

(5) фильтрование продукта, полученного после промывки щелочью и реакции обескремнивания на стадии 4) с получением промытого щелочью остатка и промывку водой промытого щелочью остатка; и

(6) промывку промытого водой остатка, полученного на стадии 5), разбавленной серной кислотой, и доведение значения рН до 5-6, фильтрование после промывки кислотой и сушку отфильтрованного осадка с получением титанового остатка.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с получением титанового остатка согласно настоящему изобретению массовое отношение жидкой фазы к твердой фазе раствора HCl к ванадиево-титано-магнетитовому концентрату на стадии 1) составляет от 1:1 до 10:1.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с получением титанового остатка согласно настоящему изобретению процентная концентрация по массе раствора HCl на стадии 1) составляет от 10 до 36%.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с получением титанового остатка согласно настоящему изобретению отношение жидкой фазы к твердой фазе промывочной воды к выщелоченному остатку на каждой стадии процесса промывки водой на стадии 2) составляет от 2:1 до 10:1.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с получением титанового остатка согласно настоящему изобретению промытую водой суспензию на стадии 2) фильтруют с получением первой промывочной воды и второй промывочной воды, соответственно, причем первую промывочную воду применяют при выщелачивании на стадии 1), а вторую промывочную воду применяют при промывке кислотой на стадии 4).

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с получением титанового остатка согласно настоящему изобретению отношение жидкой фазы к твердой фазе разбавленного щелочного раствора к промытому водой остатку на стадии 3) составляет от 2:1 до 10:1.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с получением титанового остатка согласно настоящему изобретению концентрация разбавленного щелочного раствора на стадии 3) составляет от 5 до 20%.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с получением титанового остатка согласно настоящему изобретению разбавленный щелочной раствор на стадии 3) представляет собой раствор NaOH.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с получением титанового остатка согласно настоящему изобретению отношение жидкой фазы к твердой фазе раствора NaOH к нейтрализованному остатку на стадии 4) составляет от 2:1 до 10:1.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с получением титанового остатка согласно настоящему изобретению процентная концентрация по массе раствора NaOH на стадии 4) составляет от 9% до 25%.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с получением титанового остатка согласно настоящему изобретению отношение жидкой фазы к твердой фазе промывочной воды к промытому щелочью остатку на стадии 5) составляет от 2:1 до 10:1.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с получением титанового остатка согласно настоящему изобретению отношение жидкой фазы к твердой фазе разбавленной серной кислоты к промытому водой остатку на стадии 6) составляет от 2:1 до 10:1.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с получением титанового остатка согласно настоящему изобретению концентрация разбавленной серной кислоты на стадии 6) составляет от 5 до 20%.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с получением титанового остатка согласно настоящему изобретению промывочную жидкость, полученную после промывки водой и фильтрования на стадии 6), применяют при нейтрализации промытого водой остатка на стадии 3).

Способ переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению включает следующие стадии:

1) предварительное восстановление ванадиево-титано-магнетитового концентрата при температуре реакции 600-1000°С для восстановления Fe(III) в концентрате до Fe(II) с получением восстановленного продукта;

2) смешивание восстановленного продукта, полученного на стадии 1), с HCl и выщелачивание в течение 1-10 ч при 100-150°С с получением промежуточной суспензии;

3) фильтрование промежуточной суспензии, полученной на стадии 2), с получением ванадийсодержащего раствора и выщелоченного остатка;

4) нагревание ванадийсодержащего раствора, полученного на стадии 3), до 30-90°С, перемешивание, добавление восстановителя для восстановления Fe(III) в ванадийсодержащем растворе до Fe(II) с получением восстановленного раствора;

5) доведение значения рН восстановленного раствора, полученного на стадии 4), с применением щелочного вещества до значения от -0,5 до 2 и фильтрование;

6) смешивание отфильтрованного раствора, полученного на стадии 5), с экстрагентом и проведение экстракции с получением ванадийсодержащей органической фазы и очищенного продукта;

7) обратную экстракцию из ванадийсодержащей органической фазы, полученной на стадии 6), с применением кислого раствора с получением ванадийсодержащего раствора; и

8) получение из ванадийсодержащего раствора ванадата аммония или пентоксида ванадия.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению восстановитель, применяемый при предварительном восстановлении на стадии 1), представляет собой газ или водород.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению массовое отношение восстановленного продукта к HCl в стадии 2) составляет от 1:1 до 1:10.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению процентная концентрация по массе HCl на стадии 2) составляет 10-36%.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению восстановитель на стадии 4) представляет собой порошок Fe или сульфит натрия.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению щелочное вещество на стадии 5) представляет собой одно из NaOH, водного раствора аммиака, СаСО₃ или Са(ОН)₂.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению соотношение органической фазы и водной фазы при экстракции на стадии 6) составляет от 1:1 до 1:6.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению экстрагент на стадии 6) представляет собой смешанный растворитель P₂O₄ и трибутилфосфат в керосине или смешанный растворитель P₅O₇ и трибутилфосфат в керосине.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению соотношение ванадийсодержащей органической фазы и водной фазы при обратной экстракции на стадии 7) составляет от 1:1 до 6:1.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению кислый раствор на стадии 7) представляет собой разбавленную серную кислоту с концентрацией 1-4,5 моль/л или разбавленную HCl с концентрацией 1-8 моль/л.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно на стадии 8) используют метод осаждения.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению выщелоченный остаток, полученный фильтрованием на стадии 3), подвергают мокрой обработке, которая включает следующие стадии:

3-1) двухстадийную промывку водой выщелоченного остатка, причем время промывки водой варьирует от 5 до 60 мин, а температуру промывочной воды на каждой стадии промывки водой варьируют от 25 до 80°С;

3-2) нейтрализацию промытого водой остатка, полученного на стадии 3-1), разбавленным щелочным раствором в течение 5-60 мин при 25-80°С, доведение значения рН суспензии до 5-6 и фильтрование нейтрализованной суспензии с получением нейтрализованного остатка;

3-3) смешивание нейтрализованного остатка, полученного на стадии 3-2), с раствором NaOH и промывку щелочью и обескремнивание при 50-110°С в течение 5-60 мин;

3-4) фильтрование продукта, полученного после промывки щелочью и обескремнивания на стадии 3-3), с получением промытого щелочью остатка и промывку водой; и

3-5) промывку промытого водой остатка, полученного после промывки водой на стадии 3-4), разбавленной серной кислотой, и доведение значения рН до 5-6, фильтрования после промывки кислотой и сушку отфильтрованного остатка с получением титанового остатка.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению отношение жидкой фазы к твердой фазе промывочной воды к выщелоченному остатку на каждой стадии процесса промывки водой на стадии 3-1) составляет от 2:1 до 10:1.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению промытую водой суспензию на стадии 3-1) отфильтровывают с получением первый промывочной воды и второй промывочной воды, соответственно, причем первую промывочную воду применяют при выщелачивании на стадии 2), а вторую промывную воду применяют при промывке кислотой на стадии 3-5).

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению отношение жидкой фазы к твердой фазе разбавленного щелочного раствора к промытому водой остатку на стадии 3-2) составляет от 2:1 до 10:1.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению концентрация разбавленного щелочного раствора на стадии 3-2) составляет от 5% до 20%.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению разбавленный щелочной раствор на стадии 3-2) представляет собой раствор NaOH.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению отношение жидкой фазы к твердой фазе раствора NaOH к нейтрализованному остатку на стадии 3-3) составляет от 2:1 до 10:1.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению процентная концентрация по массе раствора NaOH на стадии 3-3) составляет от 9 до 25%.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению отношение жидкой фазы к твердой фазе промывочной воды к промытому щелочью остатку на стадии 3-4) составляет от 2:1 до 10:1.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению отношение жидкой фазы к твердой фазе разбавленной серной кислоты к промытому водой остатку на стадии 3-5) составляет от 2:1 до 10:1.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению концентрация разбавленной серной кислоты на стадии 3-5) составляет от 5 до 20%.

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению промывочную жидкость, полученную после выполнения промывки водой и фильтрования на стадии 3-5), применяют при нейтрализации промытого водой остатка на стадии 3-2).

По способу переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия согласно настоящему изобретению очищенный продукт на стадии 6) подвергают обжигу с получением оксида железа.

Настоящее изобретение предлагает проводить выщелачивание подвергнутого предварительному восстановлению ванадиево-титано-магнетитового концентрата при помощи HCl, а затем экстракцию ванадия при помощи способа экстракции, причем во время предварительного восстановления Fe(III) в концентрате восстанавливают до Fe(II), вместе с тем концентрат активируют, увеличивают скорость выщелачивания ванадия и железа и значительно уменьшают содержание Fe(III) в ванадийсодержащем растворе HCl, а следовательно, значительно уменьшают дополнительное количество восстановителя в ванадийсодержащем растворе на следующей стадии и понижают затраты на обработку; способ переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с экстракцией ванадия при высокой кислотности обеспечивает высокую скорость восстановления, прост и удобен в работе; а выщелоченный остаток представляет собой, в сущности, продукт, обогащенный титаном и кремнием, содержание в нем других примесей очень мало, а титановый остаток получают после дальнейшей промывки щелочью и обескремнивания, так что процесс прост и удобен в работе и скорость восстановления титана высока. Согласно настоящему изобретению для получения титанового остатка непосредственно применяют ванадиево-титано-магнетитовый концентрат вместо титанового концентрата, используемого согласно гидрометаллургическому способу в мягких условиях, таким образом, что разрешают проблему, заключающуюся в том, что после ввода остатка из доменной печи титан из ванадиево-титано-магнетитового концентрата нельзя применять при традиционной обработке в доменной печи, значительно снижают стоимость сырья, полностью используют титан из ванадиево-титано-магнетитового концентрата, доводят коэффициент использования титановых ресурсов до 100% и могут использовать в дальнейшем полученный титановый остаток для получения высококачественного сырья для диоксида титана.

Настоящее изобретение имеет следующие преимущества.

(1) Предусмотренный настоящим изобретением способ переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с разделением и экстракцией ванадия имеет сравнительно низкую стоимость сырья и решает проблемы в традиционном процессе экстракции ванадия из ванадиевого остатка, такие как высокое потребление энергии на многократный обжиг при высоких температурах, сильное загрязнение тремя видами отходов, низкая степень превращения ванадия и низкое качество продукта.

(2) В настоящем изобретении предварительное восстановление ванадиево-титано-магнетитового концентрата позволяет восстанавливать Fe(III) в концентрате до Fe(II), чтобы активировать концентрат, увеличить скорость выщелачивания ванадия и железа, значительно снизить содержание Fe(III) в ванадийсодержащем растворе и значительно уменьшить дополнительное количество восстановителя в ванадийсодержащем растворе.

(3) Предусмотренный настоящим изобретением способ переработки ванадиево-титано-магнетитового концентрата с получением титанового остатка обладает преимуществами, заключающимися в небольшом количестве операций, мягких условиях работы, низких затратах на оборудование, и другими преимуществами.

(4) Согласно настоящему изобретению титан из железного концентрата полностью используют, коэффициент использования титановых ресурсов высок, скорость восстановления титана из концентрата близок к 100%, и полученный титановый остаток можно использовать в качестве сырья для производства диоксида титана.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 показана блок-схема процесса согласно варианту осуществления 1 настоящего изобретения.

На фиг. 2 показана блок-схема процесса согласно варианту осуществления 6 настоящего изобретения.

На фиг. 3 показана блок-схема процесса согласно варианту осуществления 12 настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Вариант осуществления 1

В используемом в качестве сырья ванадиево-титано-магнетитовом концентрате массовое содержание основных ингредиентов является следующим: 52,25% TFe, 14,32% TiO₂ и 1,15% V₂O₅, при этом 80% ванадиево-титано-магнетитового концентрата измельчают до 200 меш.

(1) Предварительное восстановление измельченного ванадиево-титано-магнетитового концентрата в кипящем слое в течение 50 мин при 700°С для восстановления Fe(III) в концентрате до Fe(II);

(2) загрузка восстановленного продукта, полученного на стадии (1), в 36 вес. %-ную HCl, выполнение перемешивания при тепловом консервировании в течение 2 ч при 100°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 1:1, и фильтрование с получением ванадийсодержащего выщелачивающего раствора и выщелоченного остатка;

(3) добавление порошка Fe к ванадийсодержащему выщелачивающему раствору, полученному на стадии (2), и проведение восстановления в течение 4 ч при 30°С для восстановления Fe(III) в выщелачивающем растворе до Fe(II);

(4) доведение рН в восстановленном растворе, полученном на стадии (3), до 0,5 с помощью CaCO₃ и фильтрование;

(5) проведение двукратной экстракции раствора, полученного на стадии (4), и смешанного растворителя с керосином, содержащего 20% P₂O₄ и 5% ТВР, при объемном отношении 1:1;

(6) выполнение четырехкратной обратной экстракции из загруженной ванадийсодержащей органической фазы, полученной на стадии (5), с использованием серной кислоты с концентрацией 1 моль/л при условии, что отношение загруженной органической фазы к водной фазе составляет 1:1, с получением очищенного ванадийсодержащего раствора, причем степень экстракции железа составляет 1,25%, а степень экстракции ванадия составляет 98,26%;

(7) выполнение вторичной промывки водой выщелоченного остатка, полученного на стадии (2), в течение 15 мин при 80°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 4:1;

(8) нейтрализация промытого водой остатка, полученного после фильтрования, щелочным раствором NaOH, имеющим концентрацию 10%, в течение 30 мин при 40°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе щелочного раствора к промытому водой остатку составляет 5:1, доведение значения рН суспензии до 5-6, а затем фильтрование с получением нейтрализованного остатка;

(9) подвергание нейтрализованного остатка и 15%-ного раствора NaOH реакции обескремнивания в течение 30 мин при 80°С, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе раствора NaOH к нейтрализованному остатку составляет 3:1, а затем фильтрование и выполнение промывки водой и потом фильтрования с получением промытого водой остатка, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе воды к промытому щелочью остатку составляет 2:1; и

(10) промывка 20%-ной разбавленной серной кислотой полученного промывкой водой остатка и доведение значения рН до 5-6, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе разбавленной серной кислоты к промытому водой остатку составляет 2:1; и, наконец, сушка остатка, полученного путем фильтрования, с получением титанового остатка.

Вариант осуществления 2

В используемом в качестве сырья ванадиево-титано-магнетитовом концентрате массовое содержание основных ингредиентов является следующим: 42,13% TFe, 19,43% TiO₂, 0,98% V₂O₅, при этом 80% ванадиево-титано-магнетитового концентрата измельчают до 200 меш.

(1) Предварительное восстановление измельченного ванадиево-титано-магнетитового концентрата в кипящем слое в течение 20 мин при 800°С для восстановления Fe(III) в концентрате до Fe(II);

(2) загрузка восстановленного продукта, полученного на стадии (1), в 10 вес. %-ную HCl, выполнение перемешивания при тепловом консервировании в течение 10 ч при 150°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 10:1, и фильтрование с получением ванадийсодержащего выщелачивающего раствора и выщелоченного остатка;

(3) добавление порошка Fe к ванадийсодержащему выщелачивающему раствору, полученному на стадии (2), и проведение восстановления в течение 0,5 ч при 90°С для восстановления Fe(III) в выщелачивающем растворе до Fe(II);

(4) доведение рН в восстановленном растворе, полученном на стадии (3), до 2 с помощью Са(ОН)₂ и фильтрование;

(5) проведение пятикратной экстракции раствора, полученного на стадии (4), и смешанного растворителя с керосином, содержащего 30% P₅O₇ и 5% ТВР, при объемном отношении 6:1;

(6) выполнение двукратной обратной экстракции из загруженной ванадийсодержащей органической фазы, полученной на стадии (5), с использованием серной кислоты с концентрацией 4,5 моль/л при условии, что отношение загруженной органической фазы к водной фазе составляет 1:1, с получением очищенного ванадийсодержащего раствора, причем степень экстракции железа составляет 3,13%, а степень экстракции ванадия составляет 97,35%;

(7) выполнение промывки водой выщелоченного остатка, полученного на стадии (2), в течение 30 мин при 60°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 3:1;

(8) нейтрализация промытого водой остатка, полученного после фильтрования, щелочным раствором NaOH, имеющим концентрацию 5%, в течение 20 мин при 60°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе щелочного раствора к промытому водой остатку составляет 10:1, доведение значения рН суспензии до 5-6, а затем фильтрование с получением нейтрализованного остатка;

(9) подвергание нейтрализованного остатка и 9%-ного раствора NaOH реакции обескремнивания в течение 5 мин при 110°С, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе раствора NaOH к нейтрализованному остатку составляет 6:1, а затем фильтрование и выполнение промывки водой и потом фильтрования с получением промытого водой остатка, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе воды к промытому щелочью остатку составляет 10:1; и

(10) промывка 5%-ной разбавленной серной кислотой полученного промывкой водой остатка и доведение значения рН до 5-6, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе разбавленной серной кислоты к промытому водой остатку составляет 10:1; и, наконец, сушка остатка, полученного путем фильтрования, с получением титанового остатка.

Вариант осуществления 3

В используемом в качестве сырья ванадиево-титано-магнетитовом концентрате массовое содержание основных ингредиентов является следующим: 40,16% TFe, 20,15% TiO₂, 1,03% V₂O₅, при этом 80% ванадиево-титано-магнетитового концентрата измельчают до 200 меш.

(1) Предварительное восстановление измельченного ванадиево-титано-магнетитового концентрата в кипящем слое в течение 60 мин при 750°С для восстановления Fe(III) в концентрате до Fe(II);

(2) загрузка восстановленного продукта, полученного на стадии (1), в 20 вес. %-ную HCl, выполнение перемешивания при тепловом консервировании в течение 6 ч при 120°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 1:5, и фильтрование с получением ванадийсодержащего выщелачивающего раствора и выщелоченного остатка;

(3) добавление сульфита натрия к ванадийсодержащему выщелачивающему раствору, полученному на стадии (2), и проведение восстановления в течение 3 ч при 50°С для восстановления Fe(III) в выщелачивающем растворе до Fe(II);

(4) доведение рН в восстановленном растворе, полученном на стадии (3), до 0,2 с помощью NaOH и фильтрование;

(5) проведение четырехкратной экстракции раствора, полученного на стадии (4), и смешанного растворителя с керосином, содержащего 25% P₂O₄ и 10% ТВР, при объемном отношении 5:1;

(6) выполнение трехкратной обратной экстракции из загруженной ванадийсодержащей органической фазы, полученной на стадии (5), с использованием серной кислотой с концентрацией 8 моль/л при условии, что отношение загруженной органической фазы к водной фазе составляет 1:4, с получением очищенного ванадийсодержащего раствора, причем степень экстракции железа составляет 2,38%, а степень экстракции ванадия составляет 99,05%;

(7) выполнение вторичной промывки водой выщелоченного остатка, полученного на стадии (2), в течение 60 мин при 25°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 6:1;

(8) нейтрализация промытого водой остатка, полученного после фильтрования, щелочным раствором NaOH, имеющим концентрацию 20%, в течение 10 мин при 80°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе щелочного раствора к промытому водой остатку составляет 2:1, доведение значения рН суспензии до 5-6, а затем фильтрование с получением нейтрализованного остатка;

(9) подвергание нейтрализованного остатка и 13%-ного раствора NaOH реакции обескремнивания в течение 60 мин при 80°С, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе раствора NaOH к нейтрализованному остатку составляет 3:1, а затем фильтрование и выполнение промывки водой и потом фильтрования с получением промытого водой остатка, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе воды к промытому щелочью остатку составляет 4:1; и

(10) промывка 8%-ной серной кислотой полученного промывкой водой остатка и доведение значения рН до 5-6, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе разбавленной серной кислоты к промытому водой остатку составляет 4:1; и, наконец, сушка остатка, полученного путем фильтрования, с получением титанового остатка.

Вариант осуществления 4

В используемом в качестве сырья ванадиево-титано-магнетитовом концентрате массовое содержание основных ингредиентов является следующим: 43,09% TFe, 18,56% TiO₂, 1,18% V₂O₅, при этом 80% ванадиево-титано-магнетитового концентрата измельчают до 200 меш.

(1) Предварительное восстановление измельченного ванадиево-титано-магнетитового концентрата в кипящем слое в течение 80 мин при 600°с для восстановления Fe(III) в концентрате до Fe(II);

(2) загрузка восстановленного продукта, полученного на стадии (1), в 10 вес. %-ную HCl, выполнение перемешивания при тепловом консервировании в течение 1 ч при 150°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 1:10, и фильтрование с получением ванадийсодержащего выщелачивающего раствора и выщелоченного остатка;

(3) добавление порошка Fe к ванадийсодержащему выщелачивающему раствору, полученному на стадии (2), и проведение восстановления в течение 2,5 ч при 60°С для восстановления Fe(III) в выщелачивающем растворе до Fe(II);

(4) доведение рН в восстановленном растворе, полученном на стадии (3), до 1 с помощью водного раствора аммиака и фильтрование;

(5) проведение трехкратной экстракции раствора, полученного на стадии (4), и смешанного растворителя с керосином, содержащего 30% P₂O₄ и 5% ТВР, при объемном соотношении 3:1;

(6) выполнение трехкратной обратной экстракции из загруженной ванадийсодержащей органической фазы, полученной на стадии (5), с использованием серной кислоты с концентрацией 1 моль/л при условии, что отношение загруженной органической фазы к водной фазе составляет 1:6, с получением очищенного ванадийсодержащего раствора, причем степень экстракции железа составляет 3,0%, а степень экстракции ванадия составляет 98,65%;

(7) выполнение промывки водой выщелоченного остатка, полученного на стадии (2), в течение 45 мин при 40°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 9:1;

(8) нейтрализация промытого водой остатка, полученного после фильтрования, щелочным раствором NaOH в течение 60 мин при 30°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе щелочного раствора к промытому водой остатку составляет 3:1, доведение значения рН суспензии до 5-6, а затем фильтрование с получением нейтрализованного остатка;

(9) подвергание нейтрализованного остатка и 25%-ного раствора NaOH реакции обескремнивания в течение 20 мин при 60°С, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе раствора NaOH к нейтрализованному остатку составляет 2:1, а фильтрование и выполнение промывки водой и потом фильтрования с получением промытого водой остатка, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе воды к промытому щелочью остатку 6:1; и

(10) промывка 12%-ной разбавленной серной кислотой полученного промывкой водой остатка и доведение значения рН до 5-6, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе разбавленной серной кислоты к промытому водой остатку составляет 6:1; и, наконец, сушка остатка, полученного путем фильтрования, с получением титанового остатка.

Вариант осуществления 5

В используемом в качестве сырья ванадиево-титано-магнетитовом концентрате массовое содержание основных ингредиентов является следующим: 49,77% TFe, 19,12% TiO₂, 1,03% V₂O₅, при этом 80% ванадиево-титано-магнетитового концентрата измельчают до 200 меш.

(1) Предварительное восстановление измельченного ванадиево-титано-магнетитового концентрата в кипящем слое в течение 20 мин при 100°С для восстановления Fe(III) в концентрате до Fe(II);

(2) загрузка восстановленного продукта, полученного на стадии (1), в 20 вес. %-ную HCl, выполнение перемешивания при тепловом консервировании в течение 10 ч при 100°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 5:1, и фильтрование с получением ванадийсодержащего выщелачивающего раствора и выщелоченного остатка;

(3) добавление порошка Fe к ванадийсодержащему выщелачивающему раствору, полученному на стадии (2), и проведение восстановления в течение 3 ч при 90°С для восстановления Fe(III) в выщелачивающем растворе до Fe(II);

(4) доведение рН в восстановленном растворе, полученном на стадии (3), до 2 с помощью NaOH и фильтрование;

(5) проведение пятикратной экстракции раствора, полученного на стадии (4), и смешанного растворителя с керосином, содержащего 25% P₅O₇ и 10% ТВР, при объемном соотношении 4:1;

(6) выполнение четырехкратной обратной экстракции из загруженной ванадийсодержащей органической фазы, полученной на стадии (5), с использованием серной кислоты с концентрацией 1 моль/л при условии, что отношение загруженной органической фазы к водной фазе составляет 1:4, с получением очищенного ванадийсодержащего раствора, причем степень экстракции железа составляет 2,73%, а степень экстракции ванадия составляет 99,25%;

(7) выполнение промывки водой выщелоченного остатка, полученного на стадии (2), в течение 5 мин при 80°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 10:1;

(8) нейтрализация промытого водой остатка, полученного после фильтрования, щелочным раствором NaOH, имеющим концентрацию 9%, в течение 5 мин при 80°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе щелочного раствора к промытому водой остатку составляет 5:1, доведение значения рН суспензии до 5-6, а затем фильтрование с получением нейтрализованного остатка;

(9) подвергание нейтрализованного остатка и 9%-ного раствора NaOH реакции обескремнивания в течение 40 мин при 50°С, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе раствора NaOH к нейтрализованному остатку составляет 10:1, а затем фильтрование и выполнение промывки водой и потом фильтрования с получением промытого водой остатка, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе воды к промытому щелочью остатку составляет 5:1; и

(10) промывка 10%-ной разбавленной серной кислотой полученного промывкой водой остатка и доведение значения рН до 5-6, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе разбавленной серной кислоты к промытому водой остатку составляет 5:1; и, наконец, сушка остатка, полученного путем фильтрования, с получением титанового остатка.

Вариант осуществления 6

Чистый ванадиево-титано-магнетитовый концентрат подвергают выщелачиванию 30%-ной HCl при 150°С в герметично закрытом сосуде, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе HCl к концентрату составляет 2:1, а после проведения реакции в течение 4 ч выщелоченный остаток подвергают вторичной промывке водой в течение 15 мин при 80°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 4:1. Промытый водой остаток, полученный после фильтрования, подвергают нейтрализации щелочным раствором NaOH, имеющим концентрацию 10%, в течение 30 мин при 40°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе щелочного раствора к промытому водой остатку составляет 5:1, и доводят значение рН суспензии до 5-6. После фильтрования проводят реакцию обескремнивания нейтрализованного остатка и 15%-ного раствора NaOH в течение 30 мин при 80°С, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе раствора NaOH к нейтрализованному остатку составляет 3:1; суспензию, полученную после реакции обескремнивания, подвергают фильтрованию, а затем промывке водой, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе воды к промытому щелочью остатку составляет 2:1; полученный промывкой водой остаток промывают 20%-ной разбавленной серной кислотой и доводят значение рН до 5-6, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе разбавленной серной кислоты к промытому водой остатку составляет 2:1; и, наконец, полученный фильтрованием остаток подвергают сушке с получением титанового остатка.

Вариант осуществления 7

Ванадиево-титано-магнетитовый концентрат подвергают выщелачиванию 10%-ной HCl при 150°С в герметично закрытом сосуде, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе HCl к концентрату составляет 10:1, а после проведения реакции в течение 10 ч выщелоченный остаток подвергают промывке водой в течение 30 мин при 60°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 3:1. Промытый водой остаток, полученный после фильтрования, подвергают нейтрализации щелочным раствором NaOH, имеющим концентрацию 5%, в течение 20 мин при 60°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе щелочного раствора к промытому водой остатку составляет 10:1, и доводят значения рН суспензии до 5-6. После фильтрования проводят реакцию обескремнивания нейтрализованного остатка и 9%-ного раствора NaOH в течение 5 мин при 110°С, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе раствора NaOH к нейтрализованному остатку составляет 6:1; суспензию, полученную после реакции обескремнивания, подвергают фильтрованию, а затем промывке водой, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе воды к промытому щелочью остатку составляет 10:1; полученный промывкой водой остаток промывают 5%-ной разбавленной серной кислотой и доводят значение рН до 5-6, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе разбавленной серной кислоты к промытому водой остатку составляет 10:1; и, наконец, полученный фильтрованием остаток подвергают сушке с получением титанового остатка.

Вариант осуществления 8

Ванадиево-титано-магнетитовый концентрат подвергают выщелачиванию 20%-ной HCl при 110°С под обычным давлением, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе HCl к концентрату составляет 5:1, а после проведения реакции в течение 6 ч выщелоченный остаток подвергают промывке водой в течение 60 мин при 25°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 6:1. Промытый водой остаток, полученный после фильтрования, подвергают нейтрализации щелочным раствором NaOH, имеющим концентрацию 20%, в течение 10 мин при 80°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе щелочного раствора к промытому водой остатку составляет 2:1, и доводят значение рН суспензии до 5-6. После фильтрования проводят реакцию обескремнивания нейтрализованного остатка и 13%-ного раствора NaOH в течение 60 мин при 80°С, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе раствора NaOH к нейтрализованному остатку составляет 3:1; суспензию, полученную после реакции обескремнивания, подвергают фильтрованию, а затем промывке водой, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе воды к промытому щелочью остатку составляет 4:1; полученный промывкой водой остаток промывают 8%-ной разбавленной серной кислотой и доводят значение рН до 5-6, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе разбавленной серной кислоты к промытому водой остатку составляет 4:1; и, наконец, полученный фильтрованием остаток подвергают сушке с получением титанового остатка.

Вариант осуществления 9

Ванадиево-титано-магнетитовый концентрат подвергают выщелачиванию 36%-ной концентрированной HCl при 100°С под обычным давлением, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе HCl к концентрату составляет 1:1, а после проведения реакции в течение 6 ч выщелоченный остаток подвергают промывке водой в течение 45 мин при 40°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 9:1. Промытый водой остаток, полученный после фильтрования, подвергают нейтрализации щелочным раствором NaOH, имеющим концентрацию 15%, в течение 60 мин при 30°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе щелочного раствора к промытому водой остатку составляет 3:1, и доводят значение рН суспензии до 5-6. После фильтрования проводят реакцию обескремнивания нейтрализованного остатка и 25%-ного раствора NaOH в течение 20 мин при 60°С, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе раствора NaOH к нейтрализованному остатку составляет 2:1; суспензию, полученную после реакции обескремнивания, подвергают фильтрованию, а затем промывке водой, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе воды к промытому щелочью остатку составляет 6:1; полученный промывкой водой остаток промывают 12%-ной разбавленной серной кислотой и доводят значение рН до 5-6, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе разбавленной серной кислоты к промытому водой остатку составляет 6:1; и, наконец, полученный фильтрованием остаток подвергают сушке с получением титанового остатка.

Вариант осуществления 10

Ванадиево-титано-магнетитовый концентрат подвергают выщелачиванию 36%-ной концентрированной HCl при 150°С под обычным давлением, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе HCl к концентрату составляет 8:1, а после проведения реакции в течение 1 ч выщелоченный остаток подвергают промывке водой в течение 5 мин при 80°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 10:1. Промытый водой остаток, полученный после фильтрования, подвергают нейтрализации щелочным раствором NaOH, имеющим концентрацию 9%, в течение 5 мин при 80°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе щелочного раствора к промытому водой остатку составляет 5:1, и доводят значение рН суспензии до 5-6. После фильтрования проводят реакцию обескремнивания нейтрализованного остатка и 9%-ного раствора NaOH в течение 40 мин при 50°С, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе раствора NaOH к нейтрализованному остатку составляет 10:1; суспензию, полученную после реакции обескремнивания, подвергают фильтрованию, а затем промывке водой, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе воды к промытому щелочью остатку составляет 5:1; полученный промывкой водой остаток промывают 10%-ной разбавленной серной кислотой и доводят значение рН до 5-6, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе разбавленной серной кислоты к промытому водой остатку составляет 5:1; и, наконец, полученный фильтрованием остаток подвергают сушке с получением титанового остатка.

Вариант осуществления 11

Ванадиево-титано-магнетитовый концентрат подвергают выщелачиванию 10%-ной HCl при 100°С под обычным давлением, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе HCl к концентрату составляет 1:1, а после проведения реакции в течение 10 ч выщелоченный остаток подвергают промывке водой в течение 40 мин при 60°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 2:1. Промытый водой остаток, полученный после фильтрования, подвергают нейтрализации щелочным раствором NaOH, имеющим концентрацию 20%, в течение 60 мин при 25°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе щелочного раствора к промытому водой остатку составляет 2:1, и доводят значение рН суспензии до 5-6. После фильтрования проводят реакцию обескремнивания нейтрализованного остатка и 20%-ного раствора NaOH в течение 20 мин при 90°С, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе раствора NaOH к нейтрализованному остатку составляет 2:1; суспензию подвергают фильтрованию, а затем промывке водой, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе воды к промытому щелочью остатку составляет 3:1; полученный промывкой водой остаток промывают 6%-ной разбавленной серной кислотой и доводят значение рН до 5-6, причем отношение жидкой фазы к твердой фазе разбавленной серной кислоты к промытому водой остатку составляет 3:1; и, наконец, полученный фильтрованием остаток подвергают сушке с получением титанового остатка.

Вариант осуществления 12

В используемом в качестве сырья ванадиево-титано-магнетитовый концентрат массовое содержание основных ингредиентов является следующим: 52,25% TFe, 14,32% TiO₂, 1,15% V₂O₅, при этом 80% чистого ванадиево-титано-магнетитового концентрата измельчают до 200 меш.

(1) Предварительное восстановление измельченного ванадиево-титано-магнетитового концентрата в кипящем слое в течение 50 мин при 700°с для восстановления Fe(III) в концентрате до Fe(II);

(2) загрузка восстановленного продукта, полученного на стадии (1), в 36 вес. %-ную HCl, выполнение перемешивания при тепловом консервировании в течение 2 ч при 100°с при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 1:1, и фильтрование с получением ванадийсодержащего выщелачивающего раствора;

(3) добавление порошка Fe к ванадийсодержащему выщелачивающему раствору, полученному на стадии (2), и проведение восстановления в течение 4 ч при 30°с для восстановления Fe(III) в выщелачивающем растворе до Fe(II);

(4) доведение рН в восстановленном растворе, полученном на стадии (3), до 0,5 с помощью СаСО3 и фильтрование;

(5) проведение двукратной экстракции раствора, полученного на стадии (4), и смешанного растворителя с керосином, содержащего 20% P₂O₄ и 5% ТВР, при объемном отношении 1:1; и

(6) выполнение четырехкратной обратной экстракции из загруженной ванадийсодержащей органической фазы, полученной на стадии (5), с использованием серной кислоты с концентрацией 1 моль/л при условии, что отношение загруженной органической фазы к водной фазе составляет 1:1, с получением очищенного ванадийсодержащего раствора, причем степень экстракции железа составляет 1,25%, а степень экстракции ванадия составляет 98,26%.

Вариант осуществления 13

В используемом в качестве сырья ванадиево-титано-магнетитовом концентрате массовое содержание основных ингредиентов является следующим: 42,13% TFe, 19,43% TiO₂, 0,98% V₂O₅, при этом 80% ванадиево-титано-магнетитового концентрата измельчают до 200 меш.

(1) Предварительное восстановление измельченного чистого ванадиево-титано-магнетитового концентрата в кипящем слое в течение 20 мин при 800°С для восстановления Fe(III) в концентрате до Fe(II);

(2) загрузка восстановленного продукта, полученного на стадии (1), в 10 вес. %-ную HCl, выполнение перемешивания при тепловом консервировании в течение 10 ч при 150°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 10:1, и фильтрование с получением ванадийсодержащего выщелачивающего раствора;

(3) добавление порошка Fe к ванадийсодержащему выщелачивающему раствору, полученному на стадии (2), и проведение восстановления в течение 0,5 ч при 90°С для восстановления Fe(III) в выщелачивающем растворе до Fe(II);

(4) доведение рН в восстановленном растворе, полученном на стадии (3), до 2 с помощью Са(ОН)₂ и фильтрование;

(5) проведение пятикратной экстракции раствора, полученного на стадии (4), и смешанного растворителя с керосином, содержащего 30% P₅O₇ и 5% ТВР, при объемном отношении 6:1; и

(6) выполнение двукратной обратной экстракции из загруженной ванадийсодержащей органической фазы, полученной на стадии (5), с использованием серной кислоты с концентрацией 4,5 моль/л при условии, что отношение загруженной органической фазы к водной фазе составляет 1:1, с получением очищенного ванадийсодержащего раствора, причем степень экстракции железа составляет 3,13%, а степень экстракции ванадия составляет 97,35%.

Вариант осуществления 14

В используемом в качестве сырья ванадиево-титано-магнетитовом концентрате массовое содержание основных ингредиентов является следующим: 40,16% TFe, 20,15% TiO₂ и 1,03% V₂O₅, при этом 80% ванадиево-титано-магнетитовом концентрате измельчают до 200 меш.

(1) Предварительное восстановление измельченного ванадиево-титано-магнетитового концентрата в кипящем слое в течение 60 мин при 750°С для восстановления Fe(III) в концентрате до Fe(II);

(2) загрузка восстановленного продукта, полученного на стадии (1), в 20 вес. %-ную HCl, выполнение перемешивания при тепловом консервировании в течение 6 ч при 120°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 1:5, и фильтрование с получением ванадийсодержащего выщелачивающего раствора;

(3) добавление сульфита натрия к ванадийсодержащему выщелачивающему раствору, полученному на стадии (2), и проведение восстановления в течение 3 ч при 50°С для восстановления Fe(III) в выщелачивающем растворе до Fe(II);

(4) доведение рН в восстановленном растворе, полученном на стадии (3), до 0,2 с помощью NaOH и фильтрование;

(5) проведение четырехкратной экстракции раствора, полученного на стадии (4), и смешанного растворителя с керосином, содержащего 25% P₂O₄ и 10% ТВР, при объемном отношении 5:1; и

(6) выполнение трехкратной обратной экстракции из загруженной ванадийсодержащей органической фазы, полученной на стадии (5), с использованием HCl с концентрацией 8 моль/л при условии, что отношение загруженной органической фазы к водной фазе составляет 1:4, с получением очищенного ванадийсодержащего раствора, причем степень экстракции железа составляет 2,38%, а степень экстракции ванадия составляет 99,05%.

Вариант осуществления 15

В используемом в качестве сырья ванадиево-титано-магнетитовом концентрате массовое содержание основных ингредиентов является следующим: 43,09% TFe, 18,65% TiO₂, 1,18% V₂O₅, при этом 80% ванадиево-титано-магнетитового концентрата измельчают до 200 меш.

(1) Предварительное восстановление измельченного ванадиево-титано-магнетитового концентрата в кипящем слое в течение 80 мин при 600°с для восстановления Fe(III) в концентрате до Fe(II);

(2) загрузка восстановленного продукта, полученного на стадии (1), в 10 вес. %-ную HCl, выполнение перемешивания при тепловом консервировании в течение 1 ч при 150°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 1:10, и фильтрование с получением ванадийсодержащего выщелачивающего раствора;

(3) добавление порошка Fe к ванадийсодержащему выщелачивающему раствору, полученному на стадии (2), и проведение восстановления в течение 2,5 ч при 60°С для восстановления Fe(III) в выщелачивающем растворе до Fe(II);

(4) доведение рН в восстановленном растворе, полученном на стадии (3), до 1 с помощью водного раствора аммиака и фильтрование;

(5) проведение трехкратной экстракции раствора, полученного на стадии (4), и смешанного растворителя с керосином, содержащего 30% P₂O₄ и 5% ТВР, при объемном соотношении 3:1; и

(6) выполнение трехкратной обратной экстракции из загруженной ванадийсодержащей органической фазы, полученной на стадии (5), с использованием HCl с концентрацией 1 моль/л при условии, что отношение загруженной органической фазы к водной фазе составляет 1:6, с получением очищенного ванадийсодержащего раствора, причем степень экстракции железа составляет 3,0%, а степень экстракции ванадия составляет 98,65%.

Вариант осуществления 16

В используемом в качестве сырья ванадиево-титано-магнетитовом концентрате массовое содержание основных ингредиентов является следующим: 49,77% TFe, 19,12% TiO₂, 1,03% V₂O₅, при этом 80% ванадиево-титано-магнетитового концентрата измельчают до 200 меш.

(1) Предварительное восстановление измельченного ванадиево-титано-магнетитового концентрата в кипящем слое в течение 20 мин при 100°С для восстановления Fe(III) в концентрате до Fe(II);

(2) загрузка восстановленного продукта, полученного на стадии (1), в 20 вес. %-ную HCl, выполнение перемешивания при тепловом консервировании в течение 10 ч при 100°С при условии, что отношение жидкой фазы к твердой фазе составляет 5:1, и фильтрование с получением ванадийсодержащего выщелачивающего раствора;

(3) добавление порошка Fe к ванадийсодержащему выщелачивающему раствору, полученному на стадии (2), и проведение восстановления в течение 3 ч при 90°С для восстановления Fe(III) в выщелачивающем растворе до Fe(II);

(4) доведение рН в восстановленном растворе, полученном на стадии (3), до 2 с помощью NaOH и фильтрование;

(5) проведение пятикратной экстракции раствора, полученного на стадии (4), и смешанного растворителя с керосином, содержащего 25% P₅O₇ и 10% ТВР, при объемном соотношении 4:1; и

(6) выполнение четырехкратной обратной экстракции из загруженной ванадийсодержащей органической фазы, полученной на стадии (5), с 35

использованием серной кислоты с концентрацией 1 моль/л при условии, что отношение загруженной органической фазы к водной фазе составляет 1:4, с получением очищенного ванадийсодержащего раствора, причем степень экстракции железа составляет 2,73%, а степень экстракции ванадия составляет 99,25%.

Конечно, настоящее изобретение может иметь множество других вариантов осуществления, и специалисты в данной области могут создать различные соответствующие модификации и изменения согласно раскрытию настоящего изобретения без отклонения от сущности и объема изобретения, однако, указанные соответствующие модификации и изменения должны укладываться в объем охраны настоящего изобретения, определяемый его формулой

Реферат

Изобретение относится к способу переработки ванадиево-титано-магнетитовых концентратов. Способ включает смешивание концентрата с раствором HCl с получением выщелоченного остатка. Далее проводят нейтрализацию промытого водой остатка разбавленным щелочным раствором, фильтрование нейтрализованной суспензии с получением нейтрализованного остатка, который смешивают с раствором NaOH и промывают щелочью для обескремнивания. Затем проводят промывку водой, разбавленной серной кислотой и доведение значения рН до 5-6, после чего осуществляют фильтрование и сушку отфильтрованного остатка с получением титанового остатка. Техническим результатом является создание способа разделения и экстракции серебра, титана и железа из указанных концентратов. 2 н. и 36 з.п. ф-лы, 3 ил., 14 пр.

Формула