Технологическая линия для получения пентаоксида ванадия
Полезная модель относится к применяемым в области химической технологии неорганических веществ, технологическим линиям для гидрометаллургической переработки неорганического минерального сырья в частности ванадийсодержащего оксидного сырья и может быть использована на предприятиях цветной и черной металлургии и в химической промышленности для получения V 2O5 из технического пентаоксида ванадия. Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи, заключающейся в повышении эффективности работы технологической линии для получения пентаоксида ванадия и в снижении выбросов токсичных отходов производства в окружающую среду (водную и воздушную). Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в повышении степени выделения ванадия из исходного сырья - технического пентаоксида ванадия, в товарный продукт (V2O5), повышении качества товарной продукции и снижении потерь ванадия с отходами производства. Технологическая линия для получения пентаоксида ванадия, включающая последовательно установленный бак для приготовления и подачи щелочи, реактор для выщелачивания технического пентаоксида ванадия, нутч-фильтр для отделения нерастворимого остатка, реактор для выщелачивания нерастворимого остатка соединенный с баком-дозатором гипохлорита натрия и баком для приготовления и подачи щелочи, бак-нейтрализатор, снабженный баком-дозатором раствора восстановителя. Новым в технологической линии является то, что после прокалочной печи дополнительно установлен абсорбер с псевдоожиженной насадкой, соединенный с прокалочной печью, циркуляционным баком, имеющим соединение с баком для приготовления и подачи раствора щелочи и реакторами для выщелачивания технического пентаоксида ванадия и
нерастворимого остатка. Новым является также то, что патрубок нижнего слива реактора для выщелачивания нерастворимого остатка имеет соединение с нутч-фильтром, установленным после реактора для выщелачивания исходного технического пентаоксида ванадия.
Полезная модель относится к области химической технологии неорганических веществ, в частности к технологическим линиям для гидрометаллургической переработки неорганического минерального сырья, в частности ванадийсодержащего оксидного сырья и может быть использована на предприятиях цветной и черной металлургии и химической промышленности для получения товарного V 2O5 из технического пентаоксида ванадия содержащего примеси Fe, Mn, Cr, Ti, S:Ca, Mg и др.
Известна технологическая линия для переработки технического пентаоксида с получением товарного V2O 5 включающая реактор для выщелачивания технического пентаоксида ванадия, соединенный с ним бак раствора щелочи и фильтр для отделения нерастворимого остатка, кристаллизатор (для выделения из раствора NH4VO3) выход из которого соединен с фильтром для отделения метаванадата аммония от маточного раствора и печь для разложения и прокалки метаванадата аммония (см. "Исследование и разработка технологии очистки ванадия от примесей с получением товарного пентаоксида ванадия" //Комплексное использование минерального сырья, 1997, №1 с.56-61)
Недостатками известной технологической линии являются значительные потери ванадия с отходами производства, неудовлетворительная степень извлечения ванадия из исходного сырья в товарный продукт и загрязнения окружающей среды ванадийсодержащими отходами производства.
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности (по совокупности существенных признаков) и достигаемому при этом техническому результату является технологическая линия (Свидетельство РФ на ПМ №23292 по заявке №2001130123/20 с приор, от 16.11.2001, опубл.: 16.11.2001; МКИ7 C 01 G 31/02; С 22 В 34/22)- принята за ПРОТОТИП. Технологическая линия по прототипу включает в себя последовательно
установленные баки для раствора щелочи (NaOH), и гипохлорита натрия, реактор для выщелачивания технического V2O 5, нутч-фильтр для отделения нерастворимого остатка, реактор для выщелачивания нерастворимого остатка, нутч-фильтр, реактор-кристаллизатор NH4VО3, бак-нейтрализатор, снабженный баком-дозатором для дозирования гипохлорита натрия, фильтр-пресс для выделения NH4VО 3 и прокалочную печь для разложения NH4 VO3 и получения товарного V 2O5.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известной технологической линии относится то, что получение товарного V2O5 при переработке технического пентаоксида ванадия сопровождается образованием больших количеств высокотоксичных вторичных жидких и твердых отходов, содержащих большое количество ванадия.
Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи, заключающейся в повышении эффективности работы технологической линии для получения пентаоксида и в снижении выбросов токсичных отходов производства в окружающую среду.
Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемой полезной модели, заключается в повышении степени выделения ванадия из исходного сырья - технического пентаоксида ванадия, в товарный продукт (V2 O5), повышении качества товарной продукции и снижении потерь ванадия с отходами производства.
Указанный технический результат при применении полезной модели достигается тем, что в известной технологической линии, включающей последовательно установленный бак для приготовления и подачи раствора гидрооксида натрия, реактор для выщелачивания технического пентаоксида ванадия, нутч-фильтр для отделения нерастворимого остатка, реактор для выщелачивания нерастворимого остатка, бак-дозатор гипохлорита натрия, бак-нейтрализатор, бак-дозатор раствора восстановителя, дополнительно содержит абсорбер с псевдоожиженной насадкой, соединенный с
прокалочной печью и циркуляционным баком, имеющим соединение с баком для раствора щелочи, а патрубок нижнего слива реактора для выщелачивания нерастворимого остатка имеет соединение с нутч-фильтром, а бак-нейтрализатор сточных вод имеет дополнительное соединение с баком для приготовления и подачи раствора щелочи.
Анализ совокупности существенных признаков заявляемой полезной модели - наличие новых элементов, взаимное расположение узлов, форма их выполнения и достигаемый при этом технический результат, указывает на то, что между ними существует причинно-следственная связь, выражающаяся в следующем.
Снабжение технологической линии абсорбером с подвижной насадкой циркуляционным баком, установленным после прокалочной печи согласно заявляемому техническому решению, позволяет повысить степень выделения ванадия из исходного сырья в товарный продукт V2O5 , предотвратить выбросы высокотоксичных соединений ванадия в окружающую среду и, как следствие, снизить потери ванадия с отходами производства - пылегазовой смесью, образующейся при прокалке метаванадата аммония. Наличие соединения нижнего патрубка реактора для выщелачивания нерастворимого остатка с нутч-фильтром дает возможность по сравнению с ПРОТОТИПОМ существенно повысить качество.
Проверка соответствия заявляемой полезной модели требованию "изобретательского уровня" в отношении совокупности существенных признаков свидетельствует о том, что предлагаемая конструкция технологической линии не следует для специалистов явным образом из известного уровня техники, а именно, конструктивная особенность -дополнительное снабжение технологической линии с псевдоожиженной насадкой, соединенным с прокалочной печью и циркуляционным баком, имеющим соединение с баком для раствора щелочи, и патрубком нижнего слива реактора для выщелачивания нерастворимого остатка имеющим соединение с нутч-фильтром, и баком-нейтрализатором сточных вод,
имеющим дополнительное соединение с баком для приготовления и подачи раствора щелочи в совокупности с другими признаками полезной модели позволяет достичь вышеуказанного технического результата.
На рисунке показана предлагаемая полезная модель - технологическая линия для получения пентаоксида ванадия. Технологическая линия включает последовательно установленные бак 1 для раствора щелочи, реактор 2 для выщелачивания технического пентаоксида ванадия, нутч-фильтр 3 для отделения нерастворимого остатка, реактор-кристаллизатор 4, фильтр-пресс 5 и печь 6 для разложения метаванадата аммония; реактор для выщелачивания нерастворимого остатка 8, снабженный баком-дозатором 7 гипохлорита натрия установлен между нутч-фильтром 3 и реактором-кристаллизатором 4, соединен с баком 1 для раствора щелочи; бак-нейтрализатор 9, снабженный баком-дозатором 10 раствора-восстановителя, абсорбер с псевдоожиженной насадкой-11 и циркуляционный бак-12 с щелочным раствором.
Реализация полезной модели осуществляется следующим образом:
Из бака 1 в реактор 2, снабженный паровой рубашкой и мешалкой, подается раствор гидроксида натрия и производится выщелачивание технического пентаоксида ванадия. По окончании процесса выщелачивания образующаяся суспензия, содержащая раствор метаванадата натрия, подается на нутч-фильтр 3. на нутч-фильтре осуществляется отделение твердых частиц нерастворимого остатка от раствора метаванадата натрия, который далее направляют в реактор 4; нерастворимый остаток направляют в реактор 8, снабженный обогревающей рубашкой и мешалкой, затем в этот же реактор 8 подают раствор гипохлорита натрия из бака-дозатора 7 и по дополнительно смонтированной линии подают из бака 1 раствор гидрооксида натрия. Полученную суспензию подают на нутч-фильтр 3, фильтрат-раствор NaVO3 направляют в бак-кристаллизатор 4, куда подается хлорид и/или нитрат аммония, в результате чего происходит выделение в твердую фазу метаванадата аммония. Суспензию из ректора направляют затем на фильтр-пресс 5, где отделяют кристаллы метаванадата аммония от маточного
раствора. Маточный раствор подают в бак-нейтрализатор 9, где его обрабатывают раствором восстановителя, подаваемым из бака 10, полученный обезвреженный раствор сбрасывают в канализацию. Твердую фазу - осадок метаванадата аммония направляют в печь 6, где при нагревании происходит разложение метаванадата аммония с образованием готового целевого продукта - пентаоксида ванадия:
Для очистки и обезвреживания отходящих газов, точнее пылегазовой смеси, в технологической линии дополнительно установлен абсорбер с псевдоожиженной насадкой 11, соединенный с проколочной печью б и циркуляционным баком 12, имеющим соединение с баком для приготовления и подачи раствора гидрооксида натрия, реакторами 2 и 8 - для выщелачивания исходного сырья - технического пентаоксида ванадия (2) и реактора (8) для выщелачивания нерастворимого осадка.
Технологическая линия для получения пентаоксида ванадия, включающая последовательно установленные бак для приготовления и подачи раствора гидрооксида натрия, реактор для выщелачивания технического пентаоксида ванадия, нутч-фильтр для отделения нерастворимого остатка, реактор для выщелачивания нерастворимого остатка, соединенный с баком-дозатором гипохлорита натрия и баком для приготовления и подачи раствора гидроксида натрия, бак-нейтрализатор, снабженный баком-дозатором раствора восстановителя, отличающаяся тем, что дополнительно содержит установленный после прокалочной печи абсорбер с псевдоожиженной насадкой, соединенный с прокалочной печью, циркуляционным баком, имеющим соединение с баком для приготовления и подачи раствора щелочи, реактором для выщелачивания технического пентаоксида ванадия и нерастворимого остатка, а патрубок нижнего слива реактора для выщелачивания нерастворимого остатка имеет соединение с нутч-фильтром.
