Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук — обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия:

И. Ю. Флейтлих, ведущий научный сотрудник, канд. хим. наук
Н. А. Григорьева, старший научный сотрудник, канд. хим. наук, эл. почта: natasha@icct.ru

ТОО «Северный Катпар», Караганда, Казахстан:

Г. К. Кулмухамедов, ведущий специалист

Изучена экстракция ванадия (V) солями четвертичных аммониевых оснований (ЧАО) из нейтральных и слабощелочных растворов. Показано, что во всех системах при рН = 5…9, т. е. в области существования метаванадат-ионов, степень извлечения ванадия близка к 100 %. Катионная часть экстрагентов не оказывает существенного влияния на извлечение V, определяющим является тип аниона в экстрагенте. Реэкстракция ванадия с солями ЧАО затруднена и проходит в твердофазном варианте (с образованием твердого осадка NH₄VO₃) независимо от типа реэкстрагента (NH₄Cl, NаОН или NH₄HCO₃), что является существенным недостатком. Изучены новые экстракционные системы на основе триалкилметиламмоний хлорида или триалкилметиламмоний сульфата (ТАМАС) с параалкилфенолом. В этих системах, наряду с высокоэффективной экстракцией, реализуется эффективная реэкстракция растворами NaOH в двухфазной системе, что позволяет получать концентрированные реэкстракты ванадия без выпадения осадков и обеспечивает его высокое извлечение из органической фазы. Легкость реэкстракции обусловлена образованием в органической фазе триалкилметиламмоний фенолята. Регенерация экстрагента осуществляется обработкой органической фазы растворами кислот (H₂SO₄) или NH₄HCO₃. Результаты пилотных испытаний по экстракционному извлечению V из растворов выщелачивания отработанных ванадиевых катализаторов сернокислотного производства, содержащих, г/дм³: 7,13 V; 0,012 P; 0,08 As и 0,35 SiO2, с помощью 0,2 М раствора ТАМАС в смеси с 0,4 М параалкилфенола в керосине + 15 % 2-этилгексанола, и реэкстракцией ванадия 1,5 М раствором NaOH показали высокую эффективность данной системы. За 4 ступени экстракции и 2 ступени реэкстракции степень извлечения ванадия составила 99,7 %. Полученный из реэкстракта оксид ванадия (V) соответствовал требованиям ТУ марки ВНО-1 (ТУ 48-4-429–82).

1. ТУ 14-5-92–90. Ванадия пятиокись техническая. Технические условия. — Введ. 01.01.1991.
2. ТУ 48-4-429–82. Ванадия пятиокись для металлургических целей. — Введ. 01.09.1982.
3. Ивакин А. А., Фотиев А. А. Химия пятивалентного ванадия в водных растворах. Серия: Труды института химии УНЦ АН СССР. — Свердловск, 1971. — 190 с.
4. Razavi S. M., Haghtalab A., Khanchi A. R. Solvent extraction and selective separation of vanadium (V) from an acidic sulfate solution using 2-Ethyl-1-Hexanol // Separation and Purification Technology. 2017. Vol. 188. P. 358–366.
5. Qin Z., Zhang G., Xiong Y., Luo D. Recovery of vanadium from leach solutions of vanadium slag using solvent extraction with N235 // Hydrometallurgy. 2020. Vol. 192. 105259.
6. Yang X., Zhang Y., Bao S. Preparation of High Purity V₂O₅ from a Typical Low-Grade Refractory Stone Coal Using a Pyro-Hydrometallurgical Process // Minerals. 2016. Vol. 6, Iss 69. DOI: 10.3390/min6030069.
7. Naly A. A., Aly H. F. Solvent extraction of V(V) and Cr (III) from acidic leach liquors of ilmenite using Aliquat 336 // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015. Vol. 25, Iss. 12. P. 4183–4191.
8. Волошкин А. П., Кунаев А. М., Козлов В. А. Основные закономерности технологии получения пятиокиси ванадия экстракцией аминами // Труды Второго Всесоюзного совещания по химии, технологии и применению ванадиевых соединений. 1976. Алма-Ата. С. 49.
9. Onipede A. E., Ojo J. O. Solvent Extraction of Vanadium (V) from Phosphate Solutions with Trioctylmethylammonium Chloride (TOMAC) // Journal of Applied Chemistry. 2014. Vol. 7, Iss. 10. P. 34–37.
10. Флейтлих И. Ю., Равдоникас И. В., Денисов В. В., Пашков Г. Л., Насыров Г. З. Получение пятиокиси ванадия из отработанных ванадиевых катализаторов сернокислотного производства с применением экстракции // Тезисы докладов Всесоюзного совещания «Исследования по технологии экстракционного разделения неорганических веществ». 23–25 сентября 1986 г. — Апатиты, 1986. С. 19–20.
11. Ritcey G. M., Lucas B. H. Recovery of Chromium and Vanadium from Alkaline Solutions Produced and Alkaline Roast-Leach of Titaniferous Magnetite // Proceedings ISEC 77. 1979. CIM Special Vol. 21. P. 520–531.
12. Ритчи Г. М., Эшбрук А. В. Экстракция и применение
в гидрометаллургии. — М. : Металлургия, 1983. — 408 с.
13. Степанов С. И., Гиганов В. Г., Бояринцев А. В., Чекмарев А. М. Экстракция некоторых редких элементов из карбонатных растворов солями ЧАО // Тезисы докладов V конференции по химической технологии. 2016. С. 160–162.
14. Bal Y., Bal K. E., Cote G. Kinetics of the alkaline stripping of vanadium(V) previously extracted by Aliquat® 336 // Minerals Engineering. 2002. Vol. 15, Iss. 5. P. 377–379.
15. Hirai T., Komasawa I. Electro-Reductive Stripping of Vanadium in Solvent Extraction Process for Separation of Vanadium and Molybdenum // Journal of Chemical Engineering of Japan. 1991. Vol. 24, Iss. 1. P. 124–125.
16. ТУ 38.401-58-8–90. Керосин для технических целей. — Введ. 01.01.1991.
17. ГОСТ 26624–2016. 2-этилгексанол технический. Технические условия. — Введ. 01.01.2017.
18. Zeng L., Cheng C. Y. A literature reviewe of the recovery of molybdenium and vanadium from spent hydrodesulphurization catalysts // Hydrometallurgy. 2009. Vol. 98. P. 10–20.
19. Иванов И. М., Гиндин Л. М., Чичагова Г. Н. Некоторые закономерности анионообменной экстракции. — М. : Наука, 1972. — 207 с.
20. Холопова Г. Д., Протасова Н. В., Кузьмин В. И., Бондаренко В. С. Взаимодействие солей тетраоктиламмония с органическими протонодонорами // Журнал общей химии. 1983.
Т. 53. № 6. С. 1285–1289.
21. Суровая В. Э., Кравченко К. Н. Переработка отходов производства серной кислоты // Вестник Томского государственного университета. Химия. 2017. № 9. С. 27–34.
22. Пат. 2121396 РФ. Способ переработки отработанного ванадиевого катализатора / В. Н. Рудин, Ю. В. Ажикина, И. В. Равдоникас ; заявл. 31.10.1996 ; опубл. 11.10.1998.