Проведены исследования по гидрохимическому вскрытию ванадийсодержащих ПО с использованием щелочноземельной добавки и переводом V5+ в раствор. Компоненты шихты смешивают и гранулируют, ведут окислительный обжиг, затем измельчают и выщелачивают водой и H2SO4. Гидролитическое осаждение технического оксида ванадия (ТОВ) ведут в высокотемпературных газо-жидкостных струях [4,5].
Таблица 7. Содержание ванадия в первичных частицах ЗШО Запорожской ТЭС
|
Пробы |
Крупность, мкм |
Содержание V (в пересчете на V2O5), % масс. |
|
|
1 |
<90 |
4,25 |
|
|
2 |
90.-.200 |
8,08 |
|
|
3 |
200.-.500 |
7,74 |
|
|
4 |
<90 |
6,93 |
|
|
5 |
90.-.200 |
6,06 |
|
|
6 |
>500 |
7,82 |
Экспликация оборудования: 1 - бункер исходного V-содержащего шлама 2, 5, 11, 14, 26 - питатель 3,17 - конвейер 4, 7, 10 - бункер промежуточный 12 - бегуны размольно- смесительные 9 - барабан сушильный 13 - бункер известняка 15 - печь обжиговая 16 - холодильник 18,22 - пропеллерная мешалка 19, 20 - насос пульповый 21 - газоочистка 22 - высокотемпературный cтруйный гидролизер 23, 24 - вакуум-фильтры 25, 26 - накопитель ТОВ 27 - печь плавильная 28 - гранстол_ холодильник 29 - машина упаковочная
Рис. 9. Аппаратурно-технологическая схема получения ТОВ из нетрадиционного V-содержащего сырья
Анализ данных табл. 7 показывает, что содержание ванадия в анализируемых фракциях является практически одинаковым (4-8 %) и не зависит от гранулометрического состава ЗШО. При обжиге шихты происходит активное выделение летучих фракций галогенидов, оксогалогенидов Ме (Al, Fe, Ti и др.) и пыли. Двухстадийное выщелачивание шихты и высокотемпературный гидролиз растворов повышают степень перехода в раствор V5+ и выделения ТОВ, его чистоту, сокращают энергозатраты на реализацию процессов. Аналогичные работы выполнены для извлечения соединений ванадия из других видов техногенного сырья - отработанных ванадиевых катализаторов и др. [2-5].
При производительности установки 5000 т/год по сырью объем получаемого чистого V2O5 составит 435 т/год. Для получения ТОВ, аналогичного по качеству выпускаемому АО «Ванадий-Тулачермет» (РФ), производительность установки составит 384,2 т/год ТОВ, а стоимость получаемого феррованадия - $3600/т чистого V2О5.в нем.
Объем продаж ТОВ составит $1,384 млн/год. Ориентировочная стоимость основного технологического оборудования установки - $0,7-1 млн, эксплуатационные расходы - до $0,5 млн/год, дополнительное сырье и материалы - до $0,3 млн/год. Используемое оборудование - серийное.
На рис. 10 показан образец высокочистого ТОВ, полученного по разработанной авторами технологии.
Рис. 10.Образец высокочистого ТОВ, полученного по разработанной авторами технологии.
Литература
1. Варламов Г.Б., Любчик Г.М., Маляренко В.А. Теплоєнергетичні установки та єкологічні аспекти виробництва енергії. - К.: Політехніка. 2003. - 228 с.
2. Касимов А.М., Семенов В.Т, Романовский А.А Промышленные отходы. Проблемы и решения. Технологии и оборудование. Под ред. Касимова А.М. - Х.: ХНАГХ. 2007. - 411 с.
3. Пантелеев В.Г., Ларина Э.А., Мелентьев В.А. и др. Состав и свойства золы и шлака ТЭС: справочное пособие. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отд., 1985. - 288 с.
4. Касимов А.М., Товажнянский Л.Л., Тошинский В.И., Сталинский Д.В. Управление опасными отходами: монография /Под ред. Касимова А.М. - Х.: Издательский Дом НТУ «ХПИ», 2009. - 500 с.
5. Касимов А.М. Управление промышленными отходами. В 2 т. Т. 2. Технологии обезвреживания и утилизации промышленных отходов: учебное пособие. - Х.: РИП «Оригинал». 2000. - 308 с.