خاکستر بر جا مانده از احتراق سوخت سنگین
(مازوت)، حاوی ترکیبات ارزشمندی همچون وانادیوم است. استفاده وسیع از مازوت بعنوان
سوخت در نیروگاه های حرارتی موجب تشکیل خاکستر قابل توجهی در داخل بویلر آنها می
گردد بنابراین با توجه به ارزش وانادیوم و ترکیبات آن، خاکستر مازوت می تواند به
صورت یک منبع ثانویه مهم جهت استحصال وانادیوم مورد استفاده قرار گیرد. تولید
فرووانادیوم که یکی از محصولات جانبی پنتا اکسید وانادیوم و بسیار ارزشمند و
استراتژیک می باشد مستلزم دو مرحله می باشد. مرحله نخست استخراج وانادیوم از منابع
آن و مرحله دیگر انجام فرآیند متالوترمی جهت احیاء پنتا اکسید وانادیوم و در نهایت
تولید فرووانادیوم.
در این تحقیق، روش فرآیند پیرو- هیدرومتالورژی و دیگری
فرآیند هیدرومتالورژی برای استخراج وانادیوم از خاکستر مازوت بصورت پودر پنتا اکسید
وانادیوم یا متاوانادات آمونیوم مورد بررسی و مطالعه قرار می گیرد.
۱-۱- فرآیند پیرو-هیدرومتالوژی
برای استخراج وانادیوم با استفاده از این فرآیند مرکب، ابتدا خاکستر با استفاده از کربنات سدیم مورد تشویه نمکی یا ذوب قلیایی قرار میگیرد. تشویه نمکی یا ذوب نمکی نخستین بار توسط بلبکر در مورد کانه های وانادیوم به کار گرفته و مطرح شد. با ذوب قلیایی توسط کربنات سدیم وانادیوم موجود در خاکستر به ترکیبی محلول در آب تبدیل می شود. واکنش شیمیایی ذوب قلیایی را می توان به صورت واکنش زیر نشان داد.
متاوانادات سدیمNAVO۳) ( در آب محلول است و به راحتی می توان آن را از بقیه مواد جامد جدا کرد. برای انجام آزمایش های ذوب قلیایی، خاکستر با دانه بندی زیر ۱۰۰ مش با مقادیر مختلفی کربنات سدیم کاملا مخلوط میشود. این مخلوط ها سپس در بوته پلاتینی در دماها و زمان های مختلف در یک کوره موفلی گرما داده می شود. محصول تشویه یا ذوب قلیایی به صورت مذاب تخلیه شده و مورد عملیات بعدی قرار میگیرد. درصد کربنات سدیم مصرفی از میزان استوکیومتری تا ۷۵% مازاد بر استوکیومتری، دما از ۷۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد و زمان تا ۲ ساعت تغییر داده میشود و اثرات آنها بررسی میشود. محصول تشویه یعنی متاوانادات سدیم در آب به خوبی محلول است .لذا محلولی آبی حاوی وانادیوم تهیه میشود. در این مرحله تاثیر دمای آب و نسبت آب به جامد بر میزان انحلال بررسی میشود. سپس با افزودن اسید سولفوریک PH محلول در حدود ۸ تا ۹ تنظیم میشود و با افزودن کلرورآمونیوم، وانادیوم به صورت رسوب درمیاید و از بقیه محلول جدا و خشک میشود.این رسوب نهایتا در دمای ۲۰۰ تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد تکلیس میشود.
از آنجا که وانادات اصلی تشکیل شده متاونادات آمونیوم است واکنش تکلیس از روش تفرقه اشعه ایکس استفاده میشود. میزان استخراج یا بازیابی با داشتن میزان وانادیوم در رسوب تکلیس شده و خاکستر اولیه محاسبه میشود.
۱-۲- فرآیند هیدرومتالوژی
در این فرآیند ابتدا خاکستر در هیدروکسید سدیم حل شده و تاثیر دمای سود، غلظت سود و زمان حل شدن بر میزان انحلال بررسی میشود.
آزمایش های لازم برای دماهای ۲۵ تا ۹۰ درجه سانتیگراد، غلظت۳ تا ۱۵ مول در لیتر و زمان حل شدن از ۱۵ دقیقه تا ۲ ساعت انجام میگیرد. برای رسوب دادن وانادیوم از محلول آبی حاصل از عملیات حل کردن خاکستر، PH با افزودن اسید سولفوریک در محدوده ی ۸ تا ۹ تنظیم و سولفات سدیم تولید شده با استفاده از فیلتر کردن با کاغذ صافی از محلول جدا میشود. سپس با افزودن کلرور آمونیوم به محلول وانادات های آمونیوم رسوب داده میشود. رسوب حاصل پس از جدا شدن از محلول خشک میشود و سپس مورد تجزیه گرمایی قرار میگیرد. در این روش نیز برای تحلیل رسوب های حاصل و همچنین محصولهای تجزیه گرمایی از روش تفرق اشعه ایکس استفاده میشود و برای محاسبه درصد استخراج یا بازیابی همانند فرآیند پیرو – هیدرومتالوژی عمل میشود.
گروه صنعتی وانادیس متال، به عنوان تنها تولیدکننده پنتا اکسید وانادیوم با خلوص ۹۹.۵ و فرو وانادیوم، آمادگی دارد با نیروگاه ها بطور گسترده وارد همکاری شود. جهت خرید و فروش وانادیوم و اطلاع از قیمت آن، با بخش فروش تماس بگیرید.منبع مقاله:
مقاله
استخراج وانادیوم از خاکستر سوخت نیروگاه