Для выделения ванадия из растворов предложены методы осаждения его в составе гидратированного оксида или солей. Выбор метода зависит от природы сырья, способа его переработки, концентрации растворов и других причин. Растворы после выщелачивания в зависимости от состава шпаков содержат 5-35 г/л V2O5. Наибольшее распространение получило выделение ванадия в составе:
- гидратированного оксида ванадия;
- ванадата кальция;
- ванадата железа;
- ванадата аммония.
Из растворов, содержащих более 20 г/л V2O5, целесообразно выделить гидратированный V2O5 как соединение с большим содержанием V2O5. Из более бедных растворов выгоднее осаждать ванадаты - значительно менее растворимые соединения, чем V2O5. Гидролиз концентрированных растворов V2O5 выражается условной реакцией:
V205-2H2S04+nH20 5=t V205-nH20 +2H2S04
Оптимальные условия кислотности для выделения ванадия из растворов - 0,05-0,14 н. В процессе гидролиза непрерывно изменяется кислотность, поэтому необходимо постоянно регулировать рН раствора добавлением щелочи. После добавления щелочи раствор нагревают и выдерживают 2—4 ч при 95 С. Если ванадий в процессе обжига не полностью окислился, то в кислых растворах он может находиться в составе VOS04. Для окисления соли ванадила до соединений ванадия (V) в раствор перед нейтрализацией добавляют окислители, например хлорат калия. При осаждении ванадия из щелочных растворов в них добавляют серную кислоту до нейтральной или слабокислой реакции. Учитывают, что в процессе кипячения раствора и выпадения гидратированного оксида ванадия кислотность значительно повышается.
При соблюдении оптимальных условий из растворов, содержащих более 20 г/л V205, может быть осаждено до 98% V205. Осаждение ведут в реакторах, футерованных керамической плиткой. После отстаивания осадка V205-nH20 маточный раствор декантируют, осадок репульпируют и подают на плоский вакуум-фильтр. Во избежание коллоидообразования промывают осадок на фильтрах водой, 1 %=ным NH4Cl. Сушат V205 при 450-500 °С. Высушенный V205 переплавляют в ванной плавильной печи при 700-800°С. При плавлении удаляются некоторые примеси, например S03.
Расплавленный продукт выпускают из печи на охлаждаемый водой вращающийся стол-гранулятор. V205 застывает тонким слоем и в форме пластинок сбрасывается в вагонетку. Плавленый оксид ванадия (V) обычно имеет темно-бурый цвет из-за образующихся в процессе плавки низших оксидов. Общее извлечение из шлаков ~80 %, при повторной переработке хвостов от выщелачивания - 85-90 %. Однако общее извлечение из руды из-за низкой концентрации ванадия составляет 20 %. Так, при доменной плавке керченских руд с 0,08 % V205 теряется 13 %, при переработке чугуна 60 %, при хлорирующем обжиге 40 % от поступившего на операцию количества. В растворы при выщелачивании переходит не свыше 22 % содержащегося в руде ванадия. Однако попутное извлечение ванадия при крупнотоннажных производствах, каким является получение стали из чугуна, обусловливает сравнительно низкую себестоимость ванадия и делает его извлечение экономически выгодным.
