CC BY
7УЗБЕКИСТОН ШАРОИТИДА СУЛФАТ КИСЛОТА ИШЛАБ ЧЩАРИШ САНОАТИ ЧЩИНДИЛАРИДАН ВАНАДИЙ БЕШ ОКСИДИНИ АЖРАТИБ
ОЛИШ
III 1«!
Мамараимов Fайрат Фарход угли
НДКТУ Металлургия кафедраси катта уцитувчиси
Хасанов Абдирашид Солиевич
ОКМКАЖ илмий ишлар буйича бош му^андис уринбосари т.ф.д., проф.
Вохидов Бахриддин Рахмиддинович
НДКТУ Металлургия кафедраси мудири т.ф.д., проф.
Цаюмов Ойбек Азамат угли
Царши мууандислик-щтисодиёт институти Кончилик иши кафедраси ассистенти
Аннотация. Хозирги вацтда рангли металларни цазиб олиш ва цайта ишлаш жараёнида куплаб техноген чициндилар уосил булмоцда: ванадийли шлаклар, шунингдек ишлатилган ванадий катализаторлари (ИВК). Шунинг учун саноат чициндиларидан цимматбауо компонентларни олиш долзарбдир. Калит сузлар: Кон металлургия чициндилари, ишлатилган ванадий катализатори, техник сода, ванадий пентоксиди, куйдириш, ювиш, тоблаш.
ИЗВЛЕЧЕНИЕ ПЕНТАОКСИДА ВАНАДИЯ ИЗ ОТХОДОВ СЕРНОКИСЛОТНОГО ПРОИЗВОДСТВА УЗБЕКИСТАНА
Мамараимов Гайрат Фарход угли
Старший преподаватель кафедры металлургии Навоийского государственного горно-технологи ческого университета
Хасанов Абдирашид Салиевич
Заместитель главного инженера по научной работе ОАО «АГМК», доктор технических наук, проф.
Вохидов Бахриддин Рахмиддинович
Заведующий кафедрой металлургии Навоийского государственного горнотехнологического университета доктор технических наук, проф.
Каюмов Ойбек Азамат угли
Ассистент кафедры горного дела Каршинского инженерно-экономического института
Аннотация. В настоящее время в процессе добычи и переработки цветных металлов были образованы многочисленные техногенные отходы: шлаки содержащие ванадия, а также отработанные ванадиевые катализаторы (ОВК). Поэтому извлечение ценных компонентов из техногенных отходов производства является актуальным.
Ключевые слова: Горна металлургические отходи, отработанный ванадиевий катализатор, технический сода, пентаоксид ванадия, обжиг, выщелачивания, прокалка.
doi: https://doi.org/10.5281/zenodo.10390630
EXTRACTION OF VANADIUM PENTOOXIDE FROM WASTE OF
SULFURIC ACID PRODUCTION IN UZBEKISTAN
Mamaraimov Gairat
Senior Lecturer, Department of Metallurgy, Navoi State Mining and Technology University
Khasanov Abdirashid
Deputy Chief Engineer for Scientific Work of OJSC "AMMK", Doctor of Technical Sciences, Prof.
Vohidov Bakhriddin
Head of the Department of Metallurgy, Navoi State Mining and Technology University, Doctor of Technical Sciences, prof.
Kayumov Oybek
Assistant, Department of Mining, Karshi Engineering-Economics Institute
Abstract. Currently, in the process of extraction and processing of non-ferrous metals, numerous technogenic wastes have been generated: slag containing vanadium, as well as spent vanadium catalysts (SVC). Therefore, the extraction of valuable components from industrial waste is relevant.
Keywords: metallurgical waste furnace, spent vanadium catalyst, technical soda, vanadium pentoxide, roasting, leaching, calcination.
Кириш. Узбекистонда Угом тог тизмаларининг Сижджак худудида ванадий конлари мавжуд, шунингдек у йулдош элемент сифатида У205 (0,14 дан - 0,80% гача) титаномагнетитли маъдан-ларнинг Тебинбулок конида (Коракалпогистон Республикаси
Кораузок районида, Амударёнинг унг киргогида) учрайди. Олдиндан аник-ланган захираларни хисобга олсак, Тебинбулок кони буйича титаномаг-нетитли маъданлар 4,3 млрд. тоннани ташкил этади.
Тебинбулок кони Узбекистон худу-дидаги ванадий ва титан буйича йирик металл таркибли маъданли объект сана-лади, у модда таркиби ва технологик хоссалари буйича Качканар кони (Россия) маъданларига ухшашдир. Бун-дан ташкари, Тебинбулокнинг кулай иктисодий шароитларига эга: очик усул-да казиш, темир йул, магистрал газ кувурлари, ЭСЛ (ЛЭП) нинг якинлиги, мехнат ресурслари мавжудлиги ва бошкалар [1].
Шундай килиб, Узбекистон Республикаси У205 саноат шароитларида ишлаб чикаришни ташкил килиш учун doi: https://doi.org/10.5281/zenodo.10390630
минерал ва техногенли хом ашёга хамда технологик имкониятларга эга.
Адабиётлар та^лили ва методлар. Бундан ташкари бугунги кунда сульфат кислота ишлаб чикариш учун ишлати-ладиган катализатор (ванадийли контакт масса) га булган талаб Республика микёсида 180 тоннани ташкил этади, шу жумладан Навоий вилояти, Учкудук туманидаги сульфат кислота ишлаб чикариш корхонасининг талаби 60 тоннани ташкил этади. Демак, катализаторга булган талаб 180 тоннани ташкил эта-диган булса, ванадийли контакт масса уз активлигини йукотгандан сунг 180 тонна катализатор чикинди сифатида ташлаб юборилади. Бу эса давлат учун хам, мам-лакатимиз экологияси учун хам зарардир. Хрзирги кунда олдимизга куйган мак-садимиз сульфат кислота ишлаб чика-ришда SO2 ни оксидлашда ишлатилган катализаторни кайта тиклаб, яъни актив-лигини йукотган контакт масса тарки-бидан ванадий (V) ни ажратиб олиб, унга активлигини оширадиган моддалар ва ташувчи сифатида узимизнинг махаллий хомашёлардан фойдаланиб, активлиги юкори булган ишлаш муддати узок
булган катализаторни ишлаб чикариш технологиясини яратишдан иборатдир.
Хрзирги вактда ишланган ванадийли катализаторлардан ванадий беш окси-дини олиш технологияси ишлаб чи-килган. Ишланган ванадийли катализа-торлар ИВК ванадий олиш хамда V205 ва унинг хосилаларини (катализаторлар, феррованадатлар ва б.) ишлаб чикариш учун иккиламчи хом ашёнинг энг яхши турларидан бири хисобланади. Ванадий манбаси сифатида ИВК дан фойдаланиш зарурлигига яна бир сабаб шундаки, чикиндига чикарилган ишланган катали-заторлар ванадийнинг юкори даражада захарли бирикмалари билан атроф-мухитнинг ифлосланишига олиб келади. Х,ар йили дунё буйича 35 минг тонна чамасида ИВК хосил булади.
ИВК кайта ишлашнинг пирометал-лургик усуллари электропечда кейин-чалик кремний-ванадийли котишмани эритиш билан олтингугурт газини йуко-тиш ва фойдаланишга тиклаш учун улар-ни куйдиришни ва ишкорли металлар хамда кремний оксидларини хайдаш асосида бириктирувчи материал олишни кузда тутади. Бошка усул буйича ИВК куйдириш ва олтингугурт газини фойда-ланишга тиклаш, сунгра эса колдик-лардан ванадий кальцийли концентрат олишни, эритмалардан эса угит тайёр-лашни кузда тутади.
Гидрометаллургик усуллар кейин-чалик эритмалардан ванадийни ажратиб олиш билан ИВК дан ванадийни танлаб эритмага утказишга асосланган. Украина мутахассислари томонидан 200 g/1 кон-центрацияли сульфат кислота эритмаси билан 105-110 0С хароратда 2 соат давомида аралаштиришда ИВК дан ванадийни танлаб эритмага утказишни doi: https://doi.org/10.5281/zenodo.10390630
кузда тутувчи технология ишлаб чикил-ган ва саноатга узлаштирилган. Сили-катли асос эритмадан ажратилади, уч марта кайнок сувда ювилади ва катали-заторнинг янги порциясини тайёрлашга юборилади. Танлаб эритмага утказишдан сунг олинган эритмага водород перок-сиди иштирокида рН=8,5 гача аммиакли эритма билан ишлов берилади, олинган чукма ажратилади, куритилади, 4-6 соат давомида 450-6000С хароратда оксид-ловчи атмосферада киздирилади (тоблан-тирилади), сунгра 1-5 h давомида С:К = 8-20:1 нисбатда кайнаган сув билан ишлов берилади, куритилади ва киздирилади (тоблантирилади). Тайёр мах-сулот 90 % ванадий пентаксидидан иборат булади.
Олмалик КМК (Узбекистон Республикаси) мутахассислари томони-дан ИВКни кайта ишлаш технологияси ишлаб чикилди, унга асосан киздиришда ИВКни сувли танлаб эритмага утказиш, каттик чукмани (силикатли асосни) ажратиб олиш, сувли эритмани гидролизлаш, чукмани куюлтириш, фильтрлаш, кури-тиш ва тоблаш утказилади. Яна бунда сувли ишловдан сунг ажратилган каттик чукма активатор иштирокида 65-70 0С хароратда содали-аммиакли ишловга дуч килинади, эритма эса сувли ишловдан сунг оксидловчи таъсирига дуч кили-нади. Танлаб эритмага утказишнинг иккита боскичи (сувли ва содали-аммиакли) ва танкис реагентларнинг кат-та сарфи (водород пероксиди, ПАВ, сода, аммиак) технологиянинг камчиликларига киради. Шу сабабли куйидаги технологик схема ишлаб чикилди:
ИВКни кайта ишлаш технологи-ясини ишлаб чикиш буйича тадкикот-ларнинг асосий натижалари ёритилган.
Ишлатилган банадийли катализатор (ИВК)
„ H2SO.\ 5% ли
Тан лад зритиш
" Г
Фильтрлаш j ]
Ванадий зрит мае и Чикма
ч * *
Чуктириш Чикиндига
Фильтрлаш Эритма Чукма
жт J
Чуктириш * 1
Фильтрлаш
Л ^
Эритма Чукма
I I
Чикиндига Киритиш Т=110-130°С
Тадлаш (прокалька) Т=550-600°С т=1.5 coam
I
V2O5
1-расм. Ишлатилган ванадий катализаторини цайта ишлаш технологии
схемаси
1-жадвал
Ванадийли катализаторинг бошлангич таркиби, тайёр ма^сулот ва ИВК
Мах,сулот номи Микдори , %
V2O5 K2O N2O SiO2 ^бщ
Ванадий
катализатор (бошлангич) 6,0-6,5 8-10 2,0-2,5 - -
ИВК 2-4,5 - - - -
Ванадий беш
оксид 96-97,5 %
V2O5
феррованадий 36-42%
ИВК СКЗ Шимолий КБ 2,5-3,5 4-5,5 0,5-1 55-60 13-16
doi: https://doi.org/10.5281/zenodo.10390630_
чикариш цехида утказилган ИВК ни кайта ишлаш янги технологиясининг тажриба-саноат тажрибалари V2O5 94-98 % микдорли ванадий беш оксидини олиш мумкинлигини исботлади.
Техноген чикиндилар таркибидаги ванадий беш оксидининнг микдори (1-жадвал).
Натижа. Бизга таркиби маълум булган ванадий ишлатилган катализатори мавжудлигидан фойдаланиб уни дастлаб бошлангия гранула холатида 45 г/л суюлтирилган сульфат кислотаси эрит-масида магнитли аралаштиргичда 20-250С хароратда, Т:Ж=1:3, кучсиз кисло-тали мухитда 2-3соат вакт мобайнида
2-жадвал
ИВК дан ванадийни сулфат кислотада танлаб эритиш кинетикаси сулфат кислотанинг бошлангич концентрацияси H2SO4=45 г/л
Танлаб эритиш вакти, мин Бошлангич ИВК (гранула) Янчилган ИВК (класс-0,1мм)
V2O5 (чукмада), % Ажралиши. % V2O5 (чукмада), % Ажралиши. %
0.0 3.60 0.0 3.60 0.0
30 1.90 45.5 1.65 53,5
50 1.55 58.7 1.44 62.5
60 0.85 75.6 0.64 75.4
80 0.62 80.3 0.55 81.6
120 0.62 81.4 0.55 82.5
1-график
Бошла^ич ИВК
100
вакт мин
doi: https://doi.org/10.5281/zenodo.10390630
2-график
Янчилган ИВК
вакт мин
3-жадвал
ИВК дан ванадийни сулфат кислотада танлаб эритиш кинетикаси сулфат кислотанинг бошлангич концентрацияси H2SO4=50 г/л
Танлаб эритиш вакти, мин Бошлангич ИВК (гранула) Янчилган ИВК (класс-0,1мм)
V2O5 (чукмада), % Ажралиши. % V2O5 (чукмада), % Ажралиши. %
0.0 3.60 0.0 3.60 0.0
30 1.90 46,7 1.65 54,3
50 1.55 61,3 1.44 63.6
60 0.85 78,2 0.64 77.2
80 0.62 81,8 0.55 82.5
120 0.62 82,7 0.50 86.1
танлаб эритдик. Тажрибани турли вакт оралигида амалга оширилди ва 3 соатда максималь эриш даражасига эришилди. Эритилган ванадил сульфат бирикмаси ваакум филтрда филтирланиб чукма ювилди ва куритилиб чикиндига таш-ланди. Ванадийли эритма эса ам-doi: https://doi.org/10.5281/zenodo.10390630
миакнинг 25%ли сувли бирикмаси билан 20-250С хдроратда, 3 соат мобайнида чуктирилди. Олинган аммонийванадатли чукма фил-тирланиб 105-1100С хароратда 1 соат мобайнида куритилди ва 500-5 500С хдро-ратда 1,5 соат мобайнида муфель печида тобланди ва иш сунгида
V2O5 тоза чукмаси олинди.
Натижалар 2-жадвалда тасвирланган ва эриш жараёни ажралишининг вактга богликлик графиги 1 ва 2 эгри чизикли график билан изохланган.
Тажриба ишини ишлатилган ванадий катализаторини 0,1мм гача янчилган холатда ва эритувчи H2SO4=50 г/л кон-центрациясида олиб борамиз (3-жадвал).
Ишлатилган ВКни 0,1мм улчамгача
3-график
Бошла^ич ИВК
80
70
50
5
э
s
! 40
■а
10
- 82,5 77,2 86
63,6/
54,3
0 1
20 40 60 80 100
танлаб эритиш вакти мин
120
140
0
0
4-график
Янчилган ИВК
танлаб эритиш вакти мин
doi: https://doi.org/10.5281/zenodo.10390630
янчиб H2SO4 нинг 50г/л.ли концен-трациясидаги эритмасида магнитли ара-лаштиргичда 20-250С хароратда, К;С=1:3 нисбатда, кучсиз кислотали мухдтда 2-3 соат вакт мобайнида танлаб эритдик. Тажрибани турли вакт оралигида амалга оширилди ва 3 соатда максималь эриш даражасига эришилди. Эритилган ванадил сульфат бирикмаси ваакум филтрларда филтирланиб олинган чукма ювилди ва куритилиб чикиндига таш-ланди. Ванадийли эритма эса ам-миакнинг 25%ли сувли эритмаси билан 20-250С хароратда 3 соат мобайнида чуктирилди. Олинган аммонийванадатли чукма фил-тирланиб 105-1100С харо-ратда 1 соат мобайнида куритилди ва 500-5500С хароратда 1,5 соат мобайнида
тажриба сунгида V2O5 нинг тоза чукмаси олинди. Натижалар 3.4.2. жадвалда тас-вирланган ва эриш жараёни ажра-лишининг вактга богликлик графиги 3.4.3. ва 3.4.4. эгри чизиги билан изохланган.
Ишлатилган ванадийли катализатор-ни 0,1мм улчамгача янчиб H2SO4 нинг 50г/л.ли концентрациясидаги эритмасида танлаб эритиш натижасида ажралиш даражаси 6,1% гача оширилди ва умумий ажралиш даражаси 86,1% га этказилди.
Хулоса. Ванадий катализаторлари хом ашёлари нархининг киммат туриши-ни инобатга олганда хомашёдан комплекс фойдаланиб юкори сифатли мах-сулот олиш мамлакат иктисоди учун айни муддао булиб хизмат килади.
тажриба муфель печида тобланди ва
ФОЙДАЛАНИЛГАН АДАБИЁТЛАР РУЙХАТИ
1. Б.Р. Вохидов, Г.Ф.Мамараимов, Д.Д. Абдубайитов, Л.К. Низомов // Ванадий бойитмасини ажратиб олишда куйдириш жараёнининг афзалликлари // Современные проблемы и перспективы химии и химико-металлургического производства Республиканской научно-технической конференции 22 ноября 2018 года.
2. Б.Р. Вохидов, Г.Ф.Мамараимов, Р.Ж. Худоёров, Ш.Х. Исоев, А.Ф.Норов // Ванадий ажратиб олишда замонавий танлаб эритиш усулларининг афзалликлари // Современные проблемы и песпективы химии и химико-металлургического производства Республиканская научно-техническая конференция, г.Навои, Узбекистан, 22 ноября 2018 года.
3. А.Р. Арипов, С.З. Намазов, Г.Ф.Мамараимов, У.Б.Нуриддинов, Л.Г.Кушшаев, А.Б.Азимова // Исследование технологии получения железаруд месторождения тебинбулак // IX International correspondence scientific specialized conference «International scientific review ofthe technical sciences, mathematics and computer science» (Boston. USA. February 12-13, 2019) 107-110С.
4. Б.Р. Вохидов, А.Р. Арипов, Г.Ф.Мамараимов, Ш.Н.Туробов // Research of technological process of vanadium distribution in Uzbekistan // XI International correspondence scientific specialized conference «International scientific review of
doi: https://doi.org/10.5281/zenodo.10390630_
the technical sciences, mathematics and computer science» Boston.USA. June 1011.2019.
5. А.С. Хасанов, Б.Р. Вохидов, А.Р. Арипов, Г.Ф. Мамараимов, Ш.Н. Туробов, Ж.Н. Нарзуллаев // Узбекистан шароитида ванадий ва палладий ажратиб олишнинг технологик жараёнларини тадкик килиш // Композицион материаллар Узбекистон илмий-техникавий ва амалий журнали №1/2019.
6. А.С. Хасанов, Б.Р. Вохидов, Г.Ф. Мамараимов, Р.А. Хамидов, Т.Т. Сирожов, У.У. Хужамов // Исследование повышения степени извлечения и чистоты аффинированного палладиевого порошка из сбросных растворов // Universum: технические науке Ввыпуск:9(66) сентябрь Москва 2019.
7. А.С. Хасанов, Б.Р. Вохидов, Г.Ф. Мамараимов // Техноген чикиндилардан ванадий беш оксидини ажратиб олиш имкониятларини урганиш // Научно-технический журнал Ферпи 2020. Том 24. №3.
8. А.С. Хасанов, Б.Р. Вохидов, Г.Ф. Мамараимов // Разработка технология получения пятиокиси ванадия из минералного техногенного сырьё // Universum: технические науке Ввыпуск:3(72) март Москва 2020.
9. Б.Р. Вохидов, Г.Ф. Мамараимов, Ж.Н. Нарзуллаев // Разработка комплексной технологии извлечения благородных и драгоценных металлов на основе переработки отходов зола-шлаков Ангренского и ново-Ангренского ТЭС. // Узбекистонда илмий-амалий тадкикотлар" мавзусидаги республика 16-куп тармокли илмий масофавий онлайн конференция материаллари 16-кисм.
10. Б.Р. Вохидов, Г.Ф. Мамараимов // Техноген чикиндилардан ванадий беш оксидини ажратиб олиш имкониятлари // Узбекистонда илмий-амалий тадкикотлар" мавзусидаги республика 16-куп тармокли илмий масофавий онлайн конференция материаллари 16-кисм.
11. Б.Р. Вохидов, Г.Ф. Мамараимов // Техноген хомашёлардан ванадий ва палладийни олиш усулларини ишлаб чикиш// Узбекистонда илмий-амалий тадкикотлар" мавзусидаги республика 22-куп тармокли илмий масофавий онлайн конференция материаллари 16-кисм.
12. Г.Ф. Мамараимов, И.И. Исроилова // Изучение возможности извлечения благородных и драгоценных металлов на основе переработки отходов золошлаков ангренской и ново-ангренской тэс // Научно-методический журнал "Academy" № 11 (62), 2020 стр: 18.
13. А.С. Хасанов, Б.Р. Вохидов, Г.Ф. Мамараимов // Техноген хомашёлардан ванадий ва палладийни ажратиб олишнинг технологияларини яратиш // Научно-технический журнал Ферпи 2021. Том 25. № 2.
doi: https://doi.org/10.5281/zenodo.10390630_
KON-METALLURGIYA VAISHLAB CHIQARISH SANOATI
ГОРНОДОБЫВАЮЩАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ И ОБРАБАТЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ MINING METALLURGY AND MANUFACTURING INDUSTRY
14. Г.Ф. Мамараимов, Б.Р. Вохидов, М.Б. Очилова // Development of a technology for obtaining vanadium from local raw materials // Международной научно-практической онлайн конференции «Проблемы, перспективы и инновационный подход эффективной переработки минерального сырья и техногенных отходов». 27.05.2021.
15. Г.Ф. Мамараимов, Б.Р. Вохидов, У.У. Музаффаров // Инновационные подходы извлечения ванадия из техногенного сырьё в условиях «НГМК» // Международная научная и научно-техническая конференция "Практические и инновационные научные исследования: актуальные проблемы, достижения и новшества (посвящены памяти профессора А.А. Юсупходжаева)" 6 декабря,
16. Б.Р.Вохидов, А.Э, Нуримов, Г.Ф. Мамараимов, Б.М. Немененок // Разработка технологии получения пятиокиси ванадия из минерального и техногенного сырья // "X Форум вузов инженерно-технологического профиля союзного государства" г. Минск, 6-10 декабря 2021 г.
17. Б.Р. Вохидов, А.С. Хасанов, Г.Ф. Мамараимов // Mis sanoati texnogen chiqindilaridan qimmatbaho metallarni ajratib olish texnologiyasini tadqiq qilish // Научно-технический журнал Ферпи 2022. Том 26. № 3.
18. А.С.Хасанов, Г.Ф.Мамараимов, Б.Р.Вохидов // Изучение возможности получения пятиокиси ванадия из различного сырьё // III-Международной конференции комплексное инновационное развитие зарафшанского региона: достижении, проблемы и перспективы Навои, Узбекистан 27-28 октября, 2022 год.
19. А.С.Хасанов, Б.Р.Вохидов, Б.М. Немененок, Г.Ф.Мамараимов // Новые направления переработки техногенных отходов медной промышленности // Литье и металлургия (3), 2022 год.
20. Г.Ф.Мамараимов А.С.Хасанов, Б.Р.Вохидов // Извлечения ванадия из техногенных ресурсов // Universum: технические науке Выпуск: 12(105) декабр Москва 2022.
2021.
doi: https://doi.org/10.5281/zenodo.10390630
