Мазмұны

3.2 Ванадий қосылыстарын өндіру

2\text{VOCl}_3 \quad (1.117)
\]
Қатты хлоридтердің көп бөлігі тұзды балқымада қалады. \(\small \text{VOCl}_3\) және \(\small \text{TiCl}_4\) қоспасы ректификациямен бөлінеді. \(\small \text{TiCl}_4\) титан өндірісіне қайтарылады; \(\small \text{VOCl}_3\) тауарлық өнім болуы мүмкін немесе \(\small \text{V}_2\text{O}_5\)-ке қайта өңделуі мүмкін. Соңғы жағдайда ректификация таза емес, концентрленген \(\small \text{VOCl}_3\) алынғанға дейін жүзеге асырылады, содан кейін ол \(\small \text{HCl}\) ерітіндісінде ерітіліп, 60 г/л ванадий мен 140-200 г/л \(\small \text{HCl}\) ерітіндісі алынады. Бұл жағдайда келесі реакциялар жүруі мүмкін:
\[
\begin{align*}
\text{VOCl}_3 + \text{H}_2\text{O} & \rightarrow \text{VO}_2\text{Cl} + 2\text{HCl} \quad (1.118) \\
\text{TiCl}_4 + 2\text{H}_2\text{O} & \rightarrow \text{Ti(OH)}_2\text{Cl}_2 + 2\text{HCl} \quad (1.119)
\end{align*}
\]
Ерітіндіні содамен рН=2-3 дейін бейтараптандырады және өткір бумен қыздырып, гидролиздейді. Пульпа сүзіледі. "Тазартылмаған ванадий гидроксиді" (құрамында титан бар) қыздырылған кезде натрий гидроксиді ерітіндісінде ериді.
Бұл кезеңде ванадий қосылыстары еріп, \(\small \text{NaVO}_3\) түзіледі және титаннан тазартылады; титан гидроксиді мен натрий титанаты аз ерігіштікке ие. \(\small \text{NH}_4\text{Cl}\) көмегімен \(\small \text{NaVO}_3\) ерітіндісінен \(\small \text{NH}_4\text{VO}_3\) бөлінеді, оны 500-550 ℃ температурада кептіріп, күйдіріп \(\small \text{V}_2\text{O}_5\) алады. Ванадийді текше қалдықтарынан тауарлық \(\small \text{V}_2\text{O}_5\) алу шығымы 85% құрайды.
Осы технология бойынша құрамында (ТУ 6-09-4093-15) - кемінде 98% \(\small \text{V}_2\text{O}_5\) бар "ХТ" маркалы ванадий (V) реактивті оксидін алуға болады.
Феррованадий хлорлау
Иілгіш металдық ванадийді төменгі ванадий хлоридтерін магниймен, басқа металдармен, сутегімен тотықсыздандыру арқылы, сондай-ақ электролит ретінде төменгі ванадий хлоридтері мен сілтілі металл хлоридтерінің балқытылған қоспасын электрохимиялық өңдеу арқылы алуға болады. Кейін алынған металды электронды сәулелік пеште балқытады. Төменгі ванадий хлоридтерін алу көзі - \(\small \text{VCl}_4\) тетрахлориді, ол феррованадийді хлорлау арқылы алынады. Бұл жағдайда феррованадийді ванадий концентраты деп қарастыруға болады.
Металдық ванадийді алу процесі келесі операциялардан тұрады: 1) ванадий хлоридтеріне қатысты инертті тасымалдаушы газ тогында ванадий тетрахлориді келесі реакция бойынша кері тоңазытқышпен айдау арқылы үшхлоридке айналады; катализаторлардың қатысуымен ыдырау тездетіледі:
\[
\small 2\text{VCl}_4 \rightarrow 2\text{VCl}_3 + \text{Cl}_2 \quad (1.120)
\]
2) \(\small \text{VOCl}_3\)-ті \(\small \text{VCl}_3\) -тен дистилляция арқылы тазартады; 3) \(\small \text{VCl}_3\)-ті металға дейін тотықсыздандырады, оны аргон атмосферасындағы балқытылған магнийге қосылуын бақылайды; 4) магний мен \(\small \text{MgCl}_2\) -дан вакуумды сепарация арқылы тазартады; 5) қалған \(\small \text{MgCl}_2\) шайылады, жуылады және ванадий ұнтағы кептіріледі.
Ванадийдің жалпы алынуы темір (III) хлоридімен адсорбциясы жүріп, \(\small \text{VOCl}_3\) құрамындағы шығындар көп болуына байланысты төмен. Ванадийдің жоғалуын 700 ℃ -та көмірдің қатысуымен \(\small \text{VOCl}_3\)-ті \(\small \text{VCl}_4\)-ке дейін хлорлау арқылы азайтуға болады. Темір (III) хлоридінің адсорбциясы арқылы ванадийдің жоғалуын азайтудың тағы бір әдісі - натрий хлоридінің бөліктерінен жасалған 250 ℃ дейін қыздырылған саптама арқылы хлорланған газ өнімдерін өткізу. Ванадийдің хлор туындылары саптамамен әрекеттеспейді, ал темір хлориді натрий хлоридімен әрекеттесіп, оңай балқитын және аз ұшқыш \(\small \text{NaFeCl}_4\) түзеді. Тұзды саптамада пайда болатын сұйық фаза бу-газ қоспасындағы басқа қоспалардан тазартуға көмектеседі. Ванадийдің хлор туындыларының конденсатында темір (оксидке есептегенде) 0,003% - дан аспайды.