שיטות הכנה תעשייתיות לפנטוקסיד ונדיום

1. מיצוי מעפרות נושאות ונדיום

א. תהליך צלייה (שיטה ראשונית)

חומרי גלם:

עפרות עשירות ונדיום (למשל,ונדיניט, פטרוניה, אומגנטיט ונדיום-טיטניום).

נתרן קרבונט (Na₂co₃) או נתרן כלוריד (NaCl) כסוכני שטף.

צעדים:

ריסוק ומערבב:

עפרות מרוסקות ומעורבות עם Na₂co₃/NaCl (להמיר תחמוצות ונדיום לנתרן מסיס במים).

קְלִיָה:

מחומם בכבשן סיבוב או תנור ב800–1000 מעלותבאווירה מחמצנת:

2fev2o 4+4 na2co 3+3 o2 → 4navo 3+ fe2o 3+4 CO2 ↑ 2fev2 O4 +4 na2 co3 +3} O2 → 4navo3

שטיפה:

חומר קלוי מומס במים חמים או מדולל חומצה גופרתית כדי לחלץ נתרן ונדאט (Navo₃).

מִשׁקָע:

חמצנו את התמיסה (pH ~ 2-3) עם H₂SO₄ לזרזעוגה אדומה(מבשר V₂o₅ מיובש):

2navo 3+ H2SO4 → V2O5⋅NH2O ↓+NA2SO42NAVO3+H2 SO4 → V2 O5 ⋅NH2 O ↓+NA2 SO4

חישוב:

מחממים את העוגה האדומה ב500–600 מעלותלהתייבש וליצור V₂o₅ טהור:

V2O5⋅NH2O → ΔV2O 5+ NH2O ↑ V2 O5 ⋅NH2 OΔ V2 O5+NH2 O ↑

2. התאוששות ממקורות משניים

א. זרזים בילו

מקורות:

השתמשו בזרזים מבוססי V₂O₅ מצמחי חומצה גופרתית או מערכות SCR.

תַהֲלִיך:

שטיפה: התייחס עם NaOH או H₂SO₄ כדי להמיס את ונדיום.

טָהֳרָה: הסר זיהומים (למשל, Fe, Al) באמצעות התאמת pH.

משקעים וסינון: דומה לשיטה מבוססת עפרות.

ב. שאריות נפט

מקורות:

אפר זבוב עשיר בנדיום או שאריות מזיקוק נפט.

תַהֲלִיך:

צלייה חמצונית: המרת ונדיום סולפידים/תחמוצות ל- v₂o₅.

הידרומטאלורגיה: Leach עם חומצות/אלקאליס, ואחריו טיהור ומשקעים.

3. שיטות אלטרנטיביות

א. תהליך כלור

עִקָרוֹן:

הגיבו עפרות ונדיום עם גז Cl₂ ליצירת Vocl₃ נדיף, אשר לאחר מכן מחומצן ל- v₂o₅.

תְגוּבָה:

V2O 5+3 Cl 2+ C → 2VOCL 3+ CO ↑ (ואחריו הידרוליזה והסתימה) V2 O5 {}}} CL2+C → 2VOCL3+CO (ואחריו הידרוליזה וסתימה)

לְהִשְׁתַמֵשׁ: מתאים לעפרות בדרגה נמוכה.

ב. ביו -ביולינג

טכנולוגיה מתעוררת:

השתמש במיקרואורגניזמים (למשל,Acidithiobacillus ferrooxidans) להמיס את ונדיום מעפרות.

יתרונות: ידידותי לסביבה ויעילות באנרגיה.