CLASES MINERALES

 

8 Clase VII. Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos

8.6 Vanadatos. Aspectos Químicos y Aplicaciones


La principal aplicación de los vanadatos minerales es la obtención del elemento vanadio. La mena principal de vanadio es la vanadinita Pb5Cl(VO4)3.

El metal vanadio se emplea para la fabricación de aleaciones especiales (ferrovanadio) y de aceros de gran tenacidad y dureza. La misión del vanadio en el acero es triple:

La proporción de vanadio en los aceros suele ser del orden del 0.2%.

Otros compuestos de vanadio se emplean como pigmentos en pinturas y en la industria del vidrio. Algunos óxidos y carburos de vanadio se usan como catalizadores de reacciones que transcurren a elevadas temperaturas.

La obtención de ferrovanadio a partir de la vanadinita puede resumirse del modo siguiente:

  1. Se funde el mineral con carbonato sódico en un horno de reverbero, apareciendo vanadito sódico que forma escorias junto con sílice y alúmina. El plomo queda en estado metálico y, por lo tanto, separado del vanadio.
  2. Las escorias se calientan con más carbonato sódico y se tuestan para oxidar el vanadito a vanadato, el cual se disuelve en agua hirviendo, separándose, una buena parte, de la alúmina que es insoluble, mediante filtración. El líquido filtrado se divide en 2 fracciones. Una porción se concentra en presencia de un exceso de ácido sulfúrico, precipitando ácido vanádico en forma de polvo pardo (insoluble). El polvo obtenido se añade lentamente al resto del líquido que no había sido tratado, con lo cual se disuelve el ácido vanádico y precipitan la sílice y el resto de la alúmina. Al filtrar se tiene una disolución de vanadato de sodio, la cual tratada con sulfato ferroso forma vanadato ferroso, el cual se filtra, se lava, se seca y se emplea para la preparación de ferrovanadio.
  3. El vanadato ferroso se reduce con granalla de aluminio (proceso Goldschmidt) en un horno de solera abierta, empleándose carbonato sódico o fluorita para escorificar los restos de alúmina que puedan quedar. El ferrovanadio obtenido debe tener una composición próxima a la que aparece en la  tabla:

V: 30 - 40%

 P: < 0.1%

 

C: < 0.5%

 Al: < 2%

 

Si: < 1%

 S: < 1%

 

El elemento vanadio se ha llegado a obtener con una pureza del 99.8%, pero no se usa mucho.

Aunque se puede extraer también vanadio de la patronita (sulfuro de vanadio) y de la carnotita (vanadato de uranilo), la mayor rareza de estas especies hace que no sean muy usadas.

La extracción de vanadio también puede realizarse mediante procesos hidrometalúrgicos, utilizando disolventes de naturaleza orgánica, como el ácido heptadecílico (HDPA), aminas secundarias o terciarias ((TFA), ácido di-2-etilhexilfosfórico (DEHPA), fosfato de tributilo (TBP), etc. Mediante lixiviación (extracción sólido-líquido) se puede extraer vanadio de menas pobres, así como separar este elemento de otros como cromo o uranio (recordemos que la carnotita es un vanadato de uranilo). Desde el punto de vista ambiental se están realizando avances en la extracción, con disolventes orgánicos, del vanadio contenido en las cenizas y otros productos de combustión de petróleos y carbones. En estos procesos se suelen emplear mezclas de disolventes en diversas etapas donde se necesita controlar continuamente factores como el pH, la temperatura, etc. Las empresas Union Carbide, Vanadium Corporation of America y Mines Development Inc. se encuentran a la cabeza en este tipo de investigaciones.

 


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