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"VANADIUMCORP-ELECTROCHEM PROCESSING TECHNOLOGY" (VEPT)

50% VanadiumCorp Resource Inc. + 50% Electrochem Technologies & Materials Inc.

DISRUPTIVE VANADIUM PROCESSING TECHNOLOGY

NOUVEAU PROCÉDÉ D'EXTRACTION DU VANADIUM

Patent WO_2018_0580_A1

PATENT PENDING PROCESS FOR RECOVERING VANADIUM, IRON & TITANIUM VALUES FROM VANADIFEROUS FEEDSTOCKS

(50% VanadiumCorp Resource Inc. - 50% Electrochem Technologies & Materials Inc.)

PROCÉDÉ DE RÉCUPÉRATION DU VANADIUM ET DES VALEURS DE FER ET DE TITANE À PARTIR DE TITANO-MAGNÉTITE

(50% VanadiumCorp Resources Inc. - 50% Electrochem Technologies & Materiaux Inc.)

OUTLINE

  1. BACKGROUND & CURRENT SITUATION

  2. CHALLENGES
  3. PILOT TESTING

  4. COMPARISON WITH ALKALINE ROASTING
  5. PERFORMANCES

  6. TECHNICAL BENEFITS

  7. ENVIRONMENTAL BENEFITS

  8. ECONOMIC BENEFITS

  9. INTELLECTUAL PROPERTY RIGHTS

  10. GET A COMMERCIAL LICENSE

  11. PRESS RELEASES

PLAN

  1. FONDEMENTS & SITUATION ACTUELLE

  2. LES DEFIS
  3. ESSAIS PILOTE

  4. COMPARAISON AVEC LE GRILLAGE ALCALIN
  5. LES PERFORMANCES

  6. LES AVANTAGES TECHNOLOGIQUES

  7. LES AVANTAGES ENVIRONNEMENTAUX 

  8. LES AVANTAGES ÉCONOMIQUES

  9. LA PROPRIÉTÉS INTELLECTUELLE

  10. OBTENIR UNE LICENCE COMMERCIALE

  11. COUPURES DE PRESSE
This novel chemical process also called the "VanadiumCorp-Electrochem Processing Technology (VEPT)" addresses the recovery of vanadium, iron, titanium and silica values from a plethora of vanadiferous feedstocks such as vanadiferous titanomagnetite, iron ores and concentrates: magnetite and hematite, vanadium containing industrial wastes such as BOF-slags and other industrial by-products also containing vanadium. The process consists of digesting the vanadiferous feedstocks into concentrated sulfuric acid owing to the exothermic sulfation reaction that allows to operate quasi-autogeneously while producing a sulfation cake. The dissolution of the sulfation cake after separating the  insoluble solids yields a concentrated pregnant solution. After reducing electrochemically the pregnant solution, the reduced pregnant solution is then subjected to chilling and crystallization of crystals of copperas (ferrous sulfate heptahydrate). The process further comprises removing titanium by hydrolysis from the iron depleted solution thereby producing a vanadium-bearing pregnant solution. The further concentration by evaporation and then a sequence of chilling and crystallization yields vanadyle sulfate pentahydrate to be purified and used as precursor for the preparation of vanadium electrolyte (VE) for vanadium redox flow batteries (VRFB) or to be converted into various vanadium chemicals.

The process invented by 
Francois CARDARELLI and entitled METALLURGICAL AND CHEMICAL PROCESSES FOR RECOVERING VANADIUM AND IRON VALVES FROM VANADIFEROUS TITANOMAGNETITE AND VANADIFEROUS FEEDSTOCKS was published originally under the PCT International Patent Application WO 2018/152628 (A1) [PDF file (4.54 MB)] 
Ce nouveau procédé chimique "VanadiumCorp-Electrochem Processing Technology (VEPT)" permet de récupérer les valeurs du vanadium, du fer, du titane et de la silice à partir d’une multitude de matières vanadifères telles que la titanomagnétite vanadifère, les minerais de fer et leurs concentrés: comme la magnétite et l'hématite, les déchets industriels. Le procédé consiste à digérer les matieres vanadifères dans l'acide sulfurique concentré grâce à la réaction de sulfatation qui est exothermique et qui permet de fonctionner de manière quasi autogène tout en produisant un gâteau de sulfatation. La dissolution du gâteau de sulfatation après séparation des solides insolubles donne une solution mere concentrée. Après réduction électrochimique de la solution, la liqueur est ensuite réduite et enfin  soumise à une réfrigération suivit d'une cristallisation pour produirer des cristaux de copperas (sulfate ferreux heptahydrate) et produit une solution appauvrie en fer. Le procédé comprend en outre l'élimination du titane par hydrolyse à partir de la solution appauvrie en fer, produisant ainsi une solution enrichie en vanadium. La concentration ultérieure par évaporation, puis une séquence de refroidissement et de cristallisation donnent le sulfate de vanadyle qui reste à purifier pour préparer divers produits chimiques derives du vanadium ou comme précurseur pour la préparation de l'electrolyte pour les batteries redox (VRFB).

Le proc
édéété inventé par François CARDARELLI et porte la dénomination METALLURGICAL AND CHEMICAL PROCESSES FOR RECOVERING VANADIUM AND IRON VALVES FROM VANADIFEROUS TITANOMAGNETITE AND VANADIFEROUS FEEDSTOCKS dont l'application internationale PCT WO 2018/152628 (A1) [Fichier PDF (4.5 Mo)]  a été publiée.

BACKGROUND & CURRENT SITUATION

  •  THE EXTRACTION OF VANADIUM NEGLECTS THE RECOVERY OF IRON, TITANIUM AND SILICA DURING SODA ASH ROASTING

  •  ONLY THE FORMER HIGHVELD PROCESS WAS ADDRESSING THE RECOVERY OF IRON VALUES AS PIG IRON

  •  MILLION OF TONNES OF CALCINE STOCKPILES BY-PRODUCED FROM SODA ASH ROASTING  ARE ABANDONNED WITHOUT ANY ATTEMPT TO FURTHER PROCESSING THEM

  •  IT REQUIRES THE SOURCING OF CHEMICALS AND RAW MATERIALS (COAL, ELECTRODES, SODA ASH, AMMONIA) OVERSEAS THAT IMPACT THE PRODUCTION COST

  •  SIGNIFICANT WATER AND ENERGY CONSUMPTIONS

  •  IMPORTANT CARBON FOOT PRINT DUE TO THE COMBUSTION TAKING PLACE INSIDE THE ROTARY KILN

  • THE HIGHVELD APPROACH REQUIRES TO BUILD AN INTEGRATED SMELTER REQUIRING MAJOR CAPITAL INVESTMENT

  •  QUESTIONABLE PROFITABILITY LEADS TO THE CLOSURE OF THE LARGEST FACILITIES WORLDWIDE


FONDEMENTS & SITUATION ACTUELLE

  • L’extraction du vanadium néglige la récupération du fer, du titane et de la silice lors du grillage alcalin

  •  Seulement le procède HIGHVELD produisait de la fonte afin de valoriser le fer et de fournir un acier de haute qualité

  •  Des quantités énormes de rejets issue du grillage alcalin sont entreposées sans aucun effort de recyclage

  •  La production de vanadium nécessite l'approvisionnement outremer en produits et matières premières (charbon, électrodes, ammoniac, soude) ce qui influence le coût de production

  •  Consommations très importantes en eau et en énergie

  •  Empreinte carbone significative du a la combustion dans les fours rotatifs

  •  L'approche sidérurgique nécessite la construction d’une fonderie qui requiert des investissements tres importants

  •  Profitabilité restreinte ayant entrainée la fermeture de plusieurs usines à travers le monde.


ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIALS INC.

CHALLENGES

  • To extract vanadium while also recovering and monetizing all the iron, titanium and silica values

  • To be applicable to a plethora of vanadiferous feedstocks in order to mitigate the sourcing

  • To utilize affordable and available chemicals

  • To rely on a nearby source of chemicals and raw material to reduce transporation costs

  • To limit both water and energy consumptions

  • To minimize the carbon foot print

  • To use existing industrial equipment

  • To implement a cost affordable and proven technologies

  • To allow the seamless vertical integration with ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIALS INC. patented electrowinning process

  • To facilitate a rapid commercial deployment

  • To become highly profitable after commissioning by monetizing all metal values

LES DEFIS

  • Extraire tout le vanadium mais aussi l'ensemble des valeurs de fer, le titane et de silice

  • Doit être applicable à de nombreuses autres sources de vanadium afin de sécuriser l'approvisionnement

  • Doit reposer sur l’utilisation de produits chimiques peu dispendieux et disponibles

  • Accès à une source locale pour ces produits afin de minimiser l'impact des coûts de transport

  • Réduire drastiquement la consommation d’eau et d’énergie

  • Minimiser l’empreinte carbone

  • Utiliser des infrastructures et des équipements industriels existants

  • Technologie abordable et prouvée.

  • Doit permettre l’intégration verticale avec la technologie électrochimique brevetée d’ÉLECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATÉRIAUX INC.

  • Facile et rapide à implémenter

  • Doit être très profitable rapidement après le demarrage tout en valorisant tous les métaux


PILOT TESTING

ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIALS INC.

The pilot testing of the process was performed inside our facilities using our proprietary equipments and our custom build 60-liter digester vessel with a nameplate processing capacity of 300 kg per month of titano-magnetite .

  • Prototype and semi-pilot campaigns with magnetite completed

  • Recovery of vanadium, copperas, titania and silica

  • Sulfuric acid consumption close to stoichiometry

  • Reduced water consumption

  • Recovery of iron values as pure ferrous sulfate heptahydrate (copperas)

  • Recovery of vanadium either as vanadyl sulfate, vanadium chemicals or vanadium pentoxide

  • Benchmarking of other vanadiferous feedstocks (BOF slags, residues, by-products)

  • Preliminary costs and benefit analysis

ESSAIS PILOTE


ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIAUX INC.

Nous avons récemment effectué les essais pilotes dans nos installations avec nos equipement exclusifs et notre digesteur de 60 litres qui nous permet d'effectuer toutes les opérations unitaires requises par ce procédé chimique vert et innovant avec une capacité nominale de 300 kilogrammes par mois.

  • Campagnes prototypes and semi-pilotes sur la magnétite et autres complétées

  • Récupération du vanadium, du fer, du titane et de la silice

  • Consommation d’acide sulfurique proche de la stœchiométrie

  • Consommation d’eau réduite au minimum requis

  • Récupération du fer sous forme de sulfate de fer heptahydrate (copperas)

  • Récupération du vanadium: sulfate de vanadyle, pentoxyde de vanadium, et produits de vanadium

  • Évaluation des autres sources de vanadium (laitiers sidérurgiques, scories, résidus, sous-produits)

  • Analyse technico-économique préliminaire

COMPARISON WITH ALKALINE ROASTING

Conventional processing of vanadium rich feedstock

We have also performed in 2016 the conventional processing of vanadium rich feedstocks from various origins including vanadium-rich slag, vanadiferous titanomagnetite, and vanadium-rich residues using the conventional approach used in the vanadium industry. Electrochem Technologies & Materials Inc. was selected because our strong know-how in molten salts and high temperature alkaline and caustic processing capabilities. The campaign consisted first to perform the pyrometallurgical treatment of 25-kg batches of raw materials by caustic fusion, soda ash roasting, alkaline roasting and salt roasting using our 12-kW kiln. The roasted or sintered material underwent hydrometallurgical operation units such as alkaline and acid leaching using counter current cascade leaching reactors and producing 75 liters per batch of pregnant leach solution (PLS). Afterwards, vanadium was precipitated from the PLS either as ammonium metavanadate (NH4VO3) or hydrated vanadium pentoxide (V2O5.250H2O) or ammonium polyvanadate [(NH4)2V6O16].This campaign was in line with our key expertise developed in-house over the years by our company for  the metallurgical and chemical processing of metals of group VB(5) (V, Nb, Ta) and group VIB(6) (Cr, Mo, W). This testwork allowed us to be able to identify the pitfalls and drawbacks of the conventioanl processing vs. the  new innovative and disruptive  VEPT processing.

COMPARAISON AVEC LE GRILLAGE ALCALIN

Conventional processing of vanadium rich feedstock
Nous avons également effectué en 2016 le traitement conventionnel de matières premières riches en vanadium d'origines diverses, notamment les scories riches en vanadium, la titanomagnétite vanadifère et les résidus riches en vanadium, selon l'approche classique utilisée dans l'industrie du vanadium. Electrochem Technologies & Materiaux Inc. a été choisi pour son savoir-faire en matière de sels fondus et ses capacités de traitement alcalin et caustique à haute température. La campagne a d'abord consisté à effectuer le traitement pyrométallurgique de lots de 25 kg de matières premières par fusion caustique, grillage alcalin, grillage avec des sels, à l'aide de notre four de 12 kW. Le matériau grillé ou fritté a été soumis à des opérations unitaires hydrométallurgique telles que la lixiviation alcaline et acide, à l’aide de réacteurs de lixiviation en cascade à contre-courant et produisant 75 litres par lot de solution de lixiviation en suspension (PLS). Ensuite, le vanadium a été précipité sous forme de métavanadate d'ammonium (NH4VO3) ou de pentoxyde de vanadium hydraté (V2O5.250H2O) ou de polyvanadate d'ammonium [(NH4)2V6O16]. Cette campagne s'inscrivait dans le prolongement de notre savoir-faire développé au fil des années par notre société pour le traitement métallurgique et chimique des métaux du groupe VB (5) (V, Nb, Ta) et du groupe VIB (6) (Cr, M , W). Ce test nous a permis d’identifier les pièges et les inconvénients du traitement conventionnel par rapport au nouveau procede innovant VEPT.
ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIALS INC. ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIALS INC.

PERFORMANCES

  • PERFORMANCES

    • SULFURIC ACID DIGESTION IS QUASI-AUTOGENOUS

    • LOW SULFURIC ACID CONSUMPTION CLOSE TO STOICHIOMETRY

    • LOW WATER CONSUMPTION WITH RECYCLING
    • NO SIDE REACTIONS

  • PRODUCTS

    • FERROUS SULFATE HEPTAHYDRATE

    • VANADYL SULFATE PENTAHYDRATE
    • TITANIUM DIOXIDE PRODUCT

    • SILICA

LES PERFORMANCES

  • PERFORMANCES

    • LA DIGESTION EST QUASI-AUTOGENE

    • LA CONSOMMATION D'ACIDE EST PROCHE DE LA STOICHIOMETRIE

    • PRODUCTION HORAIRE ELEVÉE
    • PAS DE RÉACTIONS PARASITES

  • PRODUITS

    • SULFATE FERREUX HEPTAHYDRATE (COPPERAS)

    • SULFATE DE VANADYLE
    • PRODUIT DE DIOXYDE DE TITANE

    • SILICE

TECHNICAL BENEFITS

  • Usually 95% of the titano-magnetite goes into solution

  • It recovers vanadium, copperas, titanium and silica values

  • It relies on sulfuric acid which is readily available from nearby smelters especially in the Province of Quebec

  • The sulfation reaction of magnetite is exothermic thus it allows a quasi-autogenous operation without need to provide external heat during the digestion

  • The process exhibits both reduced water and energy consumptions

  • It uses digesters, crystallizers, centrifuges that are existing industrial equipment

  • The production of copperas allows the seamless vertical integration with ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIALS INC. exclusive patented iron electrowinning process for jurisdictions having access to cheap electricity

  • Profitability is ensured because all the metal values are monetized while targeting a zero discharge approach

LES AVANTAGES TECHNOLOGIQUES

  • Courament 95% de la titano- magnétite passe totalement en solution

  • Il permet la récupération des valeurs de vanadium, de fer, de titane et de silice

  • Le procédé repose sur l’utilisation de l’acide sulfurique qui est largement disponible depuis des fonderies ceci etant particulierement le cas au Québec

  • La réaction de sulfatation de la magnétite est exothermique et permet ainsi d’opérer de manière quasi-autogène sans apport d'énergie exterieure durant la digestion

  • Les consommations d’eau et d’énergie sans trouve donc réduites

  • Le procédé repose sur l’utilisation de digesteurs, de cristallisoirs, de centrifugeuses qui sont des équipements industriels connus et existants

  • La production de copperas permet l’intégration verticale avec la technologie électrochimique brevetée d’ÉLECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATÉRIAUX INC.

  • La profitabilité est assurée car tous les métaux sont valorisés et les effluents reduit au stricte minimum 

ENVIRONMENTAL BENEFITS

  • DISRUPTIVE PROCESS

    • LOW-CARBON FOOT-PRINT

    • REDUCED NUMBER OF CHEMICALS INVOLVED
    • LOW WATER CONSUMPTION

    • LOW ENERGY CONSUMPTION

  • ROBUST AND EFFICIENT PROCESS

    • APPLICABLE TO VARIOUS FEEDS (CONCENTRATES, BY-PRODUCTS, SLAGS, RESIDUES, WASTES)

    • HIGH EFFICIENCIES & ELEVATE RECOVERY YIELDS
    • WIDE OPERATING SPAN

  • SUSTAINABLE TECHNOLOGY

    • RECYCLING OF VARIOUS STREAMS

    • REDUCES WASTES VOLUMES
    • SMALL FOOT-PRINT

LES AVANTAGES ENVIRONNEMENTAUX

  • PROCÉDÉ VERT ET INNOVANT

    • FAIBLE EMPREINTE CARBONE

    • NOMBRES DE PRODUITS CHIMIQUES REDUITS
    • FAIBLE CONSOMMATION D'EAU

    • FAIBLE CONSOMMATION D'ENERGIE

  • TECHNOLOGIE ROBUSTE ET EFFICACE

    • APPLICABLE À DE NOMBREUSES MATIIÈRES PREMIÈRES (CONCENTRES, RESIDUS, SOUS-PRODUITS, DECHETS)

    • TAUX DE RÉCUPÉRATION & RENDEMENTS ÉLEVÉS
    • LARGE  DOMAINE D'OPÉRATION

  • TECHNOLOGIE PROPRE

    • RECYCLAGE DES INTRANTS

    • RÉDUCTION DU VOLUME DES DÉCHETS
    • FAIBLE ENCOMBREMENT AU SOL

ECONOMIC BENEFITS

  • COSTS & BENEFITS

    • LOW CAPEX & OPEX

    • HIGH PROFITABILITY 

  • COMMERCIAL DEPLOYMENT

    • EXISTING INDUSTRIAL DIGESTERS

    • MODULAR DESIGN

    • BROWNFIELD IMPLEMENTATION

    • RAPID EXPANSION

  • COMPETITIVE ADVANTAGE FROM ELECTROCHEM

    • MATERIALS SELECTIONS

    • PILOT TESTING & TRAINING OF STAFF

    • EXCLUSIVE TECHNICAL SUPPORT ON-SITE

LES AVANTAGES ÉCONOMIQUES

  • COUTS ET BÉNÉFICES

    • FAIBLE INVESTISSEMENT EN CAPITAL ET FAIBLE COUT D'OPÉRATION

    • PROFITABILITÉ ÉLEVÉE

  • DÉPLOYEMENT COMMERCIAL

    • DIGESTEURS DISPONIBLES COMMERCIALEMENT

    • CONCEPTION MODULAIRE

    • INSTALLATION SUR SITE PRÉ-EXISTANT

    • AGRANDISSEMENT RAPIDE

  • AVANTAGES COMPÉTITIFS OFFERT PAR ELECTROCHEM

    • SELECTIONS DES MATERIAUX

    • ESSAIS PILOTES & FORMATION DU PERSONNEL

    • SUPPORT TECHNIQUE EXCLUSIF SUR SITE

INTELLECTUAL PROPERTY RIGHTS

VanadiumCorp Resource Inc. and Electrochem Technologies & Materials Inc. own each 50% of the exclusive rights for the patented pending technology worlwide.

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LA PROPRIÉTÉ INTELLECTUELLE

VanadiumCorp Resource Inc et Electrochem Technologies & Materiaux Inc. détiennent chacune 50% des droits exclusifs pour le monde entier de la nouvelle technologie.

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GET A COMMERCIAL LICENSE

Both VanadiumCorp Resource Inc. and Electrochem Technologies & Materials Inc. are willing to license the technology worldwide and the two companies began negotiating optioning and licensing agreements with customers who tested the technology at our facilities but we were also approached by the newcomers in the mining, metallurgical and chemical industries. Usually, the optioning and licensing agreement are determined according to several criteria such as:

BY FIELD OF USE

BY JURISDICTIONS

VARIOUS ROYALTIES PAYMENT OPTIONS AVAILABLE

OBTENIR UNE LICENCE COMMERCIALE

VanadiumCorp Resources Inc. et Electrochem Technologies & Materiaux Inc. sont prêtes à vendre des licences de leur technologie conjinte dans le monde entier et les deux sociétés ont déjà commencée à négocier des accords d'option d'achat de licence avec leur clients qui ont testé la technologie à nos installations mais nous sommes aussi sollicité par des nouveaux venus dans les industries minière, métallurgique et chimique. Habituellement, l'accord d'option d'achat et de licence est déterminé en fonction de plusieurs critères dont:

PAR UTILISATION

PAR JURISDICTIONS

ROYAUTÉES ET MODE DE PAIEMENT  DISPONIBLES

PRESS RELEASES

COUPURES DE PRESSE


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Keywords: industrial electrochemistry, electrochemical engineering, electrochemical processes, electrothermal processes, transfered and submerged electric arc furnaces, aluminothermic and carbothermic reduction, ferroalloys, electrofused ceramics, materials engineering, materials science, materials data, properties of materials properties, aqueous electrolytes, molten salts, fused salts, electrolysis, electrode kinetics, corrosion science, electrodeposition, electrowinning, electrorefining, electrocatalysis, electrooxidation, electrocoagulation, electrofloculation, electrodes, cathodes, inert anodes, dimensionally stable electrodes, chlorine evolution, oxygen evolution, mixed metal oxides (MMO), activated titanium anodes, oxide coated titanium anodes, lead anodes, refractory metals, molten slags, liquid metals,lithium, cesium tungstate, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, vanadium pentoxide, vanadyl sulfate, ammonium polyvanadate, sodium metavanadate, vanadium electrolyte, VanadiumCorp-Electrochem Processing Technology (VEPT), niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, rhenium, rare earth elements, thorium, uranium, applied mineralogy and petrography, extractive metallurgy, pyrometallurgy, hydrometallurgy, electrometallurgy, natural radioactivity, recycling, mining residues, metallurgical wastes, industrial wastes.