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VanadiumCorp-Electrochem Process Technology “VEPT”

Directly recovers vanadium in solution as vanadyl sulfate (vanadium electrolyte precursor) with maximum value of all contained metals from single source feedstocks and wastes with the option integrate with the world’s only demonstrated carbon free method of high purity iron production. (Electrolytic iron) Electrochem’s patented Electrowinning technology can replace conventional iron and steelmaking utilizing half the conventional energy and featuring a negligible carbon footprint. The feedstocks feedstocks compatible with VEPT include, vanadiferous titanomagnetite “VTM” “magnetite”, hematite, ilmenite, steel slags, oil industry fly ash waste and calcine (the waste from primary vanadium producers containing 99% of their lost iron and titanium units) 

Intellectual Property: 50/50 Ownership with buyout provision with Electrochem Technologies & Materials Inc. of US Provisional Patent Applications US 62/463,411 and US 62/582,060 and International Patent Application PCT CA2018/050196 entitled “METALLURGICAL AND CHEMICAL PROCESSES FOR RECOVERING VANADIUM AND IRON VALUES FROM VANADIFEROUS TITANOMAGNETITE AND VANADIFEROUS FEEDSTOCKS” For more information regarding Electrochem’s Electrowinning Globally Patented Technology click here…

August 30th, 2018 – The World Intellectual Property Organization ”WIPO” (www.WIPO.int) officially published the Patent Cooperation Treaty “PCT” of the International Patent Application WO 2018/152628 (A1) on entitled:

“METALLURGICAL AND CHEMICAL PROCESS FOR RECOVERING VANADIUM AND IRON VALUES FROM VANADIFEROUS TITANOMAGNETITE AND VANADIFEROUS FEEDSTOCKSDownload the PCT in PDF here for full access to the published document…

Back Story:

In 2016, after a decade of vanadium resource development in Quebec, Canada, VanadiumCorp chose to explore innovative new approaches for processing to address the largest industry challenges and the global shortage of battery grade vanadium. VanadiumCorp partnered with Electrochem Technologies & Materials Inc. and developed a chemical process method applicable for vanadium, iron and titanium. Conventional steel and vanadium production methods have not changed in over 60 years. They are low yield, inefficient and damaging to the environment – emitting over two tons of carbon for every ton of product. Francois Cardarelli, President and Owner of Electrochem invented VEPT in joint partnership with VanadiumCorp that has the potential to revolutionize energy storage, steel making, vanadium applications, iron production, titanium industries and more. For energy storage this represents a green and efficient alternative to current polluting and inefficient methods of smelting and roasting and distinct advantage of direct recovery of vanadium into solution for infinite utilization by vanadium redox flow batteries. “VRFB”

Technical Information

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

50% VanadiumCorp Resource Inc. – 50% Electrochem Technologies & Materials Inc. )

This novel chemical process also called ” VanadiumCorp-Electrochem Processing Technology (VEPTThe process further comprises removing a solution by the solution of the solution. The further concentration by evaporation and then a sequence of chilling and crystallization yields vanadium sulfate pentahydrate to be purified and used as precursorfor the preparation of vanadium electrolyte (VE) for vanadium redox flow batteries (VRFB) .

The process invented by Francois CARDARELLI and entitled METALLURGICAL AND CHEMICAL PROCESSES FOR RECOVERING VANADIUM AND IRON VALVES FROM VANADIFEROUS TITANOMAGNETICS AND VANADIFEROUS FEEDSTOCKS was published originally under the PCT International Patent Application WO 2018/152628 (A1 )

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 AS PIG IRON VALUES
  • MILLION OF TONNES OF CALCINE STOCKPILES BY-PRODUCED FROM SODA ASH ROASTING ARE ABANDONED 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 REQUIREMENTS TO BUILD AN INTEGRATED SMELTER REQUIRING MAJOR CAPITAL INVESTMENT
  • QUESTIONABLE PROFITABILITY LEADS TO THE CLOSURE OF THE LARGEST FACILITIES WORLDWIDE

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.)

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 procédé a été 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)

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.

Image result for highveld smelter

UNSUSTAINABLE: THE LARGEST VANADIUM PRODUCER SHUTDOWN IN 2017 (HIGHVELD FACILITY IN SOUTH AFRICA PICTURED ABOVE)

PRIMARY VANADIUM PRODUCERS ARE UNABLE TO RECOVER AND MONETIZE THE HIGH GRADE IRON AND TITANIUM. VANADIUM OCCURS WITH IN PREDOMINENTLY IN NATURE (TITANO-MAGNETITE)

HISTORIC VANADIUM PRICES ARE ERRATIC AND CONTROL THE ECONOMICS OF THE EXISTING VANADIUM PRODUCERS UTILIZING SMELTING AND ROASTING METHODS (NEGATIVE FOR VANADIUM BASED ENERGY STORAGE AND OTHER APPLICATIONS)

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 – ESSAIS PILOTE

ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIALS INC.

The pilot testing of the process was performed inside Electrochem’s facilities using the VEPT 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 – CONFIDENTIAL

Les essais pilotes du procédé ont été réalisés dans les installations d’Electrochem à l’aide du digesteur VEPT de 60 litres, construit sur mesure, d’une capacité de traitement nominale de 300 kg par mois de titano-magnétite.

  • 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 – CONFIDENTIEL

COMPARISON WITH ALKALINE ROASTING – COMPARAISON AVEC LE GRILLAGE ALCALIN

Conventional processing of vanadium rich feedstock

Electrochem 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 testwork allowed us to be able to identify the pitfalls and drawbacks of the conventional processing vs. the  new innovative and disruptive  VEPT processing.

Electrochem a également joué 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].  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.

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

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

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

HIGH EFFICIENCY

COST BENEFIT ANALYSIS

  •  CONFIDENTIAL

COMMERCIAL DEPLOYMENT

  • EXISTING INDUSTRIAL DIGESTERS
  • MODULAR DESIGN
  • BROWNFIELD IMPLEMENTATION
  • RAPID EXPANSION

COMPETITIVE ADVANTAGE FROM ELECTROCHEM

  • MATERIALS SELECTION
  • PILOT TESTING & TRAINING OF STAFF AT ELECTROCHEM
  • EXCLUSIVE TECHNICAL SUPPORT ON-SITE AT ELECTROCHEM

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

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

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

HAUTE EFFICACITE

COUTS ET BÉNÉFICES

  • CONFIDENTIEL

DÉPLOYEMENT COMMERCIAL

  • DIGESTEURS DISPONIBLES COMMERCIALEMENT
  • CONCEPTION MODULAIRE
  • INSTALLATION SUR SITE PRÉ-EXISTANT
  • AGRANDISSEMENT RAPIDE

AVANTAGES COMPÉTITIFS OFFERT PAR ELECTROCHEM

  • SELECTIONS DES MATERIAUX
  • ESSAI DE PILOTES ET FORMATION DE PERSONNEL À L’ÉLECTROCHM
  • SUPPORT TECHNIQUE EXCLUSIF SUR SITE

INTELLECTUAL PROPERTY RIGHTS – LA PROPRIÉTÉ INTELLECTUELLE

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

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

ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIALS INC.

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