RU2041279C1 - Способ переработки скандийсодержащего алюмосиликатного сырья - Google Patents
Способ переработки скандийсодержащего алюмосиликатного сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2041279C1 RU2041279C1 SU5058916A RU2041279C1 RU 2041279 C1 RU2041279 C1 RU 2041279C1 SU 5058916 A SU5058916 A SU 5058916A RU 2041279 C1 RU2041279 C1 RU 2041279C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- ratio
- cake
- concentration
- leaching
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу переработки скандийсодержащего алюмосиликатного сырья. Сущность: скандийсодержащее алюмосиликатное сырье смешивают с карбонатом натрия, в полученной шихте определяют отношение по массе и при отношении менее 1,5 шихту спекают при 950 1050°С, спек выщелачивают раствором с концентрацией Na2Oкауст. 190 230 г/л при отношении Ж Т=/20-25/:1, где Ж объем раствора, Т масса спека, кг: при отношении в пределах 1,5 2,5 спекание ведут при 1000 1150°С спек выщелачивают раствором с концентрацией 150 200 г/л Na2Oкауст. при Ж-Т (10-20):1 при отношении более 2,5 спекание ведут при 1100 1250°С, спек выщелачивают раствором с концентрацией 120 160 г/л Na2Oкауст. при Ж:Т (5-15):1; при этом выщелачивание спека ведут в течение 1 6 ч при 40 50°С, шлам отделяют от раствора и направляют на кислотное разложение с переводом скандия в раствор, а кремнеземсодержащий щелочно-алюминатный раствор от выщелачивания спека разбавляют до концентрации Na2Oкауст. 120 180 г/л нагревают до 80 100°С в течение 10 60 мин и выдерживают 10 30 мин, после чего отделяют от выпавшего в осадок цеолита. 3 табл.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при получении скандия и цеолита.
Известен способ переработки скандийсодержащего алюмосиликатного сырья, включающий его агломерацию, восстановительную электроплавку с получением чугуна и алюмокальциевого шлака и сернокислотное вскрытие шлака с переводом скандия в раствор.
Однако способ характеризуется большими энергетическими затратами и повышенным расходом кислоты на разложение шлака.
Известен также способ переработки скандийсодержащего алюмосиликатного сырья, включающий смешивание сырья с карбонатами натрия и калия, спекание полученной шихты, выщелачивание спека щелочно-алюминатным раствором при Ж:T= 15:1, отделение шлама от полученного раствора и кислотное разложение шлама.
Однако способ не пригоден для переработки сырья с отношением по массе менее 1,5. Отношение Ж:T=15:1 является недостаточным и ведет к получению высокого выхода шлама и к повышению расхода кислоты на его разложение. Присутствие калия не позволяет получить цеолит, пригодный для получения синтетических моющих средств.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки скандийсодержащего алюмосиликатного сырья, включающий смешивание сырья с карбонатом натрия, определение в шихте отношения по массе , спекание шихты, выщелачивание спека щелочно-алюминатным раствором и отделение шлама от раствора.
Однако способ не обеспечивает достаточно глубокого извлечения глинозема и кремнезема в раствор, в результате образуется значительное количество шлама с невысоким содержанием скандия. Для извлечения скандия из шлама потребуется повышенный расход реагентов. Невысокое содержание кремнезема в растворе не дает возможности выделения из него синтетического цеолита, пригодного для производства синтетических моющих средств.
Цель изобретения повышение комплексности использования сырья.
Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки скандийсодержащего алюмосиликатного сырья, включающем смешивание сырья с карбонатом натрия, определение в шихте отношения по массе , спекание полученной шихты, выщелачивание спека щелочно-алюминатным раствором и отделение шлама от раствора при отношении в шихте менее 1,5 спекание ведут при температуре 950-1050оС, спек выщелачивают раствором с концентрацией Na2Окауст 180-230 г/л при отношении Ж:T=(20-25):1, где Ж объем раствора, л, Т масса спека, кг; при отношении в пределах 1,5-2,5 спекание ведут при 1000-1150оС, спек выщелачивают раствором с концентрацией 150-200 г/л Na2Oкауст при Ж:T= (10-20): 1, при отношении более 2,5 спекание ведут при 1100-1250оС, спек выщелачивают раствором с концентрацией 120-160 г/л Na2Oкауст при Ж:T= (5-15):1; при этом выщелачивание спека ведут в течение 1-6 ч при температуре 40-50оС, раствор, полученный после отделения от шлама, разбавляют до концентрации Na2Oкауст 120-180 г/л, нагревают до 80-100оС в течение 10-60 мин и выдерживают в течение 10-30 мин, после чего отделяют от выпавшего в осадок цеолита, а шлам направляют на кислотное разложение.
П р и м е р. Для переработки берут 5 проб скандийсодержащего алюмосиликатного сырья, состав которых приведен в табл. 1. Пробы смешивают с карбонатом натрия до получения в шихте молярных отношений 1,05 и спекают при температурах в интервале 930-1300оС. Полученные спеки измельчают до крупности менее 0,25 мм и выщелачивают при 35-55оС щелочно-алюминатными растворами с каустическим модулем 2,8 в течение 0,5-7 ч. Выщелачивание ведут растворами с содержанием Na2Oк в пределах 115-235 г/л при отношениях Ж:T (отношение объема раствора в литрах к массе спека в кг) от 3:1 до 27:1. После выщелачивания шлам отделяют от раствора на фильтре, промывают водой, подсушивают до влажности 45% и смешивают с серной кислотой с концентрацией 96% которую добавляют по стехиометрии из условия разложения всех имеющихся в шламе оксидов. Смесь самопроизвольно разогревается за счет теплоты реакций, а затем остывает с образованием сульфатной массы, которую выщелачивают водой при 90оС и Ж:T=7:1 в течение 1 ч. Раствор, содержащий скандий и иттрий, отделяют от кека и направляют на дальнейшую переработку с целью извлечения указанных металлов.
Влияние температуры спекания и условий выщелачивания спека в зависимости от отношения по массе в сырье на содержание скандия в шламе от выщелачивания спека и расход серной кислоты иллюстрируется данными табл.2, из которых следует, что при переработке шихты с отношением по массе менее 1,5 оптимальная температура спекания в оптимальном интервале значений всех остальных параметров находится в пределах 950-1050оС (опыты 2-4), при отношении в пределах 1,5-2,5 она составляет 1000-1150оС (опыты 15-17), а при отношении более 2,5 1100-1250оС (опыты 28-30). Уменьшение температур спекания ниже заявленных пределов (опыты 1, 14 и 27) ведет к незавершенности реакций образования алюминатов и силикатов натрия, неполному выщелачиванию спека и вследствие этого повышенному выходу шлама и расходу серной кислоты на его разложение. Выход за верхний температурный предел (опыты 5, 17 и 31) ведет к расплавлению шихты и невозможности проведения спекания.
Из данных табл.2 также следует, что при отношении в шихте по массе менее 1,5 отношение Ж:T при оптимальных значениях остальных параметров должно составлять (20-25):1, а концентрация Na2Oкауст 180-230 г/л (опыты 2-4), при отношении в пределах 1,5-2,5 отношение Ж: T и концентрация Na2Oкауст должны быть соответственно (10-20):1 и 150-200 г/л (опыты 15-17), а при отношении более 2,5 (5-15):1 и 120-160 г/л (опыты 28-30). Увеличение отношения Ж: T выше заявленных пределов (опыты 10, 23 и 37) не дает дополнительного эффекта, но удорожает процесс за счет увеличения объемов растворов и бакового оборудования, а выход за нижние пределы (опыты 11, 24 и 36) не обеспечивает получения стойких растворов, что ведет к выпадению кремнезема в осадок в виде гидроалюмосиликата натрия, повышению выхода шлама и расхода кислоты на его разложение. К этому же эффекту ведет уменьшение концентраций Na2Oкауст ниже заявленных пределов (опыты 12, 25 и 38), а увеличение концентраций Na2Oкауст выше указанных значений (опыты 13, 26 и 39) ведет к повышению вязкости растворов, ухудшению кинетики выщелачивания спеков, повышению выхода шлама и расхода кислоты на его разложение.
Оптимальная продолжительность выщелачивания при прочих оптимальных параметрах составляет 1-6 ч (опыты 2, 3, 4, 15, 16, 17, 28, 29 и 30). Выход за нижний предел (опыты 6, 19 и 32) не обеспечивает полноты выщелачивания спека, что ведет к увеличению выхода шлама и расхода кислоты на его вскрытие, а увеличение продолжительности выщелачивания (опыты 7, 20 и 33) не дает дополнительного эффекта, но ведет к дополнительным энергетическим и капитальным затратам.
Оптимальная температура выщелачивания при прочих оптимальных параметрах составляет 0-50оС (2, 3, 4, 15, 16, 17, 28, 29 и 30). Температура ниже 40оС (опыты 9, 22 и 35) не обеспечивает полноты вскрытия спека, а при температуре свыше 50оС (опыты 8, 21 и 34) выпадает в осадок гидроалюмосиликат натрия. И в том и в другом случае увеличивается выход шлама, что ведет к увеличению расхода кислоты на его разложение.
При переработке данного сырья по прототипу (опыты 42-48, табл. 2) шихта плавится (опыты 42 и 44), что делает невозможным дальнейшую переработку, либо наблюдается значительное увеличение выхода шлама, что приводит к снижению содержания скандия в шламе и к увеличению расхода серной кислоты на разложение шлама, а из растворов после выщелачивания выделить синтетический цеолит, пригодный для производства синтетических моющих средств, не удалось.
Раствор после выщелачивания спека, полученный при проведении опыта 16 (табл. 2), содержащий, г/л: Al2O3 128,7; Na2Oкауст 208,5; SiO2 11,7; TiO2 0,005; Fe2O3 0,003, направляют на получение синтетического цеолита. Раствор разбавляют водой до концентрации 115-185 г/л Na2Oк и нагревают при перемешивании в течение 8-65 мин до 75-105оС. После достижения заданной температуры раствор выдерживают при перемешивании 8-35 мин. Затем выпавший осадок отделяют от раствора на фильтре, промывают горячей (100оС) водой и высушивают при 110оС.
Качество полученного осадка оценивают путем сравнения с эталонным образцом марки "Вессалит-Р", который является одним из компонентов синтетических моющих средств (СМС).
Влияние условий получения цеолита на его выход и качество иллюстрируется данными табл. 3, из которых следует, что оптимальная концентрация раствора составляет 120-180 г/л Na2Oкауст. Уменьшение концентрации при прочих оптимальных параметров (опыт 8) ведет к быстрому неупорядоченному росту кристаллов и образованию гидроалюмосиликата натрия типа содалит с низкими сорбирующими свойствами, что делает его непригодным для производства СМС. Увеличение концентрации Na2Oкауст выше 180 г/л (опыт 9) незначительно влияет на качество цеолита, но резко снижает его выход. К этому же ведет уменьшение времени выдержки раствора (опыт 10), а увеличение времени выдержки приводит к образованию смеси Na цеолита А и содалита повышенной крупности с низкими сорбирующими свойствами (опыт 11). Уменьшение времени нагрева ниже 10 мин (опыт 6) снижает сорбирующую способность осадка за счет плохой его окристаллизованности, а увеличение выше 60 мин (опыт 7) ведет к образованию содалита повышенной крупности с низкими сорбирующими свойствами. Выход за нижний температурный предел 80оС (опыт 5) ведет к снижению выхода осадка, увеличению его крупности и снижению сорбирующих свойств, а увеличение температуры выше 100оС (опыт 4) приводит к получению осадка со структурой содалита повышенной крупности с низкими сорбирующими свойствами. Оптимальными условиями получения цеолита являются: концентрация Na2Oкауст 120-180 г/л; температура 80-100оС; время нагрева 10-60 мин; выдержка 10-30 мин. При этом получается либо рентгеноаморфная фаза, либо Naцеолит А с содержанием класса +40 мкм не более 0-3% и связующей способностью 114-125 мг Са2+ на 1 г осадка. Указанные продукты пригодны для применения в производстве СМС.
Предложенный способ по сравнению с прототипом позволяет повысить комплексность его использования за счет попутного получения синтетического цеолита, пригодного для производства синтетических моющих средств и получить обогащенный продукт, шлам от выщелачивания спека, пригодный для эффективного извлечения скандия.
Claims (1)
- СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СКАНДИЙСОДЕРЖАЩЕГО АЛЮМОСИЛИКАТНОГО СЫРЬЯ, включающий смешивание сырья с карбонатом натрия, определение в полученной шихте отношения по массе Al2O3/SiO2, спекание шихты, выщелачивание спека щелочно-алюминатным раствором и отделение шлама от раствора, отличающийся тем, что при отношении в шихте Al2O3/SiO2 < 1.5 спекание ведут при 950 1050oС, а при выщелачивании используют раствор с концентрацией Nа2Ок а у с т 180 230 г/л и отношением Ж Т 20 25 1, при отношении Al2O3/SiO2 1,5 2,5 при спекании температуру поддерживают 1000 1150oС, а при выщелачивании используют раствор с концентрацией Na2Oкауст. 150 200 г/л и отношением Ж Т 10 20 1, при отношении Al2O3/SiO2> 2,5 при спекании поддерживают температуру 1100 1250oС, а при выщелачивании используют раствор с концентрацией Na2Oкауст. 120 160 г/л и отношением Ж Т 5 15 1, при этом продолжительность выщелачивания спека устанавливают 1 6 ч, температуру 40 - 50oС, раствор после отделения от шлама разбавляют до концентрации Na2Oкауст. 120 180 г/л, нагревают до 80 100oС в течение 10 60 мин и выдерживают в течение 10 30 мин с последующим отделением от выпавшего в осадок цеолита, а шлам после выщелачивания спека направляют на кислотное выщелачивание.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5058916 RU2041279C1 (ru) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Способ переработки скандийсодержащего алюмосиликатного сырья |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5058916 RU2041279C1 (ru) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Способ переработки скандийсодержащего алюмосиликатного сырья |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2041279C1 true RU2041279C1 (ru) | 1995-08-09 |
Family
ID=21611694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5058916 RU2041279C1 (ru) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Способ переработки скандийсодержащего алюмосиликатного сырья |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2041279C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2819963C1 (ru) * | 2023-09-25 | 2024-05-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ переработки щелочного алюмосиликатного сырья |
-
1992
- 1992-09-30 RU SU5058916 patent/RU2041279C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Коршунов Б.Г. и др. Скандий М.: Металлургия, 1987, с.134. * |
Лайнер А.И. и др. Производство глинозема, М.: Металлургия, 1978, с. 184 - 187, 271. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2819963C1 (ru) * | 2023-09-25 | 2024-05-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ переработки щелочного алюмосиликатного сырья |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bodas | Hydrometallurgical treatment of zinc silicate ore from Thailand | |
CN101565778B (zh) | 一种从钨酸盐和钼酸盐的混合溶液中沉淀分离钨钼的方法 | |
KR100427005B1 (ko) | 구상으로 응집된 염기성 탄산코발트(ii) 및 구상으로 응집된 수산화코발트(ii), 그의 제조방법 및 그의 용도 | |
CS234030B2 (en) | Method of powder silicon dioxide and metal silicate preparation | |
FR2558458A1 (fr) | Procede pour fabriquer des composes de vanadium a partir de residus contenant du vanadium | |
GB1560503A (en) | Process for working up waste fly dusts | |
CN110040707A (zh) | 一种高纯度光学玻璃添加剂偏磷酸铜的制备方法 | |
JPS589815A (ja) | アルミナを主成分とする耐火物を製造する方法 | |
CN106315640B (zh) | 处理氧化铝生产中高蒸母液的方法 | |
GB1567964A (en) | Process for working up waste fly dusts into zeolites | |
RU2041279C1 (ru) | Способ переработки скандийсодержащего алюмосиликатного сырья | |
JP3717406B2 (ja) | バイヤー法液の有機不純物除去方法 | |
CN104016368B (zh) | X荧光分析用无水硼酸锂熔剂的制备方法 | |
JP2969182B1 (ja) | 高純度非晶質ケイ酸の製造方法 | |
WO2001077021A1 (en) | Production of strontium carbonate from celestite | |
US4208393A (en) | Purification process | |
JPS61502054A (ja) | バイヤ−法の流れからの有機物の除去 | |
RU2078044C1 (ru) | Способ комплексной переработки алюмосиликатного сырья | |
CA2032768C (en) | Process for the removal of sodium polysulphide from run-down sodium/sulphur batteries | |
US4474737A (en) | Process of purification of magnesic raw material | |
CS232711B2 (en) | Parting method of ferrous,clayey and manganous impurities from magnesium chloride solution in hydrogen chloride | |
JPS6335414A (ja) | 四ホウ酸ナトリウム五水塩の製法 | |
KR20200133467A (ko) | 리튬 부산물을 이용한 제올라이트 제조 방법 | |
CN103038174B (zh) | 用于使用铝酸三钙回收氧化铝的方法 | |
RU2820256C1 (ru) | Способ переработки сыннырита с получением калийных удобрений и глинозема |