RU2058404C1 - Способ переработки отработанного расплава титановых хлораторов - Google Patents
Способ переработки отработанного расплава титановых хлораторов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2058404C1 RU2058404C1 RU93041200A RU93041200A RU2058404C1 RU 2058404 C1 RU2058404 C1 RU 2058404C1 RU 93041200 A RU93041200 A RU 93041200A RU 93041200 A RU93041200 A RU 93041200A RU 2058404 C1 RU2058404 C1 RU 2058404C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- manganese
- precipitation
- iron
- precipitate
- 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
Abstract
Изобретение относится к способу переработки отработанного расплава титановых хлораторов, к области цветной металлургии и может быть использовано при переработке, утилизации и обезвреживании отходов хлорирования титановых, например ильменитовых, концентратов. Сущность отработанный расплав титановых хлораторов сливают в воду, концентрируют пульпу путем циркуляции, обрабатывают раствором полиакриламида, осаждают из осветленных растворов гидроксиды металлов щелочным реагентом. Осаждение ведут последовательно в три стадии. Сначала при рН 3,5 - 5,0, преимущественно 4,0 - 4,5, осаждают гидроксиды хрома, редких и радиоактивных металлов, которые отделяют от раствора. Затем осаждение ведут в присутствии окислителя при рН 2,5 - 3,5 в течение 20 - 50 ч, после отделения осадка оксигидроксида железа осаждение проводят при рН 9,5 - 11,0, преимущественно 10,0-10,5, в течение 4 - 6 ч. 3 табл.
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при комплексной переработке, утилизации и обезвреживанию отходов процесса хлорирования ильменитовых концентратов.
Согласно существующей технологии, при получении тетрахлорида титана образуется большое количество отходов производства: отработанного плава, возгонов и пульп титановых хлораторов. На 1 т TiCl4 образуются десятки тонн в год отходов, содержащих натрий, калий, магний, кальций, алюминий, титан, скандий, цирконий, торий, продукты его распада, ниобий, тантал, ванадий, железо, марганец, хром, кремний, углерод и др.
В настоящее время существуют, в основном, 2 метода "переработки" таких отходов:
а) отработанные плавы и возгоны сливают в воду при соотношении вода: отходы ≥10, образующуюся пульпу сбрасывают в кислотную канализацию комбината и направляют в так называемое "белое море" шламохранилище п/о "Сода", где происходит частичная нейтрализация растворов. Из "белого моря" хлоридные растворы сбрасываются в р. Каму (г. Березники, Россия);
б) отработанные плавы и возгоны сливают в короба, охлаждают, дробят и вывозят в отвал (г. Усть-Каменогорск, Казахстан; г. Запорожье, Украина).
а) отработанные плавы и возгоны сливают в воду при соотношении вода: отходы ≥10, образующуюся пульпу сбрасывают в кислотную канализацию комбината и направляют в так называемое "белое море" шламохранилище п/о "Сода", где происходит частичная нейтрализация растворов. Из "белого моря" хлоридные растворы сбрасываются в р. Каму (г. Березники, Россия);
б) отработанные плавы и возгоны сливают в короба, охлаждают, дробят и вывозят в отвал (г. Усть-Каменогорск, Казахстан; г. Запорожье, Украина).
Таким образом, эти методы приводят к безвозвратным потерям ценных компонентов, находящихся в отходах производства. С другой стороны, существующие методы наносят непоправимый ущерб окружающей среде, загрязняя ее легкорастворимыми, высокотоксичными отходами производства.
Известен способ [1] переработки твердых отходов титано-магниевого производства, заключающийся в следующем.
Твердые отходы растворяют в воде и обрабатывают каустическим магнезитом для осаждения гидроксидов железа, алюминия, марганца и кремния. После отделения осадок гидроксидов направляют в отвал, а фильтрат обрабатывают гипохлоритом кальция или хлорной известью. Образовавшийся осадок отделяют, фильтрат смешивают с отработанным электролитом и кристаллизуют искусственный карналлит.
Недостатком данного способа являются безвозвратные потери всех ценных компонентов, за исключением магния и кальция.
Известен способ [2] переработки отходов титано-магниевого производства. Данный способ заключается в следующем. Отходы титанового и магниевого производства перерабатывают раздельно. Отходы титанового производства выщелачивают водой, магниевого производства соляной кислотой, полученные фильтраты смешивают и нейтрализуют магнезитом. Образовавшийся осадок гидроксидов металлов отделяют от раствора, промывают и обрабатывают серной кислотой с получением сульфатов железа, марганца, алюминия. После отделения гидроксидов раствор, содержащий хлориды магния, калия, натрия, кальция смешивают с отработанным электролитом до соотношения MgCl2 KCl 1:1,6 и после выпаривания и охлаждения получают карналлит, используемый для производства металлического магния электролизом.
Недостатком данного способа являются:
в процессе переработки образуются сильно засоленные неутилизируемые растворы, наносящие непоправимый ущерб окружающей среде;
низкая степень утилизации и извлечения ценных компонентов.
в процессе переработки образуются сильно засоленные неутилизируемые растворы, наносящие непоправимый ущерб окружающей среде;
низкая степень утилизации и извлечения ценных компонентов.
Из известных аналогов более близким к заявляемому по совокупности признаков является способ переработки хлоридных отходов титанового производства [3]
Способ по прототипу включает следующие операции:
гидроразмыв отработанного расплава: слив расплава (750-850оС) в воду при соотношении расплав:вода 1:(8.12);
циркуляцию пульпы до получения насыщенных по хлоридам растворов;
нейтрализацию известковым молоком до рН 8,0-8,5 и флокуляцию осадка;
фильтрование и промывку осадка.
Способ по прототипу включает следующие операции:
гидроразмыв отработанного расплава: слив расплава (750-850оС) в воду при соотношении расплав:вода 1:(8.12);
циркуляцию пульпы до получения насыщенных по хлоридам растворов;
нейтрализацию известковым молоком до рН 8,0-8,5 и флокуляцию осадка;
фильтрование и промывку осадка.
Недостатками данного способа являются:
потеря всех ценных компонентов;
образование сильнозасоленных сточных вод, содержащих хлориды кальция, магния, натрия, калия.
потеря всех ценных компонентов;
образование сильнозасоленных сточных вод, содержащих хлориды кальция, магния, натрия, калия.
Указанные недостатки обусловлены рядом причин. Во-первых, при такой переработке не утилизируются такие ценные компоненты, как хром, железо, марганец, скандий и др. а происходит их обезвреживание осадков суммы гидроксидов металлов. Во-вторых, образуются высококонцентрированные хлоридные растворы, содержащие до 200-250 г/дм3, которые после смешивания с другими стоками сбрасываются в водные бассейны.
Заявляемое техническое решение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении условий создания безотходной технологии и утилизации ценных компонентов в форме товарных продуктов и/или полупродуктов.
Заданная задача решается предлагаемым способом комплексной переработки отработанных расплавов титановых хлораторов, сущность которого выражается следующей совокупностью существенных признаков:
слив отработанного расплава в воду ("гидроразмыв" расплава);
концентрирование пульпы путем циркуляции до образования насыщенных по хлоридам растворов (пульп);
обработка пульпы раствором полиакриламида, сгущение пульпы;
осаждение из осветленных растворов гидроксидов металлов щелочным реагентом в три стадии;
осаждение на первой стадии при рН 3,5-6,0, преимущественно 4,0-4,5, с отделением от раствора гидроксидов хрома, редких и радиоактивных металлов;
осаждение на второй стадии ведут в присутствии окислителя при рН 2,5-3,5 в течение 20-50 ч с отделением осадка;
на третьей стадии при рН 9,5-11,0 преимущественно при рН 10,0-10,5 в течение 4-6 ч, с последующим отделением осадка.
слив отработанного расплава в воду ("гидроразмыв" расплава);
концентрирование пульпы путем циркуляции до образования насыщенных по хлоридам растворов (пульп);
обработка пульпы раствором полиакриламида, сгущение пульпы;
осаждение из осветленных растворов гидроксидов металлов щелочным реагентом в три стадии;
осаждение на первой стадии при рН 3,5-6,0, преимущественно 4,0-4,5, с отделением от раствора гидроксидов хрома, редких и радиоактивных металлов;
осаждение на второй стадии ведут в присутствии окислителя при рН 2,5-3,5 в течение 20-50 ч с отделением осадка;
на третьей стадии при рН 9,5-11,0 преимущественно при рН 10,0-10,5 в течение 4-6 ч, с последующим отделением осадка.
Отличительными признаками также являются следующие: в качестве щелочного реагента используют гидроксид натрия, оксиды и/или гидроксиды магния и кальция. При использовании оксида и/или гидроксида магния образующиеся растворы пригодны для получения искусственного карналлита по известному способу.
Последовательность операций и значений рН в процессе переработки отработанного расплава титановых хлораторов обусловлена следующим.
Обработка исходного раствора плава щелочным реагентом основана на том, что при понижении кислотности раствора происходит осаждение гидроксидов хрома, цветных, редких и радиоактивных металлов ("черновой хромовый концентрат"). При рН 3,5-5,0, преимущественно 4,0-4,5, наблюдается наиболее полное осаждение гидроксидов (не менее 99,9%). При рН < 3,5 осаждение гидроксидов металлов происходит на 75-80% При рН > 5,0 осаждение вести нецелесообразно в связи с тем, что при этом наблюдается значительное окисление железа (II) до железа (III) и его соосаждение, что приводит к значительным потерям железа и затрудняет последующую переработку чернового хромового концентрата.
Величина рН 2,5-3,5 обработки раствора после отделения чернового хромового концентрата одновременно щелочным реагентом и окислителем, например воздухом, определена из условий селективного осаждения и разделения железа и марганца. При рН < 2,5 осаждения железа не наблюдается, а при рН > 3,5 происходит осаждение железа (II), что ухудшает качество продукта. При рН 2,5-3,5 происходит окисление железа (II) до железа (III) и осаждение его в форме оксигидроксида железа, а марганец остается в растворе.
Интервал рН 9,5-11,0, преимущественно 10,0-10,5, последующей обработки обусловлен тем, что при данном значении рН наблюдается максимальная степень осаждения марганца в виде гидратированного диоксида марганца. При рН < 9,5 происходит неполное осаждение марганца, а при рН > 11,0 происходит неполное окисление марганца (II) до марганца (IV). При этом осаждаются соединения переменного состава xMnO2· y ·Mn(OH)2 ·2H2O, что затрудняет его дальнейшую переработку.
Продолжительность процесса извлечения соединений железа в течение 20-50 ч обусловлена тем, что происходит наиболее полное осаждение и окисление соединений железа в форме оксигидроксида железа α-FeOOH.
При продолжительности 20 ч не происходит полного окисления железа (II) до железа (III) и осаждения его в виде α-FeOOH. При продолжительности 50 ч начинается соосаждение соединений марганца, что приводит к потерям марганца и ухудшению качества получаемого пигмента.
Продолжительность обработки марганецсодержащей пульпы в течение 4-6 ч объясняется тем, что за этот период времени происходит наиболее полное окисление марганца (II) до марганца (IV) с образованием диоксида марганца.
Таким образом, по сравнению с известным способом при осуществлении процесса по предлагаемому способу значительно сокращаются потери ценных компонентов, расширяется ассортимент товарных продуктов и создаются практически все условия для реализации технологии.
Анализ патентной и научно-технической документации свидетельствуют о том, что в источниках информации не обнаружено описание способов, аналогичных предложенному и совпадающих с заявляемым техническим решением по совокупности существенных признаков.
Анализ уровня техники в отношении совокупности всех существенных признаков заявленного технического решения показывает, что предложенный способ соответствует критерию новизны.
Проверка соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательского уровня" в отношении совокупности существенных признаков свидетельствует о том, что предлагаемый способ не следует явным образом из известного уровня техники.
В частности, из известного уровня техники явным образом не вытекает тот факт, что осуществление обработки исходного раствора щелочным реагентом для осаждения хрома, редких и радиоактивных металлов, осаждение соединений железа одновременной обработкой щелочным реагентом и окислителем при рН 2,5-3,5 и соединений марганца при рН 9,5-11,0 приведет к достижению технического результата повышение степени обезвреживания отходов, сокращение потерь ценных компонентов, утилизация их в форме товарных продуктов и создание условий для разработки малоотходной технологии.
П р и м е р 1 (по известному способу-прототипу). Отработанный расплав титановых хлораторов сливают в воду при Ж:Т 10:1, полученную пульпу циркулируют 5 раз до получения концентрированных растворов плотностью 1,21 г/см3. Раствор содержит, г/дм3:Fe (II) 35,8; Fe (III) 2,9; Cr 1,95; Mn 7,3; хлоридов К, Na, Ca, Mg и др. 200. Полученную пульпу нейтрализуют известковым молоком до рН 8,5 по известному способу. При этом хром, редкие, радиоактивные металлы, железо, марганец и др. переходят в осадок в виде гидроксидов и оксидов. Помимо этого осадок содержит нерастворимый остаток отработанного расплава (C, Al2O3, SiO2, TiO2) и балластные примеси известкового молока. Образующуюся пульпу фильтруют, непромытый осадок влажностью 50% содержит, мас. Fe 12,2; Cr 0,6; Mn 2,3; до 15 хлоридов Na, K, Ca, Mg в пересчете на сухое вещество. 635 г влажной пасты представляет собой малотоксичную хранимую форму отходов, переработка которой сопряжена с большими трудностями.
Таким образом, при осуществлении процесса по известному способу происходит концентрирование металлов в форме оксидов и гидроксидов и их обезвреживание. Однако получение товарных продуктов не предусмотрено.
П р и м е р 2 (по предлагаемому способу). Раствор состава, приведенного в примере 1, перерабатывают по предлагаемому способу. 1 л раствора обрабатывают щелочным раствором до рН 4,5. При этом Cr, редкие, радиоактивные металлы переходят в осадок. Степень осаждения металлов составляет 99,9-100% и образуется 77,9 г влажной пасты чернового хромового концентрата (влажность 75% ). В пересчете на сухое вещество черновой хромовый концентрат содержит, мас. Сr 10; Sc 0,26; Fe 7,4, и используется для получения индивидуальных соединений хрома и оксида скандия.
В табл.1 приведены результаты обработки раствора щелочным реагентом при различном значении рН.
При рН 5,0 наблюдается значительное соосаждение соединений железа.
После отделения чернового хромового концентрата, направляемого на извлечение и получение индивидуальных соединений хрома, скандия и др. раствор содержит, г/дм3: железо 34,8; марганец 6,95; этот раствор обрабатывают щелочным реагентом и одновременно кислородом воздуха, поддерживая величину рН 2,5-3,5.
В табл.2 приведено влияние продолжительности процесса на степень извлечения железа в форме α-FeOOH (оксигидроксида железа).
После отделения оксигидроксида железа фильтрат вновь обрабатывают щелочным реагентом и кислородом воздуха.
В табл. 3 приведено влияние величины рН на степень осаждения марганца и состав твердой фазы.
Из данных табл.3 следует, что при рН ≅ 9,5 наблюдается неполное осаждение марганца, а при рН > 10,5 осаждаются соединения марганца переменного состава, что затрудняет их дальнейшую переработку.
При рН 10,5 железо осаждается в виде гидроксида железа, а марганец в виде гидратированного диоксида. При этом образуется 35,6 марганцевого концентрата влажностью 60% содержащего 29,3% диоксида марганца. Осадок отделяют от раствора и используют для получения индивидуальных соединений марганца.
Фильтрат, хлоридный раствор при использовании в качестве щелочного реагента оксида/гидроксида магния используют для получения искусственного карналлита.
Таким образом, предложенный способ переработки отработанного расплава титановых хлораторов позволяет сократить потери ценных компонентов с получением ценных товарных продуктов и/или полупродуктов и обеспечить условия для создания малоотходной технологии.
Claims (1)
- СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННОГО РАСПЛАВА ТИТАНОВЫХ ХЛОРАТОРОВ, включающий слив расплава в воду, концентрирование пульпы путем циркуляции, обработку раствором полиакриламида, сгущение пульпы, осаждение из осветленных растворов гидроксидов металлов щелочным реагентом, отличающийся тем, что осаждение гидроксидов металлов ведут последовательно в три стадии: на первой стадии при рН 3,5 5,0 с отделением образующегося осадка гидроксидов хрома, редких и радиоактивных металлов от раствора, на второй стадии осаждение ведут в присутствии окислителя при рН 2,5 3,5 в течение 20 50 ч с отделением осадка, на третьей при рН 9,5 11,0, преимущественно 10,0 10,5 в течение 4 6 ч.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93041200A RU2058404C1 (ru) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | Способ переработки отработанного расплава титановых хлораторов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93041200A RU2058404C1 (ru) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | Способ переработки отработанного расплава титановых хлораторов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2058404C1 true RU2058404C1 (ru) | 1996-04-20 |
RU93041200A RU93041200A (ru) | 1996-09-20 |
Family
ID=20146554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93041200A RU2058404C1 (ru) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | Способ переработки отработанного расплава титановых хлораторов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2058404C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108328808A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-07-27 | 宜宾天原海丰和泰有限公司 | 一种氯化钛渣滤液膜集成处理方法及装置 |
CN114921655A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-08-19 | 厦门钨业股份有限公司 | 一种钨钴废渣的回收方法 |
RU2811021C1 (ru) * | 2023-06-01 | 2024-01-10 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ переработки отработанного расплава титановых хлораторов |
-
1993
- 1993-08-16 RU RU93041200A patent/RU2058404C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 138058, кл. C 22B 7/00, 1961. 2. Авторское свидетельство СССР N 168886, кл. C 22B 7/00, 1965. 3. Кудрявский Ю.П. и др. Технология локальной нейтрализации кислых растворов от гидроразмыва отходов титанового производства. - Цветные металлы, 1992, N 6, с.48-49. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108328808A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-07-27 | 宜宾天原海丰和泰有限公司 | 一种氯化钛渣滤液膜集成处理方法及装置 |
CN114921655A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-08-19 | 厦门钨业股份有限公司 | 一种钨钴废渣的回收方法 |
CN114921655B (zh) * | 2022-05-30 | 2023-12-01 | 厦门钨业股份有限公司 | 一种钨钴废渣的回收方法 |
RU2811021C1 (ru) * | 2023-06-01 | 2024-01-10 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ переработки отработанного расплава титановых хлораторов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108372185B (zh) | 一种氯化钛渣资源化利用方法及其装置 | |
KR100216012B1 (ko) | 수처리 슬러지의 처리방법 | |
US20050180903A1 (en) | Production of titania | |
EP0013098A1 (en) | Removal of manganese ions from zinc and manganese containing solutions | |
AU2007216890B2 (en) | Process for treating electrolytically precipitated copper | |
CN105016387B (zh) | 一种铬盐泥的处理方法 | |
US4318788A (en) | Chromate recovery process | |
CN108328808A (zh) | 一种氯化钛渣滤液膜集成处理方法及装置 | |
US4169053A (en) | Method of treating waste waters containing solid-phase difficultly-soluble compounds | |
WO2019161447A1 (en) | Method for the recovery of manganese products from various feedstocks | |
US5271910A (en) | Process of treating metal chloride wastes | |
WO2019137543A1 (zh) | 一种富氧选择性浸出钛精矿制备高纯度TiO2的方法 | |
CA1324977C (en) | Process of treating residues from the hydrometallurgical production of zinc | |
US4242127A (en) | Process for treating hydroxide sludge residues containing nonferrous metals | |
RU2058404C1 (ru) | Способ переработки отработанного расплава титановых хлораторов | |
EP0246871B1 (en) | Removal of chromium from cell liquor | |
RU2175358C1 (ru) | Способ переработки ванадиевого промпродукта | |
US4108596A (en) | Recovery of chromium values from waste streams by the use of alkaline magnesium compounds | |
CA2939444A1 (en) | Process for reducing the amounts of zinc (zn) and lead (pb) in materials containing iron (fe) | |
WO2005068358A1 (en) | Production of 'useful material(s)' from waste acid issued from the production of titanium dioxyde | |
RU2194782C1 (ru) | Способ комплексной переработки и обезвреживания полиметаллических отходов производства | |
KR100227519B1 (ko) | 탄산나트륨에 의한 침출에 의해 웰즈 산화물을 정제하기 위한 습식 야금 처리 방법 | |
RU2075521C1 (ru) | Способ извлечения металлов из отработанного расплава производства тетрахлорида титана | |
RU2811021C1 (ru) | Способ переработки отработанного расплава титановых хлораторов | |
RU2331126C1 (ru) | Способ переработки и дезактивации радиоактивных отходов процесса хлорирования лопаритовых концентратов |