RU2179527C1 - Method of processing silicate raw material - Google Patents
Method of processing silicate raw material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2179527C1 RU2179527C1 RU2001101307A RU2001101307A RU2179527C1 RU 2179527 C1 RU2179527 C1 RU 2179527C1 RU 2001101307 A RU2001101307 A RU 2001101307A RU 2001101307 A RU2001101307 A RU 2001101307A RU 2179527 C1 RU2179527 C1 RU 2179527C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- acid
- raw material
- silicon dioxide
- decomposition
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано для получения высокодисперсного диоксида кремния - аналога белой сажи и солей алюминия, применяемых, в частности, в процессах очистки воды. The invention relates to the technology of inorganic substances and can be used to obtain highly dispersed silicon dioxide - an analogue of soot and aluminum salts, used, in particular, in water purification processes.
При переработке природного и техногенного силикатного сырья его кремнеземная составляющая традиционно рассматривается как балластная, трудно утилизируемая и имеющая ограниченное применение часть сырья. Вместе с тем, в различных отраслях промышленности в больших количествах используется высокодисперсный аморфный кремнезем - белая сажа, который производят на основе кислотной нейтрализации дорогостоящего жидкого стекла. Имеется целый ряд минералов - нефелин, эвдиалит, оливин, фаялит и др., кислотное разложение которых сопровождается переводом в раствор не только солей металлов, но и кремнезема в виде кремнекислоты. Поэтому при переработке такого силикатного сырья возникает проблема выделения его кремнеземной составляющей в виде высококачественного продукта - аналога белой сажи. In the processing of natural and man-made silicate raw materials, its silica component is traditionally considered as a ballast, difficult to recycle and with limited use part of the raw material. At the same time, highly dispersed amorphous silica - white soot, which is produced on the basis of acid neutralization of expensive liquid glass, is used in large quantities in various industries. There are a number of minerals - nepheline, eudialyte, olivine, fayalite, etc., the acid decomposition of which is accompanied by the transfer into the solution of not only metal salts, but also silica in the form of silicic acid. Therefore, in the processing of such silicate raw materials, the problem arises of isolating its silica component in the form of a high-quality product - an analogue of white soot.
Известен способ переработки нефелина (Лайнер Ю.А. Комплексная переработка алюминийсодержащего сырья кислотными способами. - М.: Наука, 1982, с.181 - 182), включающий разложение нефелина 75 - 78%-ной серной кислотой при ее расходе 90 - 100% от стехиометрической нормы на взаимодействие с кислоторастворимыми компонентами, выщелачивание образовавшейся массы, разделение пульпы, промывку кремнеземсодержащего остатка и сушку сульфатного раствора в барабанном грануляторе-сушилке с получением гранулированного коагулянта. A known method of processing nepheline (Liner Yu.A. Complex processing of aluminum-containing raw materials by acid methods. - M .: Nauka, 1982, p.181 - 182), including the decomposition of nepheline with 75 - 78% sulfuric acid at a flow rate of 90 - 100% from a stoichiometric norm for interaction with acid-soluble components, leaching of the resulting mass, separation of the pulp, washing the silica-containing residue and drying the sulfate solution in a drum granulator dryer to obtain granular coagulant.
Основным недостатком способа является то, что весь содержащийся в нефелине диоксид кремния в виде сростков с кислотонерастворимыми примесями концентрируется в нерастворимом отвальном шламе, откуда он не может быть селективно выделен. Кроме того, способ характеризуется сложностью аппаратурного оформления, особенно узла кислотного разложения нефелина и сушки сульфатного раствора. The main disadvantage of this method is that all silicon dioxide contained in nepheline in the form of intergrowths with acid-insoluble impurities is concentrated in an insoluble waste slurry, from which it cannot be selectively isolated. In addition, the method is characterized by the complexity of the hardware, especially the site of acid decomposition of nepheline and drying a sulfate solution.
Наиболее близким к заявленному способу является способ переработки нефелина (SU 1184812, М. кл. 4 С 01 F 7/74, 1983), включающий разложение нефелина 20 - 50%-ной серной кислотой при температуре 70 - 120oС путем дозированной загрузки нефелина в кислоту в течение 1 - 4 часов в присутствии затравки аморфного кремнезема, фильтрование полученной суспензии и выделение диоксида кремния из кислотонерастворимого остатка гравитационными методами.Closest to the claimed method is a method of processing nepheline (SU 1184812, M. CL 4 C 01 F 7/74, 1983), including the decomposition of nepheline 20 - 50% sulfuric acid at a temperature of 70 - 120 o With a metered loading of nepheline into acid for 1 to 4 hours in the presence of an amorphous silica seed, filtering the resulting suspension and isolating silicon dioxide from an acid-insoluble residue by gravitational methods.
Основным недостатком известного способа является то, что даже при невысокой степени извлечения диоксида кремния из кислотонерастворимого остатка (50%) качество получаемого продукта по содержанию примесей и удельной поверхности частиц не отвечает требованиям, предъявляемым к высокосортному диоксиду кремния. The main disadvantage of this method is that even with a low degree of extraction of silicon dioxide from an acid-insoluble residue (50%), the quality of the obtained product by the content of impurities and the specific surface of the particles does not meet the requirements for high-grade silicon dioxide.
Настоящее изобретение направлено на решение задачи повышения качества получаемого диоксида кремния, а также на увеличение степени его извлечения из исходного сырья. The present invention is directed to solving the problem of improving the quality of the obtained silicon dioxide, as well as to increase the degree of its extraction from the feedstock.
Поставленная задача достигается тем, что в способе переработки силикатного сырья, включающем его разложение минеральной кислотой, отделение нерастворимого осадка от раствора и выделение диоксида кремния, согласно изобретению разложение сырья ведут 5 - 30%-ной серной или соляной кислотой, а раствор после отделения нерастворимого осадка дегидратируют, полученный продукт выщелачивают, образовавшуюся суспензию разделяют, осадок промывают и сушат, при этом разложение сырья ведут при расходе кислоты 75 - 120% от стехиометрической нормы для взаимодействия с кислоторастворимыми компонентами сырья, а дегидратацию раствора проводят при температуре 80 - 300oС.The problem is achieved in that in the method of processing silicate raw materials, including its decomposition with mineral acid, separation of the insoluble precipitate from the solution and the separation of silicon dioxide, according to the invention, the decomposition of the raw materials is carried out with 5-30% sulfuric or hydrochloric acid, and the solution after separation of the insoluble precipitate dehydrate, the resulting product is leached, the resulting suspension is separated, the precipitate is washed and dried, while the decomposition of the raw materials is carried out at an acid flow rate of 75 - 120% of the stoichiometric norm for action with acid-soluble components of the raw material, and the dehydration of the solution is carried out at a temperature of 80 - 300 o C.
На решение поставленной задачи направлено то, что разложение сырья кислотой ведут при охлаждении или в присутствии стабилизирующей добавки. The solution to the problem is aimed at the fact that the decomposition of the raw materials with acid is carried out during cooling or in the presence of a stabilizing additive.
На решение поставленной задачи направлено и то, что выщелачивание дегидратированного продукта ведут подкисленным раствором. The solution to the problem is also directed to the fact that the leaching of the dehydrated product is carried out with an acidified solution.
Решению поставленной задачи способствует также то, что после разделения образовавшейся суспензии раствор нейтрализуют нефелином до рН не менее 1,5. The task is also facilitated by the fact that after separation of the resulting suspension, the solution is neutralized with nepheline to a pH of at least 1.5.
В качестве силикатного сырья используют преимущественно нефелин, но могут быть использованы и другие виды силикатного сырья, например эвдиалит. Nepheline is mainly used as silicate raw material, but other types of silicate raw material, for example, eudialyte, can be used.
В качестве стабилизирующей добавки используют полимерные поверхностно-активные вещества, например полиакриламид, или органические соли, например мочевину. Polymeric surfactants, such as polyacrylamide, or organic salts, such as urea, are used as stabilizing additives.
Сущность изобретения заключается в том, что силикатное сырье разлагают 5 - 30%-ной серной или соляной кислотой при ее расходе 75 - 120% от стехиометрической нормы для взаимодействия с кислоторастворимыми компонентами сырья. В выбранных условиях в жидкую фазу практически полностью извлекаются соответствующие соли металлов и кремнезем в виде кремниевой кислоты, при этом устойчивость во времени полученного раствора к гелеобразованию достаточна для того, чтобы отделить раствор от кислотонерастворимых минеральных примесей. При последующей дегидратации раствора, которую проводят при температуре 80 - 300oС, достигается достаточная степень обезвоживания получаемого продукта, который состоит из смеси высокодисперсных частиц кремнезема и соответствующих солей металлов. Полученный продукт выщелачивают водой или подкисленным раствором, если разложение сырья ведут при расходе кислоты ниже 100% от стехиометрической нормы для полного перевода солей металлов в раствор. После разделения образовавшейся суспензии нерастворимый осадок промывают и сушат с получением аморфного диоксида кремния, содержащего небольшое количество примесей и частицы которого имеют высокую удельную поверхность. Полученный серно- или солянокислый раствор нейтрализуют нефелином до рН не менее 1,5 и используют в качестве коагулянта.The essence of the invention lies in the fact that the silicate raw material is decomposed with 5-30% sulfuric or hydrochloric acid at a flow rate of 75-120% of the stoichiometric norm for interaction with acid-soluble components of the raw material. Under the selected conditions, the corresponding metal salts and silica in the form of silicic acid are almost completely recovered into the liquid phase, and the gel stability of the resulting solution is sufficient in time to separate the solution from acid-insoluble mineral impurities. With subsequent dehydration of the solution, which is carried out at a temperature of 80 - 300 o C, a sufficient degree of dehydration of the obtained product is achieved, which consists of a mixture of highly dispersed particles of silica and the corresponding metal salts. The resulting product is leached with water or an acidified solution, if the decomposition of the raw materials is carried out at an acid consumption below 100% of the stoichiometric norm for the complete conversion of metal salts into solution. After separation of the resulting suspension, an insoluble precipitate is washed and dried to obtain amorphous silica containing a small amount of impurities and whose particles have a high specific surface area. The resulting sulfuric or hydrochloric acid solution is neutralized with nepheline to a pH of at least 1.5 and used as a coagulant.
Разложение сырья кислотой, имеющей концентрацию менее 5 мас.%, не улучшает качество получаемого кремнезема, но приводит к неоправданному увеличению материальных потоков и энергозатрат на стадии дегидратации раствора. The decomposition of raw materials with an acid having a concentration of less than 5 wt.% Does not improve the quality of the resulting silica, but leads to an unjustified increase in material flows and energy consumption at the stage of solution dehydration.
Разложение сырья кислотой, имеющей концентрацию более 30 мас.%, приводит к образованию не суспензии, а схватывающейся в процессе разложения гелеобразной массы, что делает невозможным отделение раствора от кислотонерастворимых минеральных примесей. The decomposition of raw materials with an acid having a concentration of more than 30 wt.%, Leads to the formation of not a suspension, but setting during the decomposition of the gel-like mass, which makes it impossible to separate the solution from acid-insoluble mineral impurities.
При расходе кислоты менее 75% от стехиометрической нормы резко снижается извлечение кремнезема и других кислоторастворимых компонентов сырья в раствор в результате неполного разрушения кристаллического каркаса нефелина. When the acid consumption is less than 75% of the stoichiometric norm, the extraction of silica and other acid-soluble components of the raw material into the solution sharply decreases as a result of incomplete destruction of the nepheline crystalline framework.
Повышение расхода кислоты более 120% от стехиометрической нормы не способствует дальнейшему увеличению извлечения кислоторастворимых компонентов сырья, но приводит к повышенному содержанию свободной кислоты в получаемом растворе и к увеличению расхода нефелина для ее нейтрализации. An increase in acid consumption of more than 120% of the stoichiometric norm does not contribute to a further increase in the extraction of acid-soluble components of the raw material, but leads to an increased content of free acid in the resulting solution and to an increase in the consumption of nepheline to neutralize it.
При температуре дегидратации раствора ниже 80oС не достигается необходимая степень обезвоживания частиц диоксида кремния, в результате чего существенно затрудняется или вообще становится невозможным отделение раствора от гелеобразного кремнеземного осадка.When the temperature of the dehydration solution below 80 o With the required degree of dehydration of the particles of silicon dioxide is not achieved, as a result of which it is substantially difficult or even impossible to separate the solution from the gel-like silica precipitate.
Дегидратация раствора при температуре выше 300oС приводит к уменьшению удельной поверхности частиц диоксида кремния и повышенному содержанию в нем примесей в результате образования плохо растворимых соединений металлов.Dehydration of the solution at temperatures above 300 o With leads to a decrease in the specific surface of the particles of silicon dioxide and an increased content of impurities in it as a result of the formation of poorly soluble metal compounds.
Разложение силикатного сырья кислотой, имеющей концентрацию более 20 мас.%, без охлаждения или в отсутствие стабилизирующей добавки может привести к преждевременному гелеобразованию и невозможности отделения раствора солей от нерастворимого осадка. Decomposition of the silicate feed with an acid having a concentration of more than 20 wt.%, Without cooling or in the absence of a stabilizing additive, can lead to premature gelation and the inability to separate the salt solution from the insoluble precipitate.
Выщелачивание продукта, полученного при расходе кислоты на разложение ниже 100% от стехиометрической нормы, водой, а не подкисленными растворами, приводит к неполному извлечению компонентов в раствор и к загрязнению получаемого диоксида кремния примесями. Leaching of the product obtained when the acid consumption for decomposition is lower than 100% of the stoichiometric norm with water rather than acidified solutions leads to incomplete extraction of the components into the solution and to contamination of the resulting silicon dioxide with impurities.
При нейтрализации раствора нефелином до рН менее 1,5 серно- или солянокислый раствор не может быть использован в качестве коагулянта. When neutralizing the solution with nepheline to a pH of less than 1.5, a sulfuric or hydrochloric acid solution cannot be used as a coagulant.
Сущность предлагаемого способа и достигаемые результаты более наглядно могут быть проиллюстрированы следующими примерами. The essence of the proposed method and the achieved results can be more clearly illustrated by the following examples.
Пример 1. 100 г нефелинового концентрата, имеющего химический состав, мас. %: Аl2О3 - 28,4 (25,8 кислоторастворимого); Na2O - 14,3 (13,5); К2O - 6,75 (5,26); Fе2O3 - 3,5 (0,5); SiO2 - 42,3 (30), загружают при перемешивании в 1484 мл 5%-ной серной кислоты, расход которой составляет 75% от стехиометрической нормы для взаимодействия с Аl2О3, Na2O, К2О и Fе2О3. Разложение ведут в лабораторном реакторе с рубашкой в течение 15 минут. Пульпу фильтруют, осадок промывают на фильтре 50 мл горячей воды, промводу смешивают с основным фильтратом. Объединенный раствор распылом подают в сушильную камеру, имеющую температуру 300oС. Полученный продукт в количестве 152 г выщелачивают 495 мл водного раствора, содержащего 51,6 г/л H2SO4, в течение 20 минут при температуре 90oС. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1750 л/м2•ч. Раствор при перемешивании нейтрализуют 5 г нефелина до рН 1,65 и получают 452 мл раствора, содержащего, г/л: Аl2О3 - 60,0; Na2O - 31,4; K2O - 12,2; Fе2O3 - 1,1; SiO2 - 3,3 (извлечение компонентов от их кислоторастворимой части 98 - 99%). Осадок на фильтре восьмикратно промывают горячей водой порциями по 50 мл и сушат при 110oС до постоянной массы. Получают 31,5 г диоксида кремния. Порошок анализируют на содержание SiO2 и примесей (сумма Аl2O3, Na2O, K2O и Fе2O3); удельную поверхность частиц (Sуд., м2/г) определяют методом газовой хроматографии с использованием азота в качестве газа-адсорбата. Полученный диоксид кремния содержит, мас.%: SiO2 - 95,2, примеси - 0,05, влага - 4,75; Sуд.=345 м2/г.Example 1. 100 g of nepheline concentrate having a chemical composition, wt. %: Al 2 O 3 - 28.4 (25.8 acid soluble); Na 2 O - 14.3 (13.5); K 2 O - 6.75 (5.26); Fe 2 O 3 - 3.5 (0.5); SiO 2 - 42.3 (30), loaded with stirring in 1484 ml of 5% sulfuric acid, the flow rate of which is 75% of the stoichiometric norm for interaction with Al 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O and Fe 2 O 3 . The decomposition is carried out in a laboratory reactor with a jacket for 15 minutes. The pulp is filtered, the precipitate is washed on the filter with 50 ml of hot water, the promvoda is mixed with the main filtrate. The combined solution is sprayed into a drying chamber having a temperature of 300 ° C. The resulting product in an amount of 152 g is leached out 495 ml of an aqueous solution containing 51.6 g / l H 2 SO 4 for 20 minutes at a temperature of 90 ° C. The resulting suspension filtered at a speed of 1750 l / m 2 • h The solution is neutralized with stirring 5 g of nepheline to a pH of 1.65 and receive 452 ml of a solution containing, g / l: Al 2 About 3 - 60.0; Na 2 O - 31.4; K 2 O - 12.2; Fe 2 O 3 - 1.1; SiO 2 - 3.3 (extraction of components from their acid-soluble part 98 - 99%). The filter cake was washed eight times with hot water in 50 ml portions and dried at 110 ° C. to constant weight. 31.5 g of silica are obtained. The powder is analyzed for the content of SiO 2 and impurities (the sum of Al 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O and Fe 2 O 3 ); the specific surface area of particles (S beats , m 2 / g) is determined by gas chromatography using nitrogen as the adsorbate gas. The resulting silicon dioxide contains, wt.%: SiO 2 - 95.2, impurities - 0.05, moisture - 4.75; S beats = 345 m 2 / g.
Пример 2. В рубашку реактора подают воду с температурой 10oС. 100 г нефелинового концентрата, имеющего состав по примеру 1, загружают в 335 мл 30%-ной серной кислоты, расход которой составляет 120% от стехиометрической нормы. Пульпу фильтруют, осадок промывают. Объединенный раствор распылом подают в сушильную камеру, имеющую температуру 80oС (разрежение в камере 0,7 кг/см2). Полученный продукт в количестве 197,5 г выщелачивают 600 мл воды в течение 15 минут при 100oС. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 950 л/м2•ч. Раствор при перемешивании нейтрализуют 15 г нефелина и получают 560 мл раствора, имеющего рН 1,95 и содержащего, г/л: Аl2O3 - 53,0; Na2O - 27,7; К2О - 10,8; Fe2О3 - 1,0; SiO2 - 8,0 (извлечение компонентов 98 - 99%). Осадок восьмикратно промывают горячей водой порциями по 50 мл и сушат при 150oС до постоянной массы. Получают 32,0 г диоксида кремния. Порошок анализируют согласно примеру 1.Example 2. In the jacket of the reactor serves water with a temperature of 10 o C. 100 g of nepheline concentrate having the composition of example 1, is loaded into 335 ml of 30% sulfuric acid, the flow rate of which is 120% of the stoichiometric norm. The pulp is filtered, the precipitate is washed. The combined solution is sprayed into a drying chamber having a temperature of 80 ° C. (vacuum in the chamber 0.7 kg / cm 2 ). The resulting product in an amount of 197.5 g was leached with 600 ml of water for 15 minutes at 100 ° C. The resulting suspension was filtered at a rate of 950 l / m 2 • h. The solution is neutralized with stirring 15 g of nepheline and get 560 ml of a solution having a pH of 1.95 and containing, g / l: Al 2 O 3 - 53.0; Na 2 O - 27.7; K 2 O - 10.8; Fe 2 About 3 - 1.0; SiO 2 - 8.0 (component recovery 98 - 99%). The precipitate is washed eight times with hot water in 50 ml portions and dried at 150 ° C. to constant weight. 32.0 g of silica are obtained. The powder is analyzed according to example 1.
Полученный диоксид кремния содержит, мас.%: SiO2 - 94,5, примеси - 0,02, влага - 5,48; Sуд.=415 м2/г.The resulting silicon dioxide contains, wt.%: SiO 2 - 94.5, impurities - 0.02, moisture - 5.48; S beats = 415 m 2 / g.
Пример 3. 100 г нефелинового концентрата, имеющего состав по примеру 1, загружают в 346,5 мл 20%-ной соляной кислоты, содержащей в качестве стабилизирующей добавки 1,5 г/л мочевины. Расход кислоты составляет 100% от стехиометрической нормы. Пульпу фильтруют, осадок промывают. Объединенный раствор распылом подают в сушильную камеру, имеющую температуру 120oС. Полученный продукт в количестве 162,5 г выщелачивают 500 мл воды в течение 15 минут при 95oС. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1275 л/м2•ч. Получают 460 мл раствора, имеющего рН 1,5 и содержащего, г/л: Аl2О3 - 56,0; Na2O -29,3; К2О - 11,4; Fe2О3 - 1,1 (извлечение компонентов 98 - 99%). Осадок промывают и сушат при 105oС до постоянной массы. Получают 32,5 г диоксида кремния. Порошок анализируют согласно примеру 1.Example 3. 100 g of nepheline concentrate having the composition of example 1, is loaded into 346.5 ml of 20% hydrochloric acid containing 1.5 g / l of urea as a stabilizing additive. Acid consumption is 100% of the stoichiometric norm. The pulp is filtered, the precipitate is washed. The combined solution is sprayed into a drying chamber having a temperature of 120 ° C. The resulting product in an amount of 162.5 g is leached out with 500 ml of water for 15 minutes at 95 ° C. The resulting suspension is filtered at a rate of 1275 l / m 2 • h. Get 460 ml of a solution having a pH of 1.5 and containing, g / l: Al 2 About 3 - 56.0; Na 2 O -29.3; K 2 O - 11.4; Fe 2 About 3 - 1.1 (component recovery 98 - 99%). The precipitate is washed and dried at 105 ° C. to constant weight. 32.5 g of silica are obtained. The powder is analyzed according to example 1.
Полученный диоксид кремния содержит, мас.%: SiO2 - 93,2, примеси - 0,08, влага - 6,72; Sуд.=525 м2/г.The resulting silicon dioxide contains, wt.%: SiO 2 - 93.2, impurities - 0.08, moisture - 6.72; S beats = 525 m 2 / g.
Пример 4. 100 г эвдиалитового концентрата, имеющего химический состав, мас.%: ZrO2 - 11,5 (9,2 кислоторастворимого); Аl2О3 - 3,0 (2,2); Na2O - 12,5 (11,3); К2O - 0,8 (0,56); Fе2O3 - 3,5 (0,2); SiO2 - 48,5 (33), загружают при перемешивании в 691 мл 5%-ной серной кислоты, расход которой составляет 110% от стехиометрической нормы для взаимодействия с ZrO2, Аl2O3, Na2O, К2O и Fе2O3. Пульпу фильтруют, осадок промывают. Объединенный раствор распылом подают в сушильную камеру, имеющую температуру 200oС. Полученный продукт в количестве 98 г выщелачивают 300 мл воды в течение 15 минут при температуре 90oС. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 2150 л/м2•ч. Раствор при перемешивании нейтрализуют 15 г нефелина и получают 275 мл раствора, имеющего рН 2,55 и содержащего, г/л: ZrO2 - 33,4; Аl2О3 - 8,0; Na2O - 41,1; К2О - 2,0; Fе2О3 - 0,7; SiO2 - 16,3 (извлечение компонентов - 98 - 99%). Осадок промывают и сушат при 120oС до постоянной массы. Получают 35,2 г диоксида кремния. Порошок анализируют согласно примеру 1.Example 4. 100 g of eudialyte concentrate having a chemical composition, wt.%: ZrO 2 - 11.5 (9.2 acid-soluble); Al 2 O 3 - 3.0 (2.2); Na 2 O - 12.5 (11.3); K 2 O - 0.8 (0.56); Fe 2 O 3 - 3.5 (0.2); SiO 2 - 48.5 (33), loaded with stirring in 691 ml of 5% sulfuric acid, the flow rate of which is 110% of the stoichiometric norm for interaction with ZrO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O and Fe 2 O 3 . The pulp is filtered, the precipitate is washed. The combined solution is sprayed into a drying chamber having a temperature of 200 ° C. The resulting product in an amount of 98 g is leached out with 300 ml of water for 15 minutes at a temperature of 90 ° C. The resulting suspension is filtered at a rate of 2150 l / m 2 • h. The solution is neutralized with stirring 15 g of nepheline and get 275 ml of a solution having a pH of 2.55 and containing, g / l: ZrO 2 - 33.4; Al 2 O 3 - 8.0; Na 2 O - 41.1; K 2 O - 2.0; Fe 2 O 3 - 0.7; SiO 2 - 16.3 (component recovery - 98 - 99%). The precipitate is washed and dried at 120 o C to constant weight. 35.2 g of silica are obtained. The powder is analyzed according to example 1.
Полученный диоксид кремния содержит, мас.%: SiO2 - 94,4, примеси - 0,03, влага - 5,57; Sуд.=575 м2/г.The resulting silicon dioxide contains, wt.%: SiO 2 - 94.4, impurities - 0.03, moisture - 5.57; S beats = 575 m 2 / g.
Пример 5. 100 г нефелинового концентрата, имеющего состав по примеру 1, загружают в 526,8 мл 17%-ной серной кислоты, расход которой составляет 95% от стехиометрической нормы. Пульпу фильтруют, осадок промывают. Объединенный раствор распылом подают в сушильную камеру, имеющую температуру 150oС. Полученный продукт в количестве 175 г выщелачивают 500 мл воды, содержащей 12,5 г/л НС1, в течение 15 минут при 100oС. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1450 л/м2•ч. Раствор при перемешивании нейтрализуют 10 г нефелина и получают 455 мл раствора, имеющего рН 2,85 и содержащего, г/л: Аl2O3 - 62,4; Na2O - 32,6; К2O - 12,7; Fе2O3 - 1,2; SiO2 - 6,6 (извлечение компонентов - 98 - 99%). Осадок промывают и сушат при 125oС до постоянной массы. Получают 32,3 г диоксида кремния. Порошок анализируют согласно примеру 1.Example 5. 100 g of nepheline concentrate having the composition of example 1, is loaded into 526.8 ml of 17% sulfuric acid, the flow rate of which is 95% of the stoichiometric norm. The pulp is filtered, the precipitate is washed. The combined solution is sprayed into a drying chamber having a temperature of 150 ° C. The resulting 175 g product is leached out with 500 ml of water containing 12.5 g / l HCl for 15 minutes at 100 ° C. The resulting suspension is filtered at a rate of 1450 liters / m 2 • h The solution is neutralized with stirring 10 g of nepheline and receive 455 ml of a solution having a pH of 2.85 and containing, g / l: Al 2 O 3 - 62.4; Na 2 O - 32.6; K 2 O - 12.7; Fe 2 O 3 - 1.2; SiO 2 - 6.6 (component recovery - 98 - 99%). The precipitate is washed and dried at 125 o C to constant weight. 32.3 g of silica are obtained. The powder is analyzed according to example 1.
Полученный диоксид кремния содержит, мас.%: SiO2 - 95,3, примеси - 0,01, влага - 4,69; Sуд.=635 м2/г.The resulting silicon dioxide contains, wt.%: SiO 2 - 95.3, impurities - 0.01, moisture - 4.69; S beats = 635 m 2 / g.
Пример 6. Осуществляют операции по примеру 2, за исключением того, что рубашку реактора не охлаждают, а объединенный раствор выдерживают в течение 15 минут до полного схватывания, после чего гелеобразную массу разрыхляют, помещают на противень и сушат в сушильном шкафу. После выщелачивания и фильтрования образовавшейся суспензии со скоростью 850 л/м2•ч получают 560 мл раствора, имеющего рН 1,95 и содержащего, г/л: Аl2О3 - 53,0; Na2O - 27,7; К2О - 10,8; Fе2O3 - 1,0; SiO2 - 8,0 (извлечение компонентов 98 - 99%) и 32,0 г диоксида кремния.Example 6. Carry out the operations of example 2, except that the jacket of the reactor is not cooled, and the combined solution is kept for 15 minutes until fully set, after which the gel-like mass is loosened, placed on a baking sheet and dried in an oven. After leaching and filtering the resulting suspension at a rate of 850 l / m 2 • h, 560 ml of a solution having a pH of 1.95 and containing, g / l: Al 2 O 3 - 53.0 are obtained; Na 2 O - 27.7; K 2 O - 10.8; Fe 2 O 3 - 1.0; SiO 2 - 8.0 (component recovery 98 - 99%) and 32.0 g of silicon dioxide.
Полученный диоксид кремния содержит, мас.%: SiO2 - 94,5, примеси - 0,04, влага - 5,48; Sуд.=415 м2/г.The resulting silicon dioxide contains, wt.%: SiO 2 - 94.5, impurities - 0.04, moisture - 5.48; S beats = 415 m 2 / g.
Пример 7. Осуществляют операции по примеру 3, за исключением того, что разложение ведут в отсутствие стабилизирующей добавки, а объединенный раствор выдерживают в течение 20 минут до полного схватывания, после чего гелеобразную массу разрыхляют, помещают на противень и сушат в сушильном шкафу. После выщелачивания и фильтрования образовавшейся суспензии со скоростью 1350 л/м2•ч получают 460 мл раствора, имеющего рН 1,5 и содержащего, г/л: Аl2О3 -56,0; Na2O - 29,3; К2O - 11,4; Fe2O3 - 1,1 (извлечение компонентов 98 - 99%) и 32,5 г диоксида кремния.Example 7. Carry out the operations of example 3, except that the decomposition is carried out in the absence of a stabilizing additive, and the combined solution is kept for 20 minutes until fully set, after which the gel-like mass is loosened, placed on a baking sheet and dried in an oven. After leaching and filtering the resulting suspension at a rate of 1350 l / m 2 • h, 460 ml of a solution having a pH of 1.5 and containing, g / l: Al 2 O 3 -56.0 are obtained; Na 2 O - 29.3; K 2 O - 11.4; Fe 2 O 3 - 1.1 (component recovery 98 - 99%) and 32.5 g of silicon dioxide.
Полученный диоксид кремния содержит, мас.%: SiO2 - 93,2, примеси - 0,08, влага - 6,72; Sуд.=525 м2/г.The resulting silicon dioxide contains, wt.%: SiO 2 - 93.2, impurities - 0.08, moisture - 6.72; S beats = 525 m 2 / g.
Примеры 8 - 12 соответствуют осуществлению способа вне заявленных пределов режимных параметров. Examples 8 to 12 correspond to the implementation of the method outside the stated limits of the operational parameters.
Пример 8. Осуществляют операции по примеру 2, за исключением того, что нефелин загружают в 278 мл серной кислоты, имеющей концентрацию 35%. B процессе загрузки нефелина реакционная масса желатинизируется, что делает невозможным отделение нерастворимого осадка от раствора. Example 8. Carry out the operations of example 2, except that nepheline is loaded into 278 ml of sulfuric acid having a concentration of 35%. During the loading of nepheline, the reaction mass is gelled, which makes it impossible to separate the insoluble precipitate from the solution.
Пример 9. Осуществляют операции по примеру 1, за исключением того, что нефелин загружают в 1187 мл 5%-ной серной кислоты, расход которой составляет 60% от стехиометрической нормы. Дегидратированный продукт в количестве 125 г выщелачивают 495 мл водного раствора, содержащего 64,5 г/л H2SO4, в течение 20 минут при температуре 90oС. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1050 л/м2•ч. Раствор при перемешивании нейтрализуют 5 г нефелина и получают 452 мл раствора, имеющего рН 1,65 и содержащего, г/л: Аl2О3 - 50,3; Na2O - 26,3; K2O - 10,2; Fе2O3 - 0,9; SiO2 - 3,3 (извлечение компонентов 82 - 83%).Example 9. The operations of example 1 are carried out, except that nepheline is loaded into 1187 ml of 5% sulfuric acid, the flow rate of which is 60% of the stoichiometric norm. A dehydrated product in an amount of 125 g is leached 495 ml of an aqueous solution containing 64.5 g / l H 2 SO 4 for 20 minutes at a temperature of 90 o C. the resulting suspension is filtered at a speed of 1050 l / m 2 • h The solution is neutralized with stirring 5 g of nepheline and receive 452 ml of a solution having a pH of 1.65 and containing, g / l: Al 2 About 3 - 50.3; Na 2 O - 26.3; K 2 O - 10.2; Fe 2 O 3 - 0.9; SiO 2 - 3.3 (component recovery 82 - 83%).
Пример 10. Осуществляют операции по примеру 2, за исключением того, что нефелин загружают в 363 мл 30%-ной серной кислоты, расход которой составляет 130% от стехиометрической нормы. Дегидратированный продукт в количестве 207,7 г выщелачивают 600 мл воды в течение 15 минут при 100oС. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1350 л/м2•ч. Раствор нейтрализуют 25 г нефелина до рН 1,95 и получают 560 мл раствора, содержащего, г/л: Аl2О3 - 57,6; Na2O - 30,2; К2O - 11,7; Fе2O3 - 1,1; SiO2 - 13,3 (извлечение компонентов 98 - 99%).Example 10. The operations of example 2 are carried out, except that nepheline is loaded into 363 ml of 30% sulfuric acid, the flow rate of which is 130% of the stoichiometric norm. The dehydrated product in an amount of 207.7 g is leached with 600 ml of water for 15 minutes at 100 ° C. The resulting suspension is filtered at a rate of 1350 l / m 2 • h. The solution is neutralized with 25 g of nepheline to a pH of 1.95 and get 560 ml of a solution containing, g / l: Al 2 About 3 - 57.6; Na 2 O - 30.2; K 2 O - 11.7; Fe 2 O 3 - 1.1; SiO 2 - 13.3 (component recovery 98 - 99%).
Пример 11. Осуществляют операции по примеру 2, за исключением того, что объединенный раствор распылом подают в сушильную камеру, имеющую температуру 70oС. Полученный продукт в количестве 215 г выщелачивают 600 мл воды в течение 15 минут при 100oС. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 275 л/м2•ч. Осадок восьмикратно промывают горячей водой порциями по 100 мл.Example 11. The operations of Example 2 are carried out, except that the combined solution is sprayed into a drying chamber having a temperature of 70 ° C. The resulting product in an amount of 215 g is leached out with 600 ml of water for 15 minutes at 100 ° C. The resulting suspension is filtered. with a speed of 275 l / m 2 • h. The precipitate is washed eight times with hot water in 100 ml portions.
Пример 12. Осуществляют операции по примеру 1, за исключением того, что объединенный раствор распылом подают в сушильную камеру, имеющую температуру 350oС.Example 12. Carry out the operations of example 1, except that the combined solution is sprayed into a drying chamber having a temperature of 350 o C.
Полученный диоксид кремния содержит, мас.%: SiO2 - 95,8, примеси - 0,35, влага - 3,85; Sуд.=125 м2/г.The resulting silicon dioxide contains, wt.%: SiO 2 - 95.8, impurities - 0.35, moisture - 3.85; S beats = 125 m 2 / g.
Пример 13 (по прототипу). 100 г нефелинового концентрата, имеющего состав по примеру 1, равномерно загружают в течение 4 часов в 279 мл 30%-ной серной кислоты, расход которой составляет 100% от стехиометрической нормы. Кислота содержит в качестве затравки 20 г аморфного кремнезема. Пульпу фильтруют, осадок четырежды промывают горячей водой при расходе 100 мл на каждую промывку. Осадок разделяют в гидроциклоне на легкую фракцию (диоксид кремния) и тяжелую фракцию (нерастворимые примеси). После сушки легкой фракции при 110oС получают 29,5 г диоксида кремния. Порошок анализируют согласно примеру 1.Example 13 (prototype). 100 g of nepheline concentrate having the composition of example 1, is uniformly loaded for 4 hours in 279 ml of 30% sulfuric acid, the flow rate of which is 100% of the stoichiometric norm. The acid contains 20 g of amorphous silica as a seed. The pulp is filtered, the precipitate is washed four times with hot water at a flow rate of 100 ml per wash. The precipitate is separated in a hydrocyclone into a light fraction (silica) and a heavy fraction (insoluble impurities). After drying the light fraction at 110 ° C. , 29.5 g of silica are obtained. The powder is analyzed according to example 1.
Полученный диоксид кремния содержит, мас.%: SiO2 - 92,5, примеси - 1,45, влага - 6,05; Sуд.=95 м2/г.The resulting silicon dioxide contains, wt.%: SiO 2 - 92.5, impurities - 1.45, moisture - 6.05; S beats = 95 m 2 / g.
Как следует из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет повысить качество получаемого диоксида кремния, а также увеличить степень его извлечения из исходного сырья. По сравнению с прототипом удельная поверхность частиц диоксида кремния увеличивается в 3,6 - 6,7 раза, содержание примесей уменьшается на один - два порядка, а выход диоксида кремния из 1 тонны сырья увеличивается на 20 - 57 кг. As follows from the above examples, the proposed method allows to improve the quality of the obtained silicon dioxide, as well as to increase the degree of its extraction from the feedstock. Compared with the prototype, the specific surface area of silicon dioxide particles increases by 3.6 - 6.7 times, the content of impurities decreases by one - two orders of magnitude, and the yield of silicon dioxide from 1 ton of raw material increases by 20 - 57 kg.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001101307A RU2179527C1 (en) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | Method of processing silicate raw material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001101307A RU2179527C1 (en) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | Method of processing silicate raw material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2179527C1 true RU2179527C1 (en) | 2002-02-20 |
Family
ID=20244908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001101307A RU2179527C1 (en) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | Method of processing silicate raw material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2179527C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2515735C1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" | Method to extract metals from silicate slags |
-
2001
- 2001-01-15 RU RU2001101307A patent/RU2179527C1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2515735C1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" | Method to extract metals from silicate slags |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4031184A (en) | Process for reclaiming cement kiln dust and recovering chemical values therefrom | |
| NO150114B (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF CRYSTALLINIC IONE EXCHANGE MATERIALS OF ALKALIMETALUM ALUMINUM SILICATE | |
| FI67791C (en) | CONTAINER CONTAINING FREQUENCY FRAMEWORK WITH A CONSTANT AND HOMOGENEOUS QUALITY | |
| KR101602933B1 (en) | Method for Manufacturing Synthetic Zeolites using Coal Bottom Ash of thermoelectric power plant | |
| US20190070598A1 (en) | Method for the purification of alumina | |
| US3985567A (en) | Method of treating bauxite waste red mud with acid and making construction bricks from the treated material | |
| CN103058235B (en) | Method of removing calcium with magnesium sulfate and high-purity magnesium sulfate | |
| RU2350564C2 (en) | Potassium alum production method | |
| EP0368919A1 (en) | Method for the multistage, waste-free processing of red mud to recover basic materials of chemical industry | |
| US4045340A (en) | Method for recovering and exploiting waste of the chromic anhydride production | |
| RU2179527C1 (en) | Method of processing silicate raw material | |
| CN103303974B (en) | Method for recycling waste silicon slag discharged in production of zirconyl chloride | |
| US2584894A (en) | Treatment of fluoric effluents to | |
| SK278777B6 (en) | Method for producing alkaline polyaluminium chloride solutions containing sulphates | |
| RU2375305C1 (en) | Method of processing borosilicate concentrates | |
| CN1108618A (en) | Method for production of high-content ferric oxide red colorant from iron-contained industrial burned dregs | |
| RU2740995C1 (en) | Method of producing microsilica from natural diatomite by precipitation of nitric acid solution | |
| Şengi̇l | The utilization of alunite ore as a coagulant aid | |
| US5270278A (en) | Alumina coated with a layer of carbon as an absorbent | |
| RU2625114C1 (en) | Process of producing finely dispersed amorphous microsilica by sol-gel method | |
| SU1142446A1 (en) | Method of obtaining calcium fluoride | |
| US4332778A (en) | Non-evaporative process for the production of aluminum sulfate | |
| CN1142108C (en) | Treatment and utilization method of waste acid liquor by using activated clay | |
| SU899466A1 (en) | Method for activating bentonite clay | |
| SU891802A1 (en) | Method of regenerating spent alkaline solutions for pickling aluminium alloys |