RU2219130C2 - Способ разложения титанокальциевого сырья - Google Patents
Способ разложения титанокальциевого сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2219130C2 RU2219130C2 RU2002106267A RU2002106267A RU2219130C2 RU 2219130 C2 RU2219130 C2 RU 2219130C2 RU 2002106267 A RU2002106267 A RU 2002106267A RU 2002106267 A RU2002106267 A RU 2002106267A RU 2219130 C2 RU2219130 C2 RU 2219130C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- calcium
- residue
- nitric acid
- decomposition
- 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
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии переработки титанокальциевого сырья, преимущественно к разложению сфенового концентрата, и может быть использовано для производства дефицитных и высококачественных продуктов на основе титана. Обработку сфенового концентрата ведут в герметичных условиях реактора 20-30%-ной азотной кислотой в присутствии фтор-иона, который берут в количестве 0,2-0,5 моль/моль TiO2 в виде фтористоводородной или кремнефтористоводородной кислоты, с последующем охлаждением реакционной массы до 20-25oС и отделением титансодержащего остатка фильтрацией. Обработку предпочтительно вести при температуре 100-110oС в течение 5 ч и давлении не более 0,12 МПа. Достигаемый результат заключается в повышении извлечения кальция в раствор до 95,0-98,2% и в увеличении доли химически активной анатазной формы диоксида титана в остатке до 100%. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к технологии переработки титанокальциевого сырья, преимущественно к разложению сфенового концентрата, и может быть использовано для производства дефицитных и высококачественных продуктов на основе титана.
Известен способ разложения титанокальциевого сырья (см. авт. свид. СССР 592756, МПК2 С 01 G 23/00, С 22 В 3/00, 1978), в частности сфенового концентрата, включающий обработку тонкоизмельченного концентрата 70%-ной серной кислотой при температуре 160-170oС в течение 0,5-1,5 ч, разбавление пульпы водой до концентрации серной кислоты 50-60% при понижении температуры до 130-140oС со скоростью 2,5-0,2oС/мин в течение 0,3-3 ч, дополнительную сульфатизацию в этих условиях в течение 2-6 ч при перемешивании густеющей массы и дозревание спека в течение 10 ч.
Недостатками способа являются образование целого ряда сульфатов титана и кальция сложного состава с недостаточно четким их распределением между твердой и жидкой фазами, что ограничивает извлечение полезных компонентов, высокая температура разложения сфенового концентрата и использование концентрированной серной кислоты, затрудняющие проведение процесса, высокая остаточная кислотность реакционной массы, осложняющая ее дальнейшую переработку и ведущая к перерасходу реагентов, а также большая (16,5 ч) длительность процесса разложения.
Известен также способ разложения титанокальциевого сырья (см. Кострикин В. М. , Мелентьев Б.Н., Резниченко В.А. Автоклавное вскрытие перовскитового концентрата. Обогащение и переработка минерального сырья. Сборник "Минеральное сырье", - М.: Недра, 1966, вып.3, с.63-69), в частности перовскитового концентрата, включающий автоклавную обработку измельченного до 150 меш концентрата 50%-ной азотной кислотой с избыточным расходом 20% при температуре 150oС и давлении 4-5 кг/см2 в течение 3 ч, охлаждение реакционной массы до 40-50oС, выщелачивание с доизвлечением кальция в раствор, фильтрацию с отделением титансодержащего твердого остатка и его промывку. Титан в твердом остатке содержится преимущественно в рутильной форме. Извлечение кальция в раствор фактически составляет не более 92%.
Недостатками способа являются относительно невысокое извлечение кальция в раствор, высокая температура обработки концентрата, что способствует преимущественному образованию в остатке рутильной формы титана, высокая концентрация используемой азотной кислоты, а также разложение концентрата в условиях повышенного давления в автоклаве, что усложняет реализацию процесса.
Настоящее изобретение направлено на решение задачи повышения степени извлечения кальция в раствор и увеличения в остатке доли титана в химически более активной анатазной форме. Изобретение также решает задачу снижения энергоемкости процесса и упрощения его аппаратурного оформления.
Поставленная задача решается тем, что в способе разложения титанокальциевого сырья, включающем обработку исходного сырья в герметичных условиях азотной кислотой при нагревании с переводом кальция в азотнокислый раствор и концентрированном титана в твердом остатке и отделение остатка, согласно изобретению, в качестве исходного сырья используют сфеновый концентрат, а кислотную обработку ведут в присутствии фтор-иона, который берут в количестве 0,2-0,5 моль/моль TiО2, при концентрации азотной кислоты 20-30% и температуре 100-110oС.
Поставленная задача решается также тем, что фтор-ион вводят в виде фтористо-водородной или кремнефтористоводородной кислоты.
Поставленная задача решается и тем, что обработку сфенового концентрата ведут при давлении не более 0,12 МПа.
Сущность изобретения заключается в том, что растворимость нитратов кальция в растворах азотной кислоты имеет обратную зависимость по отношению к концентрации свободной азотной кислоты в системе. Поэтому понижение концентрации кислоты до 20-30% при разложении концентрата повышает извлечение кальция в раствор и способствует увеличению в остатке доли титана в анатазной форме, более химически активной по сравнению с рутильной. Фтор-ионы при азотнокислотной обработке сфенового концентрата в количестве 0,2-0,5 моль/моль TiO2 способствуют 100%-ному концентрированию титана в химически активной анатазной форме и позволяет снизить температуру обработки до 100-110oС.
Присутствие фтор-иона в количестве менее 0,2 моль/моль TiO2 снижает долю анатазной формы диоксида титана в остатке, а количество фтор-иона более 0,5 моль/моль TiO2 осложняет дальнейшую переработку остатка.
При концентрации азотной кислоты менее 20% или более 30% и температуре ниже 100oС снижается извлечение кальция в раствор, а при температуре выше 110oС возрастает давление в реакторе.
Азотнокислотную обработку титанокальциевого сырья предпочтительно вести при давлении в реакторе не более 0,12 МПа, что способствует снижению энергетических затрат и упрощает аппаратурное оформление процесса и эксплуатацию оборудования.
Сущность и преимущества заявляемого изобретения могут быть проиллюстрированы следующими примерами.
Пример 1. 20 г тонкоизмельченного сфенового концентрата, содержащего, мас. %: 27 СаО, 37,5 ТiO2, 26,5 SiO2, обрабатывают в герметичных условиях реактора 20%-ной азотной кислотой, взятой с избыточным по отношению к содержанию кальция 20%-ным расходом. Обработку ведут при температуре 110oС и давлении паров 0,12 МПа в течение 5 ч в присутствии фтор-иона, который вводят в виде 40%-ной HF в количестве 0,86 г (0,5 моль/моль TiO2). Охлажденную до 20-25oС реакционную массу фильтруют с отделением титансодержащего остатка. Извлечение кальция в раствор составило 98,2%. Доля анатазной формы TiO2 в остатке равна 100%.
Пример 2. 30 г тонкоизмельченного сфенового концентрата обрабатывают аналогично примеру 1, но 25%-ной азотной кислотой при температуре 105oС и давлении паров в реакторе 0,11 МПа. Фтор-ион вводят в виде 40%-ной HF в количестве 0,77 г (0,3 моль/моль TiO2). Извлечение кальция в раствор составило 96,9%. Доля анатазной формы ТiO2 в остатке равна 100%.
Пример 3. 10 г тонкоизмельченного сфенового концентрата обрабатывают аналогично примеру 1, но 30%-ной азотной кислотой при температуре 100oС и давлении паров в реакторе 0,10 МПа. Фтор-ион вводят в виде 40%-ной HF в количестве 0,16 г (0,2 моль/моль TiO2). Извлечение кальция в раствор составило 95,2%. Доля анатазной формы TiO2 в остатке равна 100%.
Пример 4. 25 г тонкоизмельченного сфенового концентрата обрабатывают аналогично примеру 1, но 20%-ной азотной кислотой при температуре 110oС и давлении паров в реакторе 0,12 МПа. Фтор-ион вводят в виде 45%-ной Н2SiF6 в количестве 1,07 г (0,5 моль/моль TiO2). Извлечение кальция в раствор составило 97,3%. Доля анатазной формы TiO2 в остатке равна 100%.
Пример 5. 40 г тонкоизмельченного сфенового концентрата обрабатывают аналогично примеру 1, но 25%-ной азотной кислотой при температуре 105oС и давлении в реакторе 0,11 МПа. Фтор-ион вводят в виде 45%-ной H2SiF6 в количестве 1,38 г (0,4 моль/моль TiO2). Извлечение кальция в раствор составило 96,0%. Доля анатазной формы TiO2 в остатке равна 100%.
Пример 6. 50 г тонкоизмельченного сфенового концентрата обрабатывают аналогично примеру 1, но 30%-ной азотной кислотой при температуре 100oС и давлении в реакторе 0,10 МПа. Фтор-ион вводят в виде 45%-ной H2SiF6 в количестве 0,86 г (0,2 моль/моль TiO2). Извлечение кальция в раствор составило 95,0%. Доля анатазной формы TiO2 в остатке равна 100%.
Основные технологические параметры и полученные результаты по примерам 1-6 согласно заявляемому способу, а также по примерам 7-10 с запредельными значениями параметров и примеру 11 по прототипу представлены в таблице.
Как видно из приведенных примеров и таблицы, использование предлагаемого способа обеспечивает повышение извлечения кальция в раствор до 95,0-98,2% и доли химически активной анатазной формы диоксида титана в остатке до 100%. Реализация предлагаемой совокупности признаков позволяет также снизить энергоемкость способа и упрощает аппаратурное оформление процесса и эксплуатацию оборудования.
Claims (3)
1. Способ разложения титанокальциевого сырья, включающий обработку исходного сырья в герметичных условиях азотной кислотой при нагревании с переводом кальция в азотнокислый раствор и концентрированием титана в твердом остатке и отделение остатка, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют сфеновый концентрат, а кислотную обработку ведут в присутствии фтор-иона, который берут в количестве 0,2-0,5 моль/моль ТiO2, при концентрации азотной кислоты 20-30% и 100-110°С.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фтор-ион вводят в виде фтористоводородной или кремнефтористоводородной кислоты.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что обработку сфенового концентрата ведут при давлении не более 0,12 Мпа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002106267A RU2219130C2 (ru) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | Способ разложения титанокальциевого сырья |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002106267A RU2219130C2 (ru) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | Способ разложения титанокальциевого сырья |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002106267A RU2002106267A (ru) | 2003-09-10 |
RU2219130C2 true RU2219130C2 (ru) | 2003-12-20 |
Family
ID=32066128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002106267A RU2219130C2 (ru) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | Способ разложения титанокальциевого сырья |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2219130C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525025C1 (ru) * | 2013-06-20 | 2014-08-10 | Федеральное государственное образовательное автономное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ вскрытия перовскитовых концентратов |
-
2002
- 2002-03-11 RU RU2002106267A patent/RU2219130C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КОСТРИКИН В.М. и др. Автоклавное вскрытие перовскитового концентрата. В сборнике: Минеральное сырье. Обогащение и переработка минерального сырья. - М.: Недра, 1966, в. 13, с.63-66. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525025C1 (ru) * | 2013-06-20 | 2014-08-10 | Федеральное государственное образовательное автономное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ вскрытия перовскитовых концентратов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2602124C1 (ru) | Способ очистки зольного графита | |
WO2017181759A1 (zh) | 一种利用含锂废液制备无水氯化锂的方法 | |
CN101708860B (zh) | 一种制备高纯超细碳酸钡的方法 | |
CN111186852A (zh) | 利用副产氟硅酸提纯石英物料及制备氟化铝和高纯度白炭黑的工艺 | |
CN102828036B (zh) | 一种由钒渣制备偏钒酸钾的方法 | |
RU2219130C2 (ru) | Способ разложения титанокальциевого сырья | |
NO750859L (ru) | ||
CN1281508C (zh) | 由硫酸法的分解残留物制备二氧化钛的方法 | |
CN106636615B (zh) | 利用锂云母制备碳酸锂的云母处理工艺 | |
CN1156394C (zh) | 氟化合物和二氧化硅的生产方法 | |
RU2323881C1 (ru) | Способ переработки сфенового концентрата | |
RU2196736C1 (ru) | Способ разложения титанокальциевого сырья | |
US4045542A (en) | Production of chlorine dioxide | |
CN109354045A (zh) | 一种利用蒸垢母液制备碳酸锂的方法 | |
CN112320820A (zh) | 一种利用磷酸中氟硅酸生产高纯氟化钠的方法 | |
CN106673026A (zh) | 一种联产高纯氢氧化镁及其副产物制备晶须碳酸钙的工艺 | |
CN104630877B (zh) | 一种由炼锡废渣制备二水硫酸钙晶须的方法 | |
CN113044865B (zh) | 一种制备氧化铝的方法 | |
CN104386740B (zh) | 一种高纯氟钛酸钙的制备方法 | |
RU2755989C1 (ru) | Способ очистки зольного графита | |
RU2169703C2 (ru) | Способ переработки сфенового концентрата | |
SU1813712A1 (ru) | Способ получения жидкого стекла 2 | |
CN105776152A (zh) | 一种高纯碲的制备方法 | |
RU2182887C2 (ru) | Способ переработки лопаритового концентрата | |
RU2412906C1 (ru) | Способ получения карбоната бария высокой чистоты |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080312 |