RU2490346C1 - Способ переработки аризонитовых и ильменитовых концентратов - Google Patents
Способ переработки аризонитовых и ильменитовых концентратов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2490346C1 RU2490346C1 RU2012112371/02A RU2012112371A RU2490346C1 RU 2490346 C1 RU2490346 C1 RU 2490346C1 RU 2012112371/02 A RU2012112371/02 A RU 2012112371/02A RU 2012112371 A RU2012112371 A RU 2012112371A RU 2490346 C1 RU2490346 C1 RU 2490346C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- leaching
- titanium
- solution
- hydrochloric acid
- ilmenite
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии железо-титансодержащего минерального сырья и переработке аризонитовых и ильменитовых концентратов. Способ переработки аризонитовых и ильменитовых концентратов включает обработку исходного концентрата выщелачиванием раствором соляной кислоты при контролируемом давлении и температуре в замкнутом объеме при температурах выше 99°С. После выщелачивания проводят выделение обогащенного титаном осадка и его обработку. Причем перед выщелачиванием исходный концентрат подвергают предварительной механоактивации до уровня, обеспечивающего извлечение в раствор железа не менее 85%, а титана не более 5%. Технический результат состоит в селективном извлечении в раствор соединений железа и других примесей, которые содержатся в ильменитовом и аризонитовом концентратах, при минимальных потерях в раствор ценного компонента - титана. 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 9 пр.
Description
Изобретение относится к технологии железо-титансодержащего минерального сырья и переработке аризонитовых и ильменитовых концентратов путем их очистки от соединений железа и сопутствующих примесей. Изобретение позволяет получить продукт на основе оксида титана с содержанием оксида титана более 85%, который можно использовать как сырье для хлорирования взамен титановых шлаков, а также в качестве заменителя природного рутила.
Известен способ отделения соединений железа от титансодержащей основы методом плавки на шлак (А.Н. Зеликман, Б.Г. Коршунов. Металлургия редких металлов. - М.: Металлургия, 1991. - с.163-166.). Для отделения железа проводят восстановительную плавку ильменита с получением чугуна и титанового шлака (80-87% TiO2) Восстановительную плавку проводят в трехфазных электродуговых печах мощностью 5-20 МВт. Процесс ведут при температурах 1200-1600°С. В качестве восстановителя оксидов железа используют углерод. В результате данной операции доля оксидов железа снижается в шлаке до 3-6,5%.
Недостатками данного способа являются: высокие температура и энергоемкость процесса; опасность разъедания футеровки печи высокоактивным шлаком; образование газообразного монооксида углерода, улавливание которого требует специального оборудования.
Известен также способ вскрытия ильменитового концентрата концентрированной серной кислотой (92-94%) (А.Н. Зеликман, Б.Г. Коршунов. Металлургия редких металлов. - М.: Металлургия, 1991. - с.179-181). Измельченный концентрат вводят в предварительно разогретую до 125-135°С концентрированную серную кислоту. Растворение протекает в экзотермическом режиме с саморазогревом до 180-200°С и заканчивается за 5-10 мин. Недостатком данного способа является растворение не только железа, но и всего титана, что требует проведения дополнительных процессов для их разделения. Кроме того, применение серной кислоты затрудняет ее повторное использование.
Известен также способ разложения минерального и техногенного сырья (патент РФ №2149908), который предусматривает использование в качестве реагента соляной кислоты, проведение процесса в замкнутом объеме при температуре выше 98°С и соотношении Т:Ж=1:(4,4-20). В этом способе обработку исходного сырья проводят в герметичных условиях концентрированной (35-40%) соляной кислотой при перемешивании и нагревании до 75-100°С. Допускается проведение процесса при повышенном давлении (0,2-0,5 МПа). Разложение минерального сырья проводится в режиме противотока. Этот способ по совокупности существенных признаков наиболее близок к заявляемому и принят за прототип.
Недостатками данного способа являются переход в раствор не только титана, но и всего железа, что требует введения дополнительных операций для разделения данных элементов. Кроме того, использование в процессе соляной кислоты высокой (выше 35%) концентрации создает трудности по повторному использованию избыточной кислоты, вследствие невозможности ее укрепления стандартной 37% кислотой, которая используется на гидрометаллургических предприятиях.
Целью изобретения является очистка титанового концентрата от соединений железа и от сопутствующих примесей и получение продукта на основе оксида титана с содержанием оксида титана более 85%.
В изобретении эта цель достигается за счет получения технического результата -селективного извлечения в раствор соединений железа и других примесей, которые содержатся в ильменитовом и аризонитовом концентратах, при минимальных потерях в раствор ценного компонента - титана.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе переработки аризонитовых и ильменитовых концентратов, включающем обработку исходных концентратов раствором соляной кислоты при контролируемом давлении и температуре в замкнутом объеме при температурах выше 99°С и выделение обогащенного титаном осадка и его обработки, перед выщелачиванием исходный концентрат подвергают предварительной механоактивации до уровня, обеспечивающего извлечение в раствор железа не менее 85%, а титана не более 5%.
В частном случае осуществления способа доля энергии механоактивации усвоенной концентратом аризонита в виде микродеформаций составляет не менее 10кДж/моль.
В другом частном случае осуществления способа доля энергии механоактивации усвоенной концентратом ильменита в виде микродеформаций составляет не менее 3 кДж/моль.
В другом частном случае обработку предварительно механоактивированных концентратов проводят соляной кислотой с концентрацией 30-34%.
В другом частном случае процесс проводят при температуре 99-180°С и давлении 0,1-0,6 МПа.
В другом частном случае избыток соляной кислоты выводят из реакционного объема в виде пара, который конденсируют, доукрепляют и возвращают для повторного использования.
В другом частном случае удаление избыточной соляной кислоты совмещают с термообработкой растворов выщелачивания при температуре 130-300°С. Конкретные примеры осуществления способа, его сущность и преимущества раскрыты и пояснены следующими примерами.
Пример 1. Процесс осуществляются без проведения механоактивации концентрата. 5 г исходного аризонитового концентрата, имеющего 98,4% фракций крупностью более 100 мкм и содержащего, %: Fe 14,5; Ti 28,9; Al 0,82; Cr 0,52; Mn 0,59; Mg 0,19; Ca 0,16; остальное кислород и нерастворимые в соляной кислоте компоненты, обрабатывали в замкнутом объеме, со свободным истечением паров в систему улавливания HCl, 34% соляной кислотой при соотношении Т:Ж=1:6 и температуре 99°С в течение одного часа. После отделения нерастворимого осадка фильтрацией извлечение железа в раствор составило 8%, а титана 6,9% от исходного.
Пример 2. Процесс осуществляют как в примере 1, но аризонитовый концентрат предварительно подвергают механообработке в ЦПМ с развиваемым ускорением 25 g в течение 2,5 мин при соотношении шары: материал Ш:М=800:10. Доля усвоенной энергии в виде микродеформации 10-11 кДж/моль. (Оценку доли энергии, запасенной в виде микродеформации проводили по методике, изложенной в работе Е.В. Богатыревой и А.Г. Ермилова «Оценка доли энергии, запасенной при механической активации минерального сырья» Неорганические материалы, 2008, том 44, с.242-247.) После отделения нерастворимого осадка, извлечение в раствор составило: Fe - 39,9%; Ti - 23,3. Повышение энергосодержания кристаллической решетки аризонита сопровождается увеличением начальной скорости извлечения в раствор железа в 5 раз, а титана в 3,4 раза.
Пример 3. Процесс осуществляют как в примере 2, но продолжительность обработки соляной кислотой увеличена с 1-го часа до 7. Извлечение в раствор составило: Fe - 86,4%; Ti - 3,46%. При этом содержание в осадках выщелачивания: Fe - 3,54%; Ti - 53,3%; Mg - 0,16%. Большая скорость реагирования железа с соляной кислотой приводит к снижению концентрации HCl, в результате чего доля перешедшего в раствор титана снижается. Результат по разделению железа и титана аналогичен получаемому в способе плавки на шлак. Снижение доли титана в раствор можно объяснить частичным гидролизом растворенного титана при снижении концентрации HCl вызванным реагированием с железом, а также «высаливанием» соединений титана из раствора с повышением концентрации хлоридов железа и примесных элементов в нем.
Пример 4. Процесс осуществляют как в примере 2, но обработку предварительно активированного аризонитового концентрата проводили 30% HCl при соотношении Т:Ж=1:10, температуре 158°С, давлении 0,6 МПа и продолжительности 20 мин. После фильтрации степень перехода в раствор составила: Fe - 88,29%; Ti - 0,88%; Al - 42,20%; Cr - 34,78%; Mn - 92,70%; Ca - 74,77%. Таким образом, параллельно осуществляется дополнительная очистка от других сопутствующих титану примесей более чем на 50%.
Пример 5. Процесс осуществляют как в примере 4, но продолжительность обработки соляной кислотой увеличена с 20 до 40 мин. После фильтрации степень перехода в раствор составила: Fe - 93,97%; Ti - 0,33%; Al - 51,68%; Cr - 46,31%; Mn - 96,86%; Mg - 71,45%; Ca - 87,39%.
Пример 6. Процесс осуществляют как в примере 4, но по окончании выщелачивания и отделения раствора с примесными соединениями Fe, Al, Cr, Mn, Mg, Ca от титансодержащего кека, раствор направляли на упаривание при температурах от 85 до 150°С.При этом возвращается на выщелачивание до 92% не прореагировавшей кислоты с концентрацией HCl до 20%. Доукрепление кислоты проводилось разбавлением 37% HCl.
Пример 7. Процесс осуществляют как в примере 6, но после отгонки HCl проводилась дополнительная выпарка ее в присутствии CaCl2 при температуре 99°С в течение 1 часа. В результате получена 37% HCl.
Пример 8. 5 г исходного ильменитового концентрата, имеющего 98% фракций крупностью более 100 мкм и содержащего, % масс: Fe - 23,1; Ti - 29,5; Mg - 0,46 обрабатывали в замкнутом объеме со свободным истечением паров в систему улавливания HCl 34% соляной кислотой при соотношении Т:Ж=1:6 и температуре 99°С в течение 6 часов. После отделения нерастворимого осадка фильтрацией извлечение железа в раствор составило 53%, а титана 6,5% от исходного.
Пример 9. Процесс осуществляют как в примере 8, но ильменитовый концентрат предварительно подвергали механообработке в ЦПМ с развиваемым ускорением 25 g при соотношении шары: материал Ш:М=800:10. Менее стабильная, по сравнению с аризонитом, решетка ильменита определяет более интенсивную очистку кека от железа при аналогичных условиях механоактивации и обработке соляной кислотой. Данные представлены в таблице 1.
Таблица 1 | |||||
Продолжительность механоактивации, мин | Извлечение в раствор, % | Содержание в осадке выщелачивания, % | ΔЕε, кДж/моль FeTiO3 | ||
Fe | Ti | FeO | TiO2 | ||
0,5 | 80,5 | 0,4 | 9,2 | 69,8 | 1,4 |
1 | 91,7 | 0,3 | 4.2 | 75,3 | 2,7 |
1,5 | 95,2 | 2,8 | 2,4 | 76,3 | 5,3 |
2,5 | 97,6 | 2,2 | 1,4 | 82,0 | >5,3 |
Обработка данных таблицы показывает, что при доле усвоенной энергии ильменитовым концентратом в виде микродеформации составляющей более 3 кДж/моль остаточное содержание Fe в осадке выщелачивания не превышает 3,5%.
Приведенные выше примеры осуществления способа показывают возможность промышленного использования для переработки аризонитовых и ильменитовых концентратов в процессе которой, осуществляется эффективная очистка материала от соединений железа и сопутствующих примесей. Использование изобретение позволяет получить продукт на основе оксида титана с высоким содержанием оксида титана более 85%, который можно использовать как сырье для хлорирования взамен титановых шлаков, а также в качестве заменителя природного рутила. Кроме того, предложенный способ позволяет существенно снизить расход кислоты за счет осуществления селективного растворения соединений железа и других примесей при обработке предварительно активированных аризонитовых и ильменитовых концентратов. Это позволяет использовать соляную кислоту с концентрацией 30-34%, проводить отгонку избыточной кислоты, ее доукрепление и возвратить в технологический цикл на стадию выщелачивания. Применение пониженной концентрации соляной кислоты при высокой скорости растворения сопутствующих титану примесей снижает переход в раствор основного компонента - титана, в том числе и за счет «высаливания». Кроме того изобретение позволяет и снизить объемы выбросов соляной кислоты и снизить затраты на нейтрализацию вредных сбросов.
Claims (7)
1. Способ переработки аризонитовых и ильменитовых концентратов, включающий обработку исходного концентрата выщелачиванием раствором соляной кислоты при контролируемом давлении и температуре в замкнутом объеме при температурах выше 99°С, выделение обогащенного титаном осадка и его обработку, отличающийся тем, что перед выщелачиванием исходный концентрат подвергают предварительной механоактивации до уровня, обеспечивающего извлечение в раствор железа не менее 85%, а титана не более 5%.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что доля энергии механоактивации, усвоенной аризонитовым концентратом в виде микродеформаций, составляет не менее 10 кДж/моль.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что доля энергии механоактивации, усвоенной ильменитовым концентратом в виде микродеформаций, составляет не менее 3 кДж/моль.
4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что обработку выщелачиванием предварительно механоактивированных концентратов проводят раствором соляной кислоты с концентрацией 30-34%.
5. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что обработку выщелачиванием проводят при температуре 99-180°С и давлении 0,1-0,6 МПа.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что при выщелачивании выводят избыток соляной кислоты из реакционного объема в виде пара, который конденсируют, доукрепляют и возвращают для повторного использования.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что удаление избытка соляной кислоты из растворов после выщелачивания совмещают с термообработкой растворов при температуре 130-300°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012112371/02A RU2490346C1 (ru) | 2012-04-02 | 2012-04-02 | Способ переработки аризонитовых и ильменитовых концентратов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012112371/02A RU2490346C1 (ru) | 2012-04-02 | 2012-04-02 | Способ переработки аризонитовых и ильменитовых концентратов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2490346C1 true RU2490346C1 (ru) | 2013-08-20 |
Family
ID=49162820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012112371/02A RU2490346C1 (ru) | 2012-04-02 | 2012-04-02 | Способ переработки аризонитовых и ильменитовых концентратов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2490346C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5277816A (en) * | 1990-09-12 | 1994-01-11 | Solex Research Corporation Of Japan | Process for producing titanium dioxide |
US6048505A (en) * | 1997-06-16 | 2000-04-11 | Kemicraft Overseas Limited | Continuous non-polluting liquid phase titanium dioxide process and apparatus |
RU2149908C1 (ru) * | 1998-11-03 | 2000-05-27 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Способ разложения минерального и техногенного сырья |
RU2171228C2 (ru) * | 1995-12-15 | 2001-07-27 | Тиоксид Груп Сервисиз Лимитед | Рутильный диоксид титана и способы его получения (варианты) |
US6375923B1 (en) * | 1999-06-24 | 2002-04-23 | Altair Nanomaterials Inc. | Processing titaniferous ore to titanium dioxide pigment |
RU2385962C1 (ru) * | 2008-08-26 | 2010-04-10 | Учреждение Российской академии наук Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Способ переработки железотитанового концентрата |
RU2394926C1 (ru) * | 2009-03-04 | 2010-07-20 | Учреждение Российской академии наук Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Способ переработки титаномагнетитового концентрата |
-
2012
- 2012-04-02 RU RU2012112371/02A patent/RU2490346C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5277816A (en) * | 1990-09-12 | 1994-01-11 | Solex Research Corporation Of Japan | Process for producing titanium dioxide |
RU2171228C2 (ru) * | 1995-12-15 | 2001-07-27 | Тиоксид Груп Сервисиз Лимитед | Рутильный диоксид титана и способы его получения (варианты) |
US6048505A (en) * | 1997-06-16 | 2000-04-11 | Kemicraft Overseas Limited | Continuous non-polluting liquid phase titanium dioxide process and apparatus |
RU2149908C1 (ru) * | 1998-11-03 | 2000-05-27 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Способ разложения минерального и техногенного сырья |
US6375923B1 (en) * | 1999-06-24 | 2002-04-23 | Altair Nanomaterials Inc. | Processing titaniferous ore to titanium dioxide pigment |
RU2385962C1 (ru) * | 2008-08-26 | 2010-04-10 | Учреждение Российской академии наук Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Способ переработки железотитанового концентрата |
RU2394926C1 (ru) * | 2009-03-04 | 2010-07-20 | Учреждение Российской академии наук Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Способ переработки титаномагнетитового концентрата |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2016204038B2 (en) | Process for the recovery of titanium dioxide and value metals by reducing the concentration of hydrochloric acid in leach solution and system for same | |
JP5149163B2 (ja) | 電炉その他の炉から排出される酸化亜鉛とジンクフェライトを含むダストや残滓の処理工程 | |
US7972412B2 (en) | Process for recovering platinum group metals from ores and concentrates | |
US6699446B2 (en) | Methods for separation of titanium from ore | |
AU2004291568B2 (en) | Process for the recovery of titanium in mixed chloride media | |
JP2014526431A (ja) | アルミナ及び様々な他の生成物の調製プロセス | |
JP2015535886A (ja) | 種々の材料のHCl浸出によるアルミナおよび塩化マグネシウムを調製するためのプロセス | |
JP2015510483A (ja) | 赤泥を処理するプロセス | |
WO2013100963A1 (en) | Production of titanium dioxide pigments | |
NZ237273A (en) | Upgrading titaniferous ore to produce a synthetic rutile | |
RU2394926C1 (ru) | Способ переработки титаномагнетитового концентрата | |
WO2017015435A1 (en) | Recovery of rare earths from concentrates containing fluorine | |
WO2021119728A1 (en) | Recovery of vanadium from slag materials | |
CN110468278A (zh) | 一种处理废脱硝催化剂的方法 | |
JP2017119901A (ja) | イルメナイト鉱からの金属チタン製造用酸化チタンの回収方法 | |
CN104640812B (zh) | 含钛原料的高品质化方法 | |
RU2769875C2 (ru) | Способ получения сырья для выщелачивания | |
CN108603247A (zh) | 钪的回收方法 | |
CN110468285B (zh) | 一种含钛炉渣制取TiO2粉体的方法 | |
CN116209779A (zh) | 回收二氧化钛的方法 | |
CN111989413B (zh) | 处理钛磁铁矿矿石材料的方法 | |
JP7050925B2 (ja) | 黄鉄鉱からの金属の回収 | |
TWI631220B (zh) | 減少含鐵(Fe)材料中鋅(Zn)及鉛(Pb)之量的方法 | |
RU2490346C1 (ru) | Способ переработки аризонитовых и ильменитовых концентратов | |
Qu et al. | Performance of sulfuric acid leaching of titanium from titanium-bearing electric furnace slag |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150403 |