RU2657489C1 - Способ получения железооксидного пигмента - Google Patents
Способ получения железооксидного пигмента Download PDFInfo
- Publication number
- RU2657489C1 RU2657489C1 RU2017117655A RU2017117655A RU2657489C1 RU 2657489 C1 RU2657489 C1 RU 2657489C1 RU 2017117655 A RU2017117655 A RU 2017117655A RU 2017117655 A RU2017117655 A RU 2017117655A RU 2657489 C1 RU2657489 C1 RU 2657489C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron oxide
- leaching
- iron
- filtration
- calcination
- Prior art date
Links
- 239000001034 iron oxide pigment Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 47
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000003818 cinder Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 25
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 claims abstract description 25
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 15
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- MSNWSDPPULHLDL-UHFFFAOYSA-K ferric hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Fe+3] MSNWSDPPULHLDL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 13
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004040 coloring Methods 0.000 abstract description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 11
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 11
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 8
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 4
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000001054 red pigment Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N Chloramine Chemical compound ClN QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- PMVSDNDAUGGCCE-TYYBGVCCSA-L Ferrous fumarate Chemical compound [Fe+2].[O-]C(=O)\C=C\C([O-])=O PMVSDNDAUGGCCE-TYYBGVCCSA-L 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021577 Iron(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001104043 Syringa Species 0.000 description 1
- 235000004338 Syringa vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical class N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000001058 brown pigment Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 229910052571 earthenware Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000001057 purple pigment Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000001052 yellow pigment Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/22—Compounds of iron
- C09C1/24—Oxides of iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/04—Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения железооксидных пигментов, пригодных для окрашивания материалов в различных областях техники. Способ включает смешение пиритного огарка, содержащего 46% Fe2O3 и 24% FeO, с хлоридом аммония, его хлорирование при 200-300°С, выщелачивание растворимых хлоридов металлов при 60-90°С, выделение цементацией медного порошка, осаждение и отделение фильтрованием гидроксида железа (III), его термоокисление прокаливанием при 300-1000°С. Процессы выщелачивания и фильтрования ведут при воздействии ультразвука с частотой 22 кГц и плотностью мощности 0,5-1,0 Вт⋅см-3. Изобретение обеспечивает ускорение получения из пиритного огарка железооксидных пигментов широкой цветовой гаммы с содержанием оксида железа ≥98,5%. 8 пр.
Description
Изобретение относится к области химической технологии неорганических веществ и может использоваться в производстве различных по цвету железооксидных пигментов, пригодных для окрашивания пластмасс, в производстве цветных бетонов, в производстве плитки, керамики, фаянсовых и фарфоровых изделий и в других областях техники.
Задачей настоящего изобретения является разработка ускоренного способа переработки пиритного огарка с целью получения железооксидных пигментов широкой цветовой гаммы, сырья для выплавки меди и хлористого аммония, пригодного для хлорирования следующей партии огарка.
Поставленная цель достигается тем, что пиритный огарок, содержащий смесь закисного и окисного железа (например 46% Fe2O3 и 24% FeO), хлорируют, обжигая при температуре 200-300°C в течение примерно 120 мин (до полного прекращения выделения газообразных продуктов реакции), для чего предварительно смешивают с хлоридом аммония в избыточном (до 20-30%) количестве от стехиометрического соотношения, необходимого для образования дихлорида и трихлорида железа по реакциям:
Хлороводород и аммиак, выделяющиеся в результате хлорирования пиритного огарка, реагируют с образованием хлористого аммония по реакции
Полученный раствор хлористого аммония упаривают и твердую соль направляют на операцию хлорирования следующей партии огарка.
Смесь растворимых хлоридов металлов, полученную в результате хлорирования, и инертного материала огарка направляют на стадию ускоренного на 25% ультразвуком в кавитационном режиме водного выщелачивания растворимых хлоридов металлов при соотношении твердой и жидкой фаз равном 1:3-5 и при температуре 60-90°C, полученную пульпу разделяют фильтрованием, интенсифицированным ультразвуком с частотой 22 кГц и плотностью мощности 0,5-1,0 Вт⋅см-3 в докавитационном режиме, ускоренном в 2 раза по сравнению с обычным фильтрованием, и из фильтрата цементацией выделяют медь по реакции
Осадок меди направляют на выплавку, а жидкую фазу доводят аммиаком до значения pH 4,0-5,0, полученный гидроксид железа (III) отделяют ультразвуковым фильтрованием и термоокисляют, прокаливая в течение 120 мин при температуре в интервале 400-1000°C, в зависимости от требуемого цвета производимого пигмента.
Жидкую фазу, после первой стадии фильтрования, доводят аммиаком до pH 4,0-5,0 и окисляют кислородом воздуха в течение 0,5-1,5 часов (интенсифицируя на 25% процесс широкополосным газодинамическим излучателем ультразвука в диапазоне частот 4-22 кГц и плотностью энергии 0,1-0,3 Вт⋅см-3), после чего выпавший желтый осадок гидроксида железа (III) в форме FeO(OH) отделяют ультразвуковым фильтрованием и сушат при температуре, не превышающей 120°C.
Техническим результатом реализации заявленного изобретения является способ ускоренного получение из пиритного огарка железооксидных пигментов широкой цветовой гаммы с содержанием оксида железа, превышающим 98,5%, и цветом, зависящим от температуры прокаливания, обеспечивающего термическое окисление выделяемого из огарка гидроксида железа(III):
для получения пигмента красно-коричневого цвета прокаливание, сопровождающееся термическим окислением, ведут при температурах в интервале 400-500°C;
для получения красного пигмента прокаливание, сопровождающееся термическим окислением, ведут при температурах в интервале 550-650°C;
для получения красно-сиреневого пигмента прокаливание, сопровождающееся термическим окислением, ведут при температурах в интервале 650-700°C;
для получения сиреневого пигмента прокаливание, сопровождающееся термическим окислением, ведут при температурах в интервале 700-750°C;
для получения сиренево-черного пигмента прокаливание, сопровождающееся термическим окислением, ведут при температурах в интервале 750-1000°C.
Желтый пигмент железа (III) получают окислением кислородом воздуха фильтрата первого фильтрования до значений pH 4,1-4,7, его отделением с помощью фильтрования, интенсифицированного ультразвуком с частотой 22 кГц и плотностью мощности в интервале 0,1-1,0 Вт/см3, с последующим высушиванием отделенного осадка при температуре не выше 120°C.
В качестве побочного продукта объединением фильтратов первого и второго фильтрования получают жидкое удобрение, либо раствор упаривают для получения удобрения в виде обезвоженной соли сульфата аммония.
Известен способ переработки пиритного огарка (Aaltonen О. А., Makinen J.K. Process for the roasting and chlorination of finely-divided iron ores and concentrates containing non-ferrous metals. US patent 4259106 A, 1981) взаимодействием огарка с хлоридом кальция при температуре, превышающей 1200°C с выделением в газовую фазу хлоридов цветных и благородных металлов. Недостатком способа является высокий уровень энергозатрат, связанных с его реализацией.
Известен способ выделения цветных металлов из пиритного огарка (Riotino М. S., Romero A. R., Rodriguez L. J., et al. Process for the recovery of non ferrous metal values from pyrite cinders EP 0538168 A1., 1993), включающий обжиг пиритного огарка с последующим выщелачиванием сульфатов цветных металлов и цианидным извлечением золота и серебра. Недостатком способа является низкая рентабельность способа из-за малого содержания в сырье извлекаемых компонентов.
Известен способ получения красного оксида железа из пиритных огарков (Quan-Liang Wang and Qi-Ming Feng, Iron Oxide Red Pigment Prepared from Pyrite Cinders. Journal of Applied Sciences, 2013. 13. P 4221-4225), однако возможность получения пигментов других цветов авторами не обсуждается.
Известен способ хлораммонийного обезжелезивания минерального сырья (Дьяченко А.Н., Крайденко Р.И. Способ хлороаммонийного обезжелезивания минерального сырья. Патент RU №2314354, 2006), включающий предварительное окисление пиритного огарка при температуре не менее 700°C, смешивание сырья с хлоридом аммония, нагрев до температуры 320-350°C с выделением трихлорида железа. Недостатком способа является ограниченность метода возможностью получения лишь одного железосодержащего продукта - трихлорида железа.
Известен способ выщелачивания благородных металлов из упорных руд и техногенного сырья, включающий последовательную обработку исходного материала водой, растворами щелочи и цианида при одновременном воздействии ультразвуком, в котором ультразвуковую обработку проводят в газодинамическом генераторе, снабженном щелевым отверстием для подачи пульпы и соплами Лаваля для подачи кислорода с интенсивностью 1,5-80 Вт/м2 (Игнатьев М.М., Ахметова К.Ш., Зейфман В.М. и др. Патент KZ 22920,2009). Следует, однако, отметить, что воспроизведение упомянутого способа весьма проблематично, поскольку газодинамический генератор генерирует ультразвук низких частот с длинами волн, превышающими размеры излучателя, и не создает плоской волны, которую и можно (по определению) характеризовать интенсивностью.
Известен способ выщелачивания полезных компонентов из руд и концентратов, включающий подготовку рудного материала путем его предварительной обработки водой или раствором реагента, инертного к полезному компоненту и растворяющего примеси, ультразвуковую обработку, последующий выпуск раствора, выщелачивание полезного компонента выщелачивающим раствором, выпуск, сбор и переработку продуктивного раствора, отличающийся тем, что выщелачивание полезного компонента производят до снижения его концентрации в продуктивном растворе, соответствующей ее максимальному уровню при обычном выщелачивании, после чего возобновляют периодическую ультразвуковую обработку рудного материала в условиях его контакта с выщелачивающим раствором до установления концентрации полезного компонента в продуктивном растворе, промышленно допустимой для переработки последнего на осадительной установке, при этом каждый новый цикл ультразвуковой обработки начинают после снижения концентрации полезного компонента в продуктивном растворе (Крылова Г.С., Елисеев В.Н., Ибрагимова Н.В., Кошель Е.А., Жуйков Ю.Ф., Бурмистенко Ю.Н. Способ интенсификации выщелачивания золота RU 2245379, 2003).
Способ сложен своей многостадийностью и необходимостью постоянно, после каждой стадии, контролировать концентрацию полезного компонента в продуктивном растворе.
Известен также способ (прототип) получения железооксидных пигментов из пиритного огарка (Литвиненко В.Г., Анастасов В.В., Кириченко Т.Г. и др. Способ комплексной переработки пиритных огарков. RU 2025518, 1990), включающий выщелачивание из огарка цветных металлов, последующую цементацию меди на железе, осаждение гидроксида железа (III) (Fe(OH)3) аммиачной водой и прокаливание осадка при 700°C с получением пигмента. Недостатком способа является длительность процесса, низкое качество получаемого пигмента, загрязненного примесями меди, цинка, кремния, кальция, магния и т.д.
Все вышеприведенные способы включают процесс выщелачивания и/или фильтрования, представляющий собой наиболее затратную по времени стадию технологической цепочки. Однако скорость выщелачивания, фильтрования и окисления кислородом воздуха, можно существенно увеличить, интенсифицируя его ультразвуком (Голямина И.П. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Изд-во: Советская энциклопедия, 1979, с. 348; Акопян В.Б., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами. Москва, Изд-во «ЮРАЙТ», 2016, 223 с.), существенно повышающего эффективность процессов переноса, снижающего диффузионные ограничения и способного удалять осадок с поверхностей фильтрующих элементов без их повреждения.
В результате ультразвукового воздействия в докавитационном режиме гидродинамическое сопротивление осадка остается равным нулю в течение всего процесса фильтрования, а сопротивление фильтрующей перегородки уменьшается за счет снижения диффузионных ограничений у ее поверхности.
Предлагаемый способ, включающий смешивание пиритного огарка с хлоридом аммония, сопровождающийся хлорированием обжиг при температуре 200-300°C, до полного прекращения выделения газообразных продуктов реакции (в течение примерно 120 мин), выщелачивание растворимых хлоридов металлов, выделение меди из полученной пульпы фильтрованием, интенсифицированным ультразвуком с частотой 22 кГц и с плотностью мощности в интервале 0,1-1,0 Вт/см3, смещение аммиаком значения pH фильтрата до pH 4,0-5,0, отделение гидроксида железа (III) фильтрованием и его прокаливанием, сопровождающимся термоокислением в течение 120 мин при температуре в интервале 400-1000°C в зависимости от требуемого цвета производимого пигмента, отличается тем, что выщелачивание растворимых хлоридов металлов и операции фильтрования ведут при воздействии ультразвука с частотой 22 кГц в докавитационном режиме, с плотностью мощности в интервале 0,1-1,0 Вт/см3.
Жидкую фазу, после первой стадии фильтрования, доводят аммиаком до pH 4,0-5,0 и окисляют кислородом воздуха в течение 0,5-1,5 часов, интенсифицируя на 25% процесс излучением газодинамического источника ультразвука, после чего выпавший желтый осадок гидроксида железа (III) в форме FeO(OH) отделяют фильтрованием, интенсифицированным ультразвуком с частотой 22 кГц в докавитационном режим, с плотностью мощности 0,1-1,0 Вт/см3 и сушат при температуре, не превышающей 120°C.
Техническим результатом реализации заявленного изобретения является способ ускоренного ультразвуком получения из пиритного огарка железооксидных пигментов широкой цветовой гаммы.
Изобретение иллюстрируется примерами, не носящими, однако, ограничительного характера.
Пример 1
Пиритный огарок, содержащий 46% Fe2O3 и 24% FeO, смешивали с хлоридом аммония в соотношении 1:1,3 (по стехиометрическому соотношению к Fe2O3 и FeO) и подвергали хлорированию обжигом при температуре 200-300°C в течение 120 мин (до полного прекращения выделения газообразных продуктов реакции).
Полученный продукт направляли на стадию водного выщелачивания растворимых хлоридов металлов, причем выщелачивание вели в течение 60 мин при соотношении фаз Т:Ж=1:5 и температуре, не превышающей 90°C. После чего фильтрованием со средней скоростью 2,2 л/час отделяли нерастворившийся осадок, состоящий из минералов кремния, гипса, барита, хлорида серебра, золота и других нерастворимых металлов и их хлоридов, из фильтрата цементацией выделяли медь в виде порошка металлической меди, затем доводили pH жидкой фазы до 4,0-5,0, для осаждения гидроксида железа (III), и полученный осадок, отделенный фильтрованием, отправляли на прокаливание, сопровождающееся термоокислением. Длительность процесса выделения железооксидов из пиритного огарка для подготовки к термоокислению с целью получения пигментов составляет 2,5 часа на 1 кг огарков.
Пример 2
Пиритный огарок, содержащий 46% Fe2O3 и 24% FeO, смешивали с хлоридом аммония в соотношении 1:1,3 (по стехиометрическому соотношению к Fe2O3 и FeO) и обжигали, хлорируя при температуре 200-300°C до полного прекращения выделения газообразных продуктов реакции (примерно 120 мин).
Полученный продукт направляли на стадию водного выщелачивания растворимых хлоридов металлов, причем выщелачивание вели в течение 15 мин в поле ультразвука, с частотой 22 кГц (частота, разрешенная Международной электротехнической комиссией для промышленного применения) и плотностью мощности 0,5-1,0 Вт⋅см-3, при соотношении фаз Т:Ж=1:5 и температуре, не превышающей 90°C. После чего фильтрованием, интенсифицированным ультразвуковым с частотой 22 кГц и плотностью мощности 0,5-1,0 Вт⋅см-3, со средней скоростью 4,4 л/час отделяли нерастворившийся осадок, состоящий из минералов кремния, гипса, барита, хлорида серебра, золота и других нерастворимых металлов и их хлоридов, из фильтрата цементацией выделяли медь в виде порошка металлической меди, затем доводили pH жидкой фазы до pH 4,0-5,0 для осаждения Fe(OH)3 - гидроксида железа (III), и полученный осадок, отделенный ультразвуковым фильтрованием с вышеуказанными параметрами, отправляли на прокаливание, сопровождающееся термоокислением. Длительность процесса выделения железооксидов из пиритного огарка для подготовки к термоокислению с целью получения пигментов составляет 1,5 часа на 1 кг огарков.
Пример 3
Полученный по методикам, описанным в примерах 1 и 2, гидроксид железа (III) подвергали термоокислению прокаливанием при температуре 550-650°C в течение 120 мин. В результате этой операции получали пигмент красного цвета, при этом содержание оксида железа превышает 98,7%.
Пример 4
Полученный по методикам, описанным в примерах 1 и 2, гидроксид железа (III) подвергали термоокислению прокаливанием при температуре 650-700°C в течение 120 мин. В результате этой операции получали пигмент красно-сиреневого цвета, при этом содержание оксида железа превышает 98,8%.
Пример 5
Полученный по методикам, описанным в примерах 1 и 2, гидроксид железа (III) подвергали термоокислению прокаливанием при температуре 700-750°C в течение 120 мин. В результате этой операции получали пигмент сиреневого цвета, при этом содержание оксида железа превышает 99,4%.
Пример 6
Полученный по методикам, описанным в примерах 1 и 2, гидроксид железа (III) подвергали термоокислению прокаливанием при температуре 750-1000°C в течение 120 мин. В результате этой операции получали пигмент черно-сиреневого цвета, при этом содержание оксида железа превышает 99,9%.
Пример 7
Жидкую фазу, после выщелачивания и фильтрования, доводили аммиаком до pH 4,0-5,0 и окисляли кислородом воздуха в течение 0,5-1,5 часов, после чего выпавший желтый осадок гидроксида железа (III) в форме FeO(OH) отфильтровывали и сушили при температуре, не превышающей 120°C.
Пример 8
Жидкую фазу, после выщелачивания и фильтрования, доводили аммиаком до pH 4,0-5,0 и окисляли кислородом воздуха в течение 15 минут в поле широкополосного газодинамического источника ультразвука, после чего выпавший желтый осадок гидроксида железа (III) в форме FeO(OH) отфильтровывали в ультразвуковом фильтре и сушили при температуре, не превышающей 120°C.
Таким образом, изложенные выше сведения свидетельствуют о том, что представленное изобретение обладает заявленными выше свойствами, и совокупность отличительных признаков описываемого способа обеспечивает достижение указанного результата.
В результате проведенного анализа уровня техники переработки пиритных огарков с получением широкой цветовой гаммы железооксидных пигментов аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения, не обнаружен, следовательно заявленное изобретение соответствует условию "новизна".
Дополнительный поиск известных решений показал, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку подобраны новые условия реализации процесса, а также совокупность и очередность технологических приемов, обеспечивающих ускоренную переработку пиритных огарков, результатом которой является получение широкой цветовой гаммы железооксидных пигментов, сырья для выплавки меди, в качестве побочного продукта, а также хлорида аммония, повторно используемого в технологии получения пигментов. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".
Для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, нет препятствий его осуществления на практике с использованием современных технических средств. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".
Предлагаемое изобретение расширяет разнообразие возможностей, обеспечивающее оптимальный выбор способов переработки пиритных огарков с получением широкой цветовой гаммы железооксидных пигментов.
Claims (1)
- Способ получения железооксидного пигмента из пиритного огарка с содержанием 46% Fe2O3 и 24% FeO, включающий смешение огарка с хлоридом аммония и его хлорирование обжигом в интервале температур 200-300°С, выщелачивание растворимых хлоридов металлов при температуре 60-90°С, выделение цементацией медного порошка, осаждение и отделение фильтрованием гидроксида железа(III), его термоокисление прокаливанием в интервале температур 300-1000°С, причем процессы выщелачивания и фильтрования ведут при интенсификации ультразвуком с частотой 22 кГц и плотностью мощности 0,5-1,0 Вт⋅см-3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117655A RU2657489C1 (ru) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Способ получения железооксидного пигмента |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117655A RU2657489C1 (ru) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Способ получения железооксидного пигмента |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2657489C1 true RU2657489C1 (ru) | 2018-06-14 |
Family
ID=62620129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017117655A RU2657489C1 (ru) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Способ получения железооксидного пигмента |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2657489C1 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2025518C1 (ru) * | 1992-05-21 | 1994-12-30 | Приаргунское производственное горно-химическое объединение | Способ комплексной переработки пиритных огарков |
| RU2387721C1 (ru) * | 2008-12-30 | 2010-04-27 | Татьяна Викторовна Башлыкова | Способ переработки техногенных железосодержащих шламов с ценными компонентами |
| CN104445429A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-03-25 | 常熟铁红厂有限公司 | 一种硫铁矿烧渣水热法制备氧化铁红颜料的方法 |
| CN104528835A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-22 | 常熟洛克伍德颜料有限公司 | 一种水热法从硫铁矿烧渣制备氧化铁红的方法 |
| CN105524491A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-27 | 江苏省常熟环通实业有限公司 | 一种氧化铁红复合颜料的制备方法 |
| CN106430326A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-02-22 | 中国有色集团（广西）平桂飞碟股份有限公司 | 水热超细晶种生产高性能氧化铁红的方法 |
| RU2623928C2 (ru) * | 2015-12-14 | 2017-06-29 | Общество с ограниченной ответственностью "НВП Центр-ЭСТАгео" (ООО "НВП Центр-ЭСТАгео") | Способ глубокой утилизации железосодержащих отходов |
-
2017
- 2017-05-23 RU RU2017117655A patent/RU2657489C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2025518C1 (ru) * | 1992-05-21 | 1994-12-30 | Приаргунское производственное горно-химическое объединение | Способ комплексной переработки пиритных огарков |
| RU2387721C1 (ru) * | 2008-12-30 | 2010-04-27 | Татьяна Викторовна Башлыкова | Способ переработки техногенных железосодержащих шламов с ценными компонентами |
| CN104445429A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-03-25 | 常熟铁红厂有限公司 | 一种硫铁矿烧渣水热法制备氧化铁红颜料的方法 |
| CN104528835A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-04-22 | 常熟洛克伍德颜料有限公司 | 一种水热法从硫铁矿烧渣制备氧化铁红的方法 |
| RU2623928C2 (ru) * | 2015-12-14 | 2017-06-29 | Общество с ограниченной ответственностью "НВП Центр-ЭСТАгео" (ООО "НВП Центр-ЭСТАгео") | Способ глубокой утилизации железосодержащих отходов |
| CN105524491A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-27 | 江苏省常熟环通实业有限公司 | 一种氧化铁红复合颜料的制备方法 |
| CN106430326A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-02-22 | 中国有色集团（广西）平桂飞碟股份有限公司 | 水热超细晶种生产高性能氧化铁红的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1097247B1 (en) | A method for isolation and production of magnesium based products | |
| RU2655336C1 (ru) | Способ получения железооксидных пигментов | |
| CN107043128A (zh) | 一种铁盐溶液浸出法制备人造金红石的方法 | |
| RU2657489C1 (ru) | Способ получения железооксидного пигмента | |
| US4129454A (en) | Iron oxide based pigment and process for preparing such a pigment | |
| US4137293A (en) | Producing gypsum and magnetite from ferrous sulfate and separating | |
| US2210892A (en) | Process for recovering magnesium oxide | |
| JP2006524273A (ja) | 酸化鉄顔料 | |
| RU2659505C1 (ru) | Способ предобработки пиритных огарков | |
| US1337402A (en) | Manufacture of pure ferric oxid | |
| RU2607873C1 (ru) | Способ переработки железомарганцевых конкреций | |
| US4104055A (en) | Process for working up copper cementate sludges | |
| RU2078041C1 (ru) | Способ получения сульфата магния | |
| RU2209820C2 (ru) | Способ получения железооксидных пигментов | |
| RU2747666C1 (ru) | Способ утилизации отработанного раствора травления металлов | |
| RU2756464C1 (ru) | Способ получения железо- и марганецсодержащих пигментов из отходов производств | |
| RU2255126C1 (ru) | Термогидрометаллургический способ комплексной переработки медного концентрата колчеданных руд с извлечением цветных и благородных металлов | |
| RU2793681C2 (ru) | Способ извлечения ванадия из ванадиевого шлака посредством обжига с композитом на основе кальция и марганца | |
| RU2571909C1 (ru) | Способ получения редкометаллического концентрата из хлоридных возгонов, образующихся при очистке парогазовой смеси производства тетрахлорида титана | |
| RU2691153C1 (ru) | Способ переработки сульфидного концентрата, содержащего драгоценные металлы | |
| RU2285732C1 (ru) | Способ сульфатизации кобальта | |
| RU2336348C1 (ru) | Способ переработки титан-кремнийсодержащих концентратов с получением искусственного рутила | |
| RU2061008C1 (ru) | Способ получения красного железокальциевого пигмента | |
| US1071290A (en) | Process of extracting metals from minerals, rocks, and other materials. | |
| US696469A (en) | Art of treating ores. |