RU2694937C1 - Способ получения оксидов кремния, алюминия и железа при комплексной безотходной переработке из золошлаковых материалов - Google Patents
Способ получения оксидов кремния, алюминия и железа при комплексной безотходной переработке из золошлаковых материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2694937C1 RU2694937C1 RU2018101850A RU2018101850A RU2694937C1 RU 2694937 C1 RU2694937 C1 RU 2694937C1 RU 2018101850 A RU2018101850 A RU 2018101850A RU 2018101850 A RU2018101850 A RU 2018101850A RU 2694937 C1 RU2694937 C1 RU 2694937C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- solution
- iron
- precipitate
- water
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 10
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 11
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 title abstract 3
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 3
- 239000010882 bottom ash Substances 0.000 title abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000003518 caustics Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 61
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid group Chemical class S(O)(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 15
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 14
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 claims 2
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 claims 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 14
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 abstract description 11
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 4
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910021502 aluminium hydroxide Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 abstract 3
- FLTRNWIFKITPIO-UHFFFAOYSA-N iron;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Fe] FLTRNWIFKITPIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 27
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 26
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 23
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 10
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 9
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 7
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 6
- LXPCOISGJFXEJE-UHFFFAOYSA-N oxifentorex Chemical compound C=1C=CC=CC=1C[N+](C)([O-])C(C)CC1=CC=CC=C1 LXPCOISGJFXEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 150000004761 hexafluorosilicates Chemical class 0.000 description 5
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 5
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 4
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 4
- -1 lignites Substances 0.000 description 4
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 4
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 4
- 235000011118 potassium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [K+].[O-][Al]=O KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000015951 Cytophagic histiocytic panniculitis Diseases 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000012025 fluorinating agent Substances 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000001034 iron oxide pigment Substances 0.000 description 2
- 239000006148 magnetic separator Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 2
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- DTBDAFLSBDGPEA-UHFFFAOYSA-N 3-Methylquinoline Natural products C1=CC=CC2=CC(C)=CN=C21 DTBDAFLSBDGPEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminium flouride Chemical compound F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920006359 Fluoroplast Polymers 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910052934 alunite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010424 alunite Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 239000010828 animal waste Substances 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYQWAOSGJGFWAE-UHFFFAOYSA-N azane tetrafluorosilane Chemical compound N.[Si](F)(F)(F)F GYQWAOSGJGFWAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010884 boiler slag Substances 0.000 description 1
- 229940067573 brown iron oxide Drugs 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfate;hydrate Chemical compound O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000004334 fluoridation Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 1
- YOBAEOGBNPPUQV-UHFFFAOYSA-N iron;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Fe].[Fe] YOBAEOGBNPPUQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004058 oil shale Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000009374 poultry farming Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005092 sublimation method Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 235000013759 synthetic iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- KPZTWMNLAFDTGF-UHFFFAOYSA-D trialuminum;potassium;hexahydroxide;disulfate Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O KPZTWMNLAFDTGF-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к комплексной безотходной технологии получения оксидов кремния, алюминия и железа из золошлаковых отходов (ЗШО). Способ включает нагрев смеси ЗШО с фторидом аммония, выщелачивание водой смеси при температуре 20-30°С, фильтрование, обработку раствора аммиачной водой для образования осадка SiO2. Далее ведут выщелачивание водой при температуре 20-30°С твердого остатка, образовавшегося после предыдущего выщелачивания водой, и обработку полученного раствора аммиачной водой для образования осадка Al(OH)3 и Fe(OH)3. Затем проводят обработку осадка Al(OH)3 и Fe(OH)3 раствором едкой щелочи с образованием раствора алюмината и получением осадка Fe(OH)3. Далее обрабатывают раствор неорганической кислотой с образованием осадка Al(OH)3 и раствора неорганической соли. Технический результат заключается в получении оксидов кремния, алюминия и железа с содержанием основного вещества не менее 98%, использовании низких температур, уменьшении стоимости оборудования, продолжительности всего процесса и затрат энергии. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к комплексной безотходной технологии получения оксидов кремния (SiO2), алюминия (Al2O3) и железа (Fe2O3) из золошлаковых отходов (ЗШО), образующихся в результате сжигания органического топлива (уголь каменный или бурый, торф, лигниты, горючие сланцы, древесина, отходы животноводства, птицеводства, сельского хозяйства), содержащих SiO2, Al2O3, Fe2O3, K2O, CaO, MgO, редкие и редкоземельные элементы.
Диоксид кремния (SiO2) под наименованием «белая сажа» широко используется в шинной, резинотехнической, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности. Одним из производителей «белой сажи» в России является ОАО «Сода» г. Стерлитамак, Башкортостан. Технология данного производства основана на взаимодействии силиката натрия с растворами хлористого кальция и неорганических кислот.Согласно ГОСТ 18307-78 «Сажа белая» эта технология обеспечивает содержание SiO2 в «белой саже» в диапазоне не менее 76-87% масс.
Оксид алюминия (Al2O3) различных модификаций является сырьем для получения металлического алюминия, специальных видов керамики, огнеупоров, корунда, электроизоляционных изделий, носителей для катализаторов. Оксид алюминия извлекают из алюмосодержащих руд (бокситов, нефелинов, алунитов и др.). ГОСТ 30558-98 «Глинозем металлургический» устанавливает содержание Al2O3 для различных марок от 99,64% до 99,31%, ГОСТ 8136-85 «Оксид алюминия активный» - не менее 99,92%.
Оксид железа (Fe2O3) применяется в качестве пигмента и наполнителя в производстве красок, эмалей, пластмасс, стекол, керамики, строительных материалов, резины и т.д. Синтетические железооксидные пигменты получаются из солей железа путем осаждения и прокаливания, а также из металлического железа путем окисления.
Технические данные красного, желтого, черного и коричневого железооксидных пигментов.
http://www.vsdcom.ru/Russian/ferro_oxide.htm
Показатель | Fe2O3, Fe3О4 Содерж. железа | Вещества р-римые в воде | Влагоемкость | Термо потери при 1000 °С за 0,5 ч | Масло-емкость | Величина- PH | Остаток на сите 0,045 мм | Нормальное отклонение цветности | Красящая способность |
(ГОСТ) | GB 1863.51 | GB 5211.2 | GB 5211.3 | ISO 55913 | GB 5211.15 | GB 1717 | GB 1715 | ISO 6174 | GB 1708 |
Пределы | Не меньше % | Не больше% | Не больше % | Не больше% | Приблиз. % | Величина | Не больше % | dЕ Не больше | Величина |
Красные S110 S120 S130 S140(190) |
94 95 95 95 |
0.7 0.7 1.0 1.0 |
1.0 1.0 1.0 1.0 |
5 5 5 5 |
25 25 25 25 |
3.5-7 3.5-7 3.5-7 3.5-7 |
0.3 0.3 0.3 0.3 |
1.0 1.0 1.0 1.0 |
95-105 95-105 95-105 95-105 |
Желтые S920 S930(313) S960 |
86 86 86 |
0.5 0.5 0.5 |
1.0 1.0 1.0 |
14 14 14 |
40 40 40 |
3-6 3-6 |
0.3 0.3 0.3 |
1.0 1.0 1.0 |
95-105 95-105 95-105 |
Черные S306(722) S320(720) 330(723) |
95 95 95 |
0.5 0.5 1.0 |
1.0 1.0 1.0 |
5-8 5-8 5-8 |
0.3 0.3 0.3 |
1.0 1.0 1.0 |
95-105 95-105 95-105 |
||
Коричнев. S610 S660 S686(868) |
85 90 94 |
0.5 0.5 0.5 |
1.0 1.0 1.0 |
30 25 25 |
3.5-7 3.5-7 3.5-7 |
0.5 0.5 0.5 |
1.0 1.0 1.0 |
95-105 95-105 95-105 |
|
Зеленая S565(5605) | 1.0 | 0.5 | 1.0 | 95-105 |
Но наибольшее применение оксид железа находит в металлургическом производстве в виде концентратов, агломератов и окатышей. Ценность железосодержащих материалов определяется содержанием в них главного компонента (Fe2О3), а также полезных (Mn, Ni, Cr, V, Ti), вредных (S, P, As, Zn, Pb, Cu, K, Na) и шлакообразующих (Si, Ca, Mg, Al) примесей. Полезные примеси являются естественными легирующими элементами стали, улучшающими ее свойства. Вредные примеси или ухудшают свойства металла (сера и медь придают металлу красноломкость, фосфор - хладоломкость, мышьяк и медь понижают свариваемость), или усложняют процесс выплавки чугуна (цинк разрушает огнеупорную кладку печи, свинец - лещадь, калий и натрий вызывают образование настылей в газоходах). Поэтому ведущие производители концентратов, агломератов и окатышей устанавливают следующие требования по содержанию оксида железа (Fe2O3), например, Стойленский ГОК для агломератов 74,36% (СТО 00186826-029-2015), для окатышей 92,38% (СТО 00186826-034-2013) или Лебединский ГОК для концентрата железорудного 95,1 - 97,24% (ТУ 0712-030-00186803-99).
Задачей настоящего изобретения является извлечение основных компонентов SiO2, Al2O3, Fe2O3 из ЗШО в виде товарных продуктов, отвечающих вышеуказанным требованиям.
Известен «Способ переработки зольных отходов» (RU 2306981). Зольные отходы или зола, образующиеся после сжигания угля или другого топлива, смешивают с водой с получением разбавленной тонкодисперсной суспензии, в которую вводят углеводород и белоксодержащие реагенты в соотношении соответственно от 1:1 до 1:15. В качестве углеводородсодержащего реагента используют отходы нефтепереработки, а в качестве белоксодержащего реагента - биомассу микроорганизмов, в частности биомассу активного ила. Схема флотационного разделения разбавленной тонкодисперсной суспензии золы включает проведение основной флотации при расходе воздуха 0,5-1,5 м3/м2 мин, а затем флотационной перечистки получаемого пенного концентрата при расходе воздуха 0,1-0,3 м3/м2 мин и контрольной флотации камерного продукта. Получаемый концентрат содержит 85-98% угля, который может быть использован в качестве дополнительного источника топлива. Камерный продукт после контрольной флотации в виде хвостов используют в производстве цемента и других вяжущих. Недостатком способа является лишь один товарный продукт - угольный концентрат, составляющий не более 1-5% от основной массы зольных отходов и практически необработанная (99-95%) масса зольных отходов, которую предлагается направить в производство цемента и других вяжущих.
Известна «Линия для переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций» (RU 2476270). Линия содержит последовательно соединенные устройство приема ЗШО, устройства для магнитной сепарации и фильтрации. Устройство приема ЗШО выполнено в виде промывочного агрегата, состоящего из емкости с механической мешалкой или соплами для подвода воды под напором и трубопроводом для подачи воды. В качестве устройств для магнитной сепарации используют барабанные высокоградиентные магнитные сепараторы как минимум первой и второй ступени. Линия дополнительно снабжена устройством для измельчения магнитной фракции, размещенным между магнитными сепараторами первой и второй ступени. В качестве устройств для фильтрации магнитной и немагнитной фракций используют дисковые вакуумные фильтры. Недостатком способа является лишь один товарный продукт - магнитная фракция с содержанием оксидов железа не более 55% и основная масса ЗШО в виде немагнитной фракции, требующей дальнейшей переработки.
Известен «Способ переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций» (RU 2000116204), включающий разделение смесей на легкую и тяжелую фракции, вывод легкой фракции и выделение полых стеклянных микросфер из легкой фракции с последующим сбором полых стеклянных микросфер в верхней части сосуда, а несгоревших органических остатков в нижней части сосуда, отличающийся тем, что выделение стеклянных микросфер проводят из общей массы ЗШО агитацией в течение 10-12 мин из пульпы при соотношении жидкого к твердому Ж : Т=3-5 : 1 с последующим отстоем и снятием их с поверхности пульпы, а выделение несгоревших органических остатков проводят после доизмельчения оставшейся ЗШО методом флотации перед разделением золы на легкую и тяжелую фракции путем ступенчатой магнитной сепарации. Недостатком способа является получение двух товарных продуктов - стеклянных микросфер и концентрата недожега, составляющих 2-5% от массы исходных ЗШО, и остальную необработанную массу исходных ЗШО.
Известен «Способ переработки золы и/или шлака котельных и теплоэлектростанций» (RU 2344887), включающий флотацию и удаление легких и тяжелых частиц из водной суспензии золы и/или шлака. Переработку производят комплексно в одном реакторе с получением ряда полезных продуктов в определенной последовательности. В реактор загружают золу-унос ТЭС и/или размолотый котельный шлак, заливают их водой и размешивают, получая водную суспензию и при необходимости добавляя в воду поверхностно-активные и изменяющие плотность воды вещества для регулирования долей легкой и тяжелой фракций. Затем удаляют из реактора всплывшие легкие частицы, вводят в реактор гидроксид натрия, в результате чего получают жидкое техническое стекло, которое выпускают из реактора. Оставшееся содержимое промывают водой, получая слабощелочной раствор, также выпускаемый из реактора. Затем постадийно обрабатывают остаток реагентами при повышенных температурах (до 100°С), растворяя соединения металлов и получая электролиты, выпускаемые из реактора. При каждой вышеописанной операции золу и/или шлак перемешивают с добавляемыми реагентами, а в последнюю очередь выгружают из реактора нерастворенный остаток. Недостатком способа является получение всего одного товарного продукта - жидкого технического стекла, остальные продукты, заявленные авторами, фактически являются либо сырьем для других продуктов, либо полупродуктами, требующими дальнейшей переработки.
Известен «Способ переработки золы энергетических углей на глинозем и гипс» (RU 2027669), включающий обжиг золы с фторидом кальция. Обожженную золу обрабатывают серной кислотой при 180-200°С. После обработки серной кислотой ведут спекание при 200-300°С при разрежении 0,2-0,3 кгс/см2 с отводом газов при 120-150°С, последующим поглощением их раствором аммиака и выщелачиванием спека. Недостатками способа являются безвозвратное применение дефицитного фторида кальция и отсутствие регенерации фторсодержащего реагента.
Известен «Способ гидрохимического получения высокодисперсного диоксида кремния из техногенного кремнийсодержащего сырья» (RU 2261841), включающий обработку золы ТЭЦ фторирующим агентом с последующим поглощением образующегося при этом газообразного тетрафторсилана (SiF4) раствором фторида аммония и отделением образующегося при последующей нейтрализации диоксида кремния. В качестве фторирующего агента используют смесь природного фторида кальция или отхода алюминиевого производства с 50-55% серной кислотой. Недостатком способа является безвозвратное применение дефицитного фторида кальция, отсутствие регенерации фторсодержащего реагента и неполная переработка золы (соединения алюминия и железа остаются в твердом остатке), накопление гипса в твердом остатке.
Известен «Способ комплексной переработки золы от сжигания углей» (RU 2502568), в котором золу от сжигания углей помещают в реакционную зону, добавляют углеродный сорбент в количестве 10-25 кг на тонну золы. Затем производят обработку смесью фторида аммония и серной кислоты, нагревают до 120-125°C, выдерживают в течение 30-40 минут. Образующийся в результате обработки тетрафторсилан (SiF4) поглощают фторидом аммония. В полученный раствор тетрафторсиликата аммония вводят раствор гидроокиси аммония до осаждения диоксида кремния. Затем добавляют концентрированную серную кислоту в двукратном избытке к содержащемуся в остатке алюминию, выдерживают при температуре 250°C в течение 1,5 часа и обрабатывают водой. Твердый остаток прокаливают при температуре 800°C. Способ обеспечивает получение из отходов ряда продуктов: высокодисперсного диоксида кремния, сульфата алюминия, концентрата редких и редкоземельных элементов. Недостатками способа являются: безвозвратное применение дорогостоящего фторида аммония; отсутствие регенерации фторида аммония; образование побочного продукта - водного раствора сульфата аммония неизвестной концентрации, дальнейшее использование которого не указано; получение товарного продукта - сульфата алюминия в виде водного раствора неизвестной концентрации (продажа сульфата алюминия в виде сухой соли более предпочтительна); использование высоких температур (+250°С) для среды - концентрированная серная кислота + фтористый водород, вызывает повышенную коррозию оборудования; использование магнитной сепарации не обеспечивает полного удаления соединений железа, которое загрязняет получаемый водный раствор сульфата аммония.
Известен способ-прототип «Способ выделения ценных компонентов из угольных золошлаков» (RU 2363742), включающий смешивание исходного сырья с реагентом, нагрев смеси, водное выщелачивание и выделение компонентов из растворов. В качестве реагента при смешивании используют фторид аммония, гидродифторид аммония или их смесь. Отличительной особенностью указанного способа является то, что нагрев смеси проводят при температуре от +130 до +240°C для гидрофторирования. Из нагретой профторированной массы проводят сублимационное отделение фторидных летучих соединений при температуре +320-600°C с последующей десублимацией их на поверхности, температура которой +100-270°C, и разделением методом пирогидролиза путем обработки десублимата парами воды. Водному выщелачиванию подвергают остаток после гидрофторирования и сублимационного отделения. Нерастворимый остаток после водного выщелачивания подвергают сернокислотному выщелачиванию с последующим фильтрационным отделением нерастворимых сульфатов. Выделение компонентов из растворов сернокислотного и водного выщелачивания ведут методом аммиачного гидролиза. Указанные особенности способа определяют его следующие недостатки:
- использование процессов сублимации и, как следствие, повышенных температур (+320-600 °С) для получения товарного SiO2;
- товарный Fe(OH)3 загрязнен Mn(OH)2;
- побочный продукт (NH4)2SO4 загрязнен KOH;
- применение концентрированной серной кислоты для перевода фторидов алюминия и кальция в сульфаты влечет использование высокой температуры до +250 °С, которая вызывает повышенную коррозию оборудования из-за активной коррозионной среды - серная кислота + фтористый водород;
- повышенные температуры приводят к увеличению затрат энергии;
- повышенная продолжительность всего процесса.
Задачей настоящего изобретения является комплексная безотходная технология получения оксидов кремния, алюминия и железа из ЗШО в виде товарных продуктов с содержанием основного вещества не менее 98%, а также устранение недостатков, свойственных способу-прототипу.
Поставленная задача решается тем, что предварительно измельченные ЗШО смешивают с фторидом аммония, нагревают до +180-190°С, выдерживают в нагретом состоянии в течение 2 часов до завершения фторирования с образованием гексафторсиликата, гексафторалюмината и гексафторферрата аммония, выщелачивают профторированную смесь водой при температуре +20-30°С, фильтруют, обрабатывают раствор гексаторсиликата аммония аммиачной водой для образования осадка SiO2, фильтруют и получают осадок SiO2, выщелачивают твердый остаток с предыдущего выщелачивания водой при температуре +20-30°С, фильтруют, обрабатывают раствор гексафтоалюмината и гексафторферрата аммония аммиачной водой для образования осадка Al(OH)3 и Fe(OH)3, фильтруют, обрабатывают осадок Al(OH)3 и Fe(OH)3 раствором едкой щелочи для образования раствора алюмината, фильтруют и получают осадок Fe(OH)3, обрабатывают раствор алюмината неорганической кислотой для образованием осадка Al(OH)3 и раствора неорганической соли, фильтруют и получают осадок Al(OH)3, выпаривают раствор до сухой неорганической соли. В результате обработки растворов гексафторсиликата, гексафторалюмината и гексафторферрата аммония аммиачной водой образуются растворы фторида аммония, их выпаривают до получения сухой соли и направляют на смешивание с новой порцией ЗШО. Выделенные SiO2, Al(OH)3 и Fe(OH)3 сушат и прокаливают в муфельных печах, при этом гидроксиды превращаются в Al2O3 и Fe2O3.
Дополнительно предлагается производить выбор едкой щелочи и неорганической кислоты из возможности сбыта неорганической соли, например, в случае использования едкого калия и азотной кислоты или серной кислоты образуются нитрат калия или сульфат калия (минеральные удобрения), которые имеют большую вероятность сбыта, по сравнению с сульфатом натрия, который образуется при использовании едкого натра и серной кислоты. Однако, в случае потребности в сульфате натрия, нужно использовать едкий натр и серную кислоту, которые более дешевы, по сравнению с едким кали и азотной кислотой.
Вышеуказанный технический результат достигается, по мнению заявителя, вследствие использования растворения гексафторсиликата аммония водой при температуре +20-30 °С на стадии отделения гексафторсиликата аммония от профторированной смеси вместо сублимации и десублимации гексафторсиликата аммония при +400 °С. Происходящее практически мгновенно, селективное отделение гексафторсиликата аммония от гексафторалюмината и гексафторферрата аммония обусловлено значительной разницей в их растворимости, вместо водного и высокотемпературного сернокислотного выщелачиваний использовано свойство амфотерности Al(OH)3, проявляющееся в том, что при обработке едкой щелочью смеси гидрооксидов алюминия и железа, Al(OH)3 растворяется, превращаясь в алюминат, а Fe(OH)3 остается без изменений и выделяется в отдельный продукт, образования дополнительного продукта в виде неорганической соли, например, KNO3 или K2SO4, обладающей повышенной вероятностью сбыта на стадии получения Al(OH)3.
Наибольшей температурой в способе являются +180-190 °С, применяемая на стадии фторирования исходной ЗШО, на остальных стадиях температура не превышает +30 °С, что позволяет использовать на этих стадиях стандартное оборудование из полимеров (полиэтилены, полипропилены и т.д.) или стеклопластиков и сократить затраты энергии. Для стадии фторирования подходит только фторопласт и углеродный стеклопластик. Кроме стадии фторирования исходной ЗШО (2 часа), остальные стадии не требуют существенных затрат времени, поскольку все процессы в водных средах (растворение, химический обмен, осаждение и т.д.) проходят практически мгновенно, что определяет сокращение продолжительности всех стадий.
Пример 1. Исходный материал в виде ЗШО ТЭЦ-22 г.Москвы, содержащий 58% SiO2, 22% Al2O3, 4,91% Fe2O3, 1,91% K2O, 4,13% CaO, 1,84% MgO, 0,94% Na2O, в количестве 100 г смешивают с 336 г фторида аммония, загружают в тигель из углеродного стеклопластика, нагревают до +190 °С, выдерживают при этой температуре 2 часа, при этом образуются гексафторсиликат, гексафторалюминат и гексафторферрат аммония, профторированную смесь выщелачивают водой при +30 °С, фильтруют, обрабатывают полученный раствор гексафторсиликата аммония 262 г 25% аммиачной воды для образования осадка SiO2, фильтруют и получают осадок SiO2 в количестве 57 г, выщелачивают водой при +30 °С твердый остаток, образовавшийся от предыдущего выщелачивания, фильтруют, обрабатывают полученный раствор гексафторалюмината и гексафторферрата аммония 102 г 25% аммиачной воды для образования осадка 34 г Al(OH)3 и 6,5 г Fe(OH)3, фильтруют, обрабатывают осадок Al(OH)3 и Fe(OH)3 водным раствором, содержащим 24 г 100% КОН, образуется раствор алюмината калия, фильтруют и получают 6,4 г Fe(OH)3, обрабатывают раствор алюмината калия раствором, содержащим 27,5 г 100% HNO3, для образования осадка 34 г Al(OH)3 и раствора, содержащего 44 г KNO3, фильтруют и получают осадок 33,7 г Al(OH)3, выпаривают раствор KNO3 до 44 г сухой соли. Осадки SiO2, Al(OH)3 и Fe(OH)3 сушат и прокаливают в муфельной печи и получают 57 г SiO2, 21 г Al2O3 и 4,5 г Fe2O3. Содержание SiO2, Al2O3 и Fe2O3 в этих осадках составляет 98,7, 98,5 и 98,4% соответственно.
В прототипе не указаны время стадий сублимации и пирогидролиза. Из научно-технической литературы следует, что эти процессы имеют продолжительность не менее 2 и 1 часа соответственно. Стадия сернокислотного выщелачивание в прототипе занимает 20 минут, таким образом общее время этих стадий составляет 2 часа 20 минут. При прочих равных условиях, именно на такое время сокращается процесс получения оксидов кремния, алюминия и железа из ЗШО по настоящему изобретению. Также очевидно, что использование низких температур (+30 °С) на всех стадиях, кроме фторирования, существенно снижает затраты энергии, количественное выражение которого затруднительно определить вследствие недостаточности данных в прототипе.
Пример 2. Обработку исходного материала ведут по примеру 1, с тем отличием, что смесь загружают в тигель из фторопласта Ф-4МБ, смесь нагревают до +180 °С, все процессы выщелачивания проводят при температуре +20 °С. Получают 57,2 г SiO2, 20,8 г Al2O3 и 4,8 г Fe2O3. Содержание SiO2, Al2O3 и Fe2O3 в этих осадках составляет 98,9, 98,7 и 98,6% соответственно. Использование более низкой температуры за счет большей разницы в растворимостях гексафторсиликата, гексафторалюмината и гексафторферрата аммония позволило получить более чистые продукты.
Пример 3. Обработку исходного материала ведут по примеру 1, с тем отличием, что используют золу уноса Рефтинской ГРЭС, содержащей 61% SiO2, 28% Al2O3, 3% Fe2O3, 0,6% K2O, 1,4% CaO, 0,81% MgO, 0,25% Na2O, а вместо азотной кислоты используют серную кислоту, золу уноса в количестве 100 г смешивают с 365 г фторида аммония, загружают в тигель из углеродного стеклопластика, нагревают до +190 °С, выдерживают при этой температуре 2 часа, при этом образуются гексафторсиликат, гексафторалюминат и гексафторферрат аммония, профторированную смесь выщелачивают водой при +30 °С, фильтруют, обрабатывают полученный раствор гексафторсиликата аммония 275 г 25% аммиачной воды для образования осадка SiO2, фильтруют и получают осадок SiO2 в количестве 60 г, выщелачивают водой при +30 °С твердый остаток, образовавшийся от предыдущего выщелачивания, фильтруют, обрабатывают полученный раствор гексафторалюмината и гексафторферрата аммония 122 г 25% аммиачной воды для образования осадка 43 г Al(OH)3 и 4 г Fe(OH)3, фильтруют, обрабатывают осадок Al(OH)3 и Fe(OH)3 водным раствором, содержащим 31 г 100% КОН, образуется раствор алюмината калия, фильтруют и получают 4 г Fe(OH)3, обрабатывают раствор алюмината калия раствором, содержащим 54 г 100% H2SO4, для образования осадка 43 г Al(OH)3 и раствора, содержащего 96 г K2SO4, фильтруют и получают осадок 42,7 г Al(OH)3, выпаривают раствор K2SO4 до 95 г сухой соли. Осадки SiO2, Al(OH)3 и Fe(OH)3 сушат и прокаливают в муфельной печи и получают 59,8 г SiO2, 27,7 г Al2O3 и 2,9 г Fe2O3. Содержание SiO2, Al2O3 и Fe2O3 в этих осадках составляет 99,0, 98,8 и 98,5% соответственно.
Claims (4)
1. Способ комплексной безотходной технологии получения оксидов кремния, алюминия и железа с содержанием основного вещества не менее 98% из золошлаковых отходов (ЗШО), включающий смешивание ЗШО с фторидом аммония, нагрев смеси с образованием фторидов кремния, алюминия и железа, выщелачивание водой, выделение компонентов из растворов и их отделение, отличающийся тем, что отделение кремния от алюминия и железа осуществляют путем водного выщелачивания фторидов кремния, алюминия и железа при температуре 20-30°С, выделение из растворов кремния в виде диоксида кремния, алюминия и железа в виде гидрооксидов ведут методом аммиачного гидролиза, отделение алюминия в виде алюмината от железа осуществляют обработкой гидроксидов алюминия и железа едкой щелочью, превращение алюмината в гидрооксид алюминия ведут обработкой неорганической кислотой с получением дополнительного продукта в виде неорганической соли.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве едкой щелочи используют едкое кали или едкий натр.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве неорганической кислоты используют азотную или серную кислоты.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев смеси проводят при температуре 180-190°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018101850A RU2694937C1 (ru) | 2018-01-18 | 2018-01-18 | Способ получения оксидов кремния, алюминия и железа при комплексной безотходной переработке из золошлаковых материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018101850A RU2694937C1 (ru) | 2018-01-18 | 2018-01-18 | Способ получения оксидов кремния, алюминия и железа при комплексной безотходной переработке из золошлаковых материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2694937C1 true RU2694937C1 (ru) | 2019-07-18 |
Family
ID=67309400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018101850A RU2694937C1 (ru) | 2018-01-18 | 2018-01-18 | Способ получения оксидов кремния, алюминия и железа при комплексной безотходной переработке из золошлаковых материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2694937C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2744191C1 (ru) * | 2020-07-28 | 2021-03-03 | Общество с ограниченной ответственностью "АЛЬФА-АЛЮМИНА" | Комплекс для переработки золоотвалов |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4389378A (en) * | 1980-10-20 | 1983-06-21 | Gulf Canada Limited | Process using sulphate reagent for recovering vanadium from cokes derived from heavy oils |
CA1169661A (en) * | 1980-10-14 | 1984-06-26 | Lois L. Mccorriston | Process using carbonate reagent for recovering vanadium from cokes derived from heavy oils |
JPS60166228A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-29 | ゲー・エフ・エー、ゲゼルシヤフト、フユール、エレクトロメタルルギー、ミツト、ベシユレンクテル、ハフツング | バナジウムを含んだ残さいからバナジウム化合物を製造する方法 |
US4816236A (en) * | 1986-08-28 | 1989-03-28 | U.S. Vanadium Corporation | Recovery of vanadium and nickel from petroleum residues |
RU2170775C1 (ru) * | 2000-01-26 | 2001-07-20 | Омский государственный университет | Способ извлечения редкоземельных и радиоактивных металлов из окисленного технологически упорного сырья |
RU2334800C1 (ru) * | 2006-12-04 | 2008-09-27 | Галина Алексеевна Лукомская | Способ извлечения ванадия из отходов сжигания сернистых мазутов |
RU2363742C1 (ru) * | 2008-02-22 | 2009-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ выделения ценных компонентов из угольных золошлаков |
-
2018
- 2018-01-18 RU RU2018101850A patent/RU2694937C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1169661A (en) * | 1980-10-14 | 1984-06-26 | Lois L. Mccorriston | Process using carbonate reagent for recovering vanadium from cokes derived from heavy oils |
US4389378A (en) * | 1980-10-20 | 1983-06-21 | Gulf Canada Limited | Process using sulphate reagent for recovering vanadium from cokes derived from heavy oils |
JPS60166228A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-29 | ゲー・エフ・エー、ゲゼルシヤフト、フユール、エレクトロメタルルギー、ミツト、ベシユレンクテル、ハフツング | バナジウムを含んだ残さいからバナジウム化合物を製造する方法 |
US4816236A (en) * | 1986-08-28 | 1989-03-28 | U.S. Vanadium Corporation | Recovery of vanadium and nickel from petroleum residues |
RU2170775C1 (ru) * | 2000-01-26 | 2001-07-20 | Омский государственный университет | Способ извлечения редкоземельных и радиоактивных металлов из окисленного технологически упорного сырья |
RU2334800C1 (ru) * | 2006-12-04 | 2008-09-27 | Галина Алексеевна Лукомская | Способ извлечения ванадия из отходов сжигания сернистых мазутов |
RU2363742C1 (ru) * | 2008-02-22 | 2009-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ выделения ценных компонентов из угольных золошлаков |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2744191C1 (ru) * | 2020-07-28 | 2021-03-03 | Общество с ограниченной ответственностью "АЛЬФА-АЛЮМИНА" | Комплекс для переработки золоотвалов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Matjie et al. | Extraction of alumina from coal fly ash generated from a selected low rank bituminous South African coal | |
RU2633579C9 (ru) | Способы обработки летучей золы | |
US3295924A (en) | Process for recovering iron, titanium and aluminum from the red slurries obtained in processing bauxite by the bayer process | |
CN109179464A (zh) | 一种二次铝灰高效清洁资源化利用的方法 | |
US4190632A (en) | Process for treating air-borne (metallic) dusts containing silicon dioxide to form precipitated silicic acids and silicates | |
AU2015258725B2 (en) | System and process for selective rare earth extraction with sulfur recovery | |
CN107344725A (zh) | 硫酸直浸法提取锂矿石中锂元素的制备工艺 | |
Wang et al. | Dealkalization of red mud by carbide slag and flue gas | |
RU2694937C1 (ru) | Способ получения оксидов кремния, алюминия и железа при комплексной безотходной переработке из золошлаковых материалов | |
TWI683003B (zh) | 釩酸鹽的製造方法 | |
JPS638210A (ja) | バイヤ−法赤デイから合成かすみ石を含む有用材料を製造する方法 | |
RU2535254C1 (ru) | Способ комплексной переработки серпентин-хромитового рудного сырья | |
CN107108259A (zh) | 用于还原氧化固体中的六价铬的方法 | |
Meher et al. | Recovery of Al and Na Values from Red Mud by BaO‐Na2CO3 Sinter Process | |
US2210892A (en) | Process for recovering magnesium oxide | |
RU2605987C1 (ru) | Способ комплексной переработки золы от сжигания углей | |
CN103073125B (zh) | 一种酸解红土镍矿废水的利用方法 | |
JPS59199516A (ja) | リン灰土の選鉱方法 | |
KR102075589B1 (ko) | 알루미늄 블랙 드로스 재활용 시스템 | |
RU2355639C2 (ru) | Способ получения сульфата алюминия | |
CN110201525A (zh) | 一种利用碱性废渣进行含硫烟气脱硫的方法 | |
CN111017974A (zh) | 一种低品位天青石资源化利用的选矿工艺 | |
RU2624570C1 (ru) | Способ переработки натрий-фтор-углеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия | |
RU2198842C2 (ru) | Способ получения оксида магния | |
RU2818698C1 (ru) | Способ получения магний-аммонийного фосфата из сапонитового шлама |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200119 |