RU2746386C1 - Способ получения технически чистого плавленого диоксида циркония путем дугового разложения циркона - Google Patents
Способ получения технически чистого плавленого диоксида циркония путем дугового разложения циркона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2746386C1 RU2746386C1 RU2020132086A RU2020132086A RU2746386C1 RU 2746386 C1 RU2746386 C1 RU 2746386C1 RU 2020132086 A RU2020132086 A RU 2020132086A RU 2020132086 A RU2020132086 A RU 2020132086A RU 2746386 C1 RU2746386 C1 RU 2746386C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zircon
- zirconium dioxide
- charge
- melt
- furnace
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G25/00—Compounds of zirconium
- C01G25/02—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к производству плавленых огнеупорных материалов, конкретно к дуговому разложению концентрата циркона и получению технически чистого плавленого диоксида циркония, который используется для производства огнеупорных изделий и/или для получения чистого диоксида циркония путем отмывки в кислоте или щелочи. Способ включает подготовку шихты из циркона и восстановителя, включающего кокс, подачу ее в электродуговую печь, плавление шихты и охлаждение расплава, при этом первоначально в печи готовят ванну расплава технически чистого диоксида циркония, а затем в нее добавляют небольшими порциями шихту циркона с восстановителем, которая дополнительно содержит древесные опилки, при следующем соотношении компонентов: концентрат циркона КЦП - 82-92%, кокс доменный КД-2 фракции 8-1 мм - 6-8%, опилки древесные фракции 20-0 мм - 2-10%, причем процесс плавления шихты ведут в окислительных условиях открытой дугой, а расплав дополнительно окисляют, сливая из печи в изложницу. Предложенный способ позволяет не только разложить циркон, но и обеспечивает условия удаления соединений кремния на поверхности расплава, исключая его загрязнения диоксидом кремния.
Description
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к производству плавленых огнеупорных материалов, конкретно к дуговому разложения концентрата циркона и получению плавленого диоксида циркония технической чистоты, который используются для производства огнеупорных изделий и/или для получения чистого диоксида циркония путем отмывки в кислоте или щелочи.
Известен способ разложения концентрата циркона по GB №1389585, C01G 25/02, С22В 1/00, 03.04.1975 г. и «Разработка и исследование высокочастотной индукционной плазменной установки мощностью 1 МВА для новой технологии получения диоксида циркония из цирконового концентрата.» А.Б. Лисафин. / Диссертация на соискание ученой степени к.т.н., МИСиС, Москва, 2017 г., в котором концентрат циркона разлагают в плазменном реакторе специальной конструкции и получают материал, состоящий из 67-70% диоксида циркония и 30-33% оксида кремния, который затем отмывают в кислоте или щелочи. Данный способ позволяет получать химически чистый диоксид циркония с содержанием основного компонента 98-99%, однако требует большого расхода кислоты и/или щелочи, поскольку необходимо отмыть порядка 30-33% оксида кремния. Кроме этого, требуется утилизация соединений оксида кремния с кислотами или щелочами, что также повышает затраты на производство диоксида циркония. Этим способом можно получить и технически чистый диоксид циркония с содержанием основного компонента 91-95%, путем не полной отмывки оксида кремния, однако это не применяется из-за высоких затрат.
Также известен способ разложения концентрата циркония по «Карботермическое разложение циркона в дуговой печи». В.А. Соколов. / Новые огнеупоры - 2005 г. №4, с. 78-81, «Плавка циркона в электродуговой печи - метод получения огнеупорных материалов и сырьевых полуфабрикатов». В.А. Соколов. / Новые огнеупоры - 2014 г. №5, с. 8-10., в котором концентрат циркония разлагают при дуговой плавки в присутствии кокса. Данный способ позволяет получить грязный плавленый материал с содержанием диоксида циркония 80-85,9% и оксида кремния 10-17%, который затем дробят и отмывают в кислоте или щелочи. Этот способ требует меньших затрат кислоты или щелочи и меньших затрат на утилизацию соединений кремния, однако требует больших энергозатрат на плавку, в результате суммарные затраты оказываются очень высокими.
Наиболее близким (прототипом) является способ разложения концентрата циркония по «Карботермическое разложение циркона в дуговой печи». В.А. Соколов. / Новые огнеупоры - 2005 г. №4, стр. 80, в котором предлагается сперва создать ванну цирконового расплава, а затем загружать шихту с коксом для плавления. При введении 10% кокса в шихту удалось получить грязный плавленый материал с содержанием диоксид циркония 85,9% и оксида кремния 10,9%. При этом отмечается, что плавка проходила с большими трудностями и температура сливаемого расплава составляла 1900-1950 град. С. Как затем сообщается в литературе (4, стр. 9), использование для плавления шихты на основе цирконового концентрата с добавками 3-5% соды позволило значительно повысить технологичность электроплавки и литья расплава с получением плавленых бадделеито-кремнеземистых материалов.
Основными недостатками известных способов получения диоксида циркония путем термического разложения циркона, как в плазме так и при дуговой плавки, являются получение грязного материала с низким содержанием диоксида циркония от 63 до 86%. и большие затраты на отмывку диоксида циркония от оксида кремния,
Задачей изобретения является - получение технически чистого плавленого диоксида циркония путем дугового разложения циркона на расплаве диоксида циркония и удаления оксида кремния восстановителем не загрязняющим плавленый материал.
Для решения поставленной задачи и получения технического чистого плавленого диоксида циркония, первоначально получают ванну расплава диоксида циркония, а затем в нее добавляют небольшими порциями шихту циркона с восстановителем, при следующих соотношениях компонентов:
концентрат циркона КЦП | 82-92% |
кокс доменный КД-2, фракции 8-1 мм | 6-8% |
опилки древесные, фракции 20-0 мм | 2-10% |
Сущность изобретения состоит в том, что легко плавкий циркон (температура плавления 1900 Град. С) совместно с восстановителем подают в ванну расплава диоксида циркония (температура плавления 2400 Град. С) где он разлагается на диоксид циркония и диоксид кремния который восстанавливается до газообразного оксида кремния, который либо улетает либо окисляется за счет воздуха до диоксида кремния и снова возвращается в расплав пачкая диоксид циркония. Использование в качестве восстановителя смесь кокса и древесных опилок позволяет коксу восстанавливать диоксид кремния до газообразного оксида кремния а древесные опилки, сгорая над расплавом создают восстановительную атмосферу, которая препятствует газообразному оксиду кремния окисляться до диоксида кремния и пачкать расплав. От сгорания древесных опилок помимо углекислого газа образуется углерод, который также вступает в реакцию восстановления диоксида кремния. Таким образом, удается получит технически чистый плавленый диоксид циркония с содержанием диоксид циркония 94-98% и с содержанием диоксида кремния порядка 2-6%. А чтобы снизить содержание углерода и карбида в плавленом диоксиде циркония процесс плавления шихты ведут в окислительных условиях открытой дугой, а расплав дополнительно окисляют сливая его из печи в изложницу.
Данный способ осуществляли следующим образом. Смешивали 82-92% концентрата циркона марки КЦП, содержащего 65% диоксида циркония и 33% диоксида кремния, с 6-8% кокса КД-2 фракции 8-1 мм и 2-10% опилок фракции 20-0 мм, Полученную шихту в количестве 500 кг загружали порциями в электродуговую печь РКЗ-1 (установленная мощность печного трансформатора 1250 кВА), где заранее была получена ванна расплава технически чистого диоксида циркония и плавили при рабочем напряжении 133 В и фазном токе 2,4-2,9 кА в течении 3-4 часов, затем печь наклоняли и 325 кг расплава сливали в футерованную изложницу.
Указанного количества кокса хватало для восстановления 30-33% диоксида кремния до оксида кремния и его возгонки, а указанное количество опилок хватало для создания восстановительной атмосферы над расплавом, что препятствовало обратному окислению оксида кремния до диоксида и загрязнению расплава.
Данного напряжения было достаточно для получения открытой дуги и окислительных условий плавки, а слив расплава в изложницу обеспечивал его дополнительное окисление. Все перечисленные мероприятия позволили получить технически чистый плавленый диоксид циркония с содержанием основного компонента 96-98%. из концентрата циркона дуговой плавкой без применения химического обогащения.
Полученный плавленый материал имел желтовато-коричневый цвет и моноклинную структуры с 4-5% кубической фазы. После охлаждения и измельчения плавленый материал использовали как плавленый технически чистый диоксид циркония слабо стабилизированный для добавки в огнеупорные изделия или дальнейшей переработки взамен бадделеитового концентрата.
Таким образом, предложенный способ дугового разложения концентрата циркона позволяет получить технически чистый плавленый диоксида циркония с содержанием основного компонента 96-98%, который можно использовать вместо дефицитного бадделеитового концентрата прямо или после соответствующей доработки.
Claims (3)
- Способ получения технически чистого плавленого диоксида циркония путем дугового разложения циркона, включающий подготовку шихты из циркона и восстановителя, включающего кокс, подачу ее в электродуговую печь, плавление шихты и охлаждение расплава, отличающийся тем, что первоначально в печи готовят ванну расплава технически чистого диоксида циркония, а затем в нее добавляют небольшими порциями шихту циркона с восстановителем, которая дополнительно содержит древесные опилки, при следующем соотношении компонентов:
-
концентрат циркона КЦП 82-92% кокс доменный КД-2 фракции 8-1 мм 6-8% опилки древесные фракции 20-0 мм 2-10%, - при этом процесс плавления шихты ведут в окислительных условиях открытой дугой, а расплав дополнительно окисляют, сливая из печи в изложницу.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020132086A RU2746386C1 (ru) | 2020-09-28 | 2020-09-28 | Способ получения технически чистого плавленого диоксида циркония путем дугового разложения циркона |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020132086A RU2746386C1 (ru) | 2020-09-28 | 2020-09-28 | Способ получения технически чистого плавленого диоксида циркония путем дугового разложения циркона |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2746386C1 true RU2746386C1 (ru) | 2021-04-12 |
Family
ID=75521201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020132086A RU2746386C1 (ru) | 2020-09-28 | 2020-09-28 | Способ получения технически чистого плавленого диоксида циркония путем дугового разложения циркона |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2746386C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113174636A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-27 | 三祥新材股份有限公司 | 一种生产单晶电熔二氧化锆的方法 |
CN115072776A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-09-20 | 郑州振中电熔新材料有限公司 | 一种高纯度电熔氧化锆的生产方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2072889A (en) * | 1934-03-01 | 1937-03-09 | Titanium Alloy Mfg Co | Zirconium oxides and method of making same |
RU2672972C2 (ru) * | 2017-05-11 | 2018-11-21 | Открытое акционерное общество "Первоуральский динасовый завод" (ОАО "ДИНУР") | Способ получения чистого от углерода и карбидов плавленого диоксида циркония |
-
2020
- 2020-09-28 RU RU2020132086A patent/RU2746386C1/ru active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2072889A (en) * | 1934-03-01 | 1937-03-09 | Titanium Alloy Mfg Co | Zirconium oxides and method of making same |
RU2672972C2 (ru) * | 2017-05-11 | 2018-11-21 | Открытое акционерное общество "Первоуральский динасовый завод" (ОАО "ДИНУР") | Способ получения чистого от углерода и карбидов плавленого диоксида циркония |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СОКОЛОВ В.А., Плавка циркона в электродуговой печи - метод получения огнеупорных материалов и сырьевых полуфабрикатов, "Новые огнеупоры", 2014, N 5, стр.8-10. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113174636A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-27 | 三祥新材股份有限公司 | 一种生产单晶电熔二氧化锆的方法 |
CN113174636B (zh) * | 2021-04-27 | 2023-11-10 | 三祥新材股份有限公司 | 一种生产单晶电熔二氧化锆的方法 |
CN115072776A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-09-20 | 郑州振中电熔新材料有限公司 | 一种高纯度电熔氧化锆的生产方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2746386C1 (ru) | Способ получения технически чистого плавленого диоксида циркония путем дугового разложения циркона | |
RU2518860C2 (ru) | Обогащенный титаном остаток ильменита, его применение и способ получения титанового пигмента | |
EP0771363B1 (en) | Copper converting | |
RU2633410C2 (ru) | Способ и устройство для получения черновой меди | |
CH365096A (de) | Verfahren zur Gewinnung von Eisen aus Eisen- und Titanoxyd enthaltenden Materialien | |
FI68657B (fi) | Foerfarande foer autogen braenning av basmetallsulfidmaterial med en syrehaltig gas | |
FI128347B (en) | Method for continuous conversion of nickel-containing copper sulphide material | |
CN1919739A (zh) | 生产电熔镁铝尖晶石的方法 | |
JPH0238545B2 (ru) | ||
US11634362B2 (en) | Process for the manufacture of a fused block having a high zirconia content | |
CN107653380B (zh) | 一种调控熔分钛渣析晶相的方法 | |
GB1002106A (en) | Process for production of ultra clean steel | |
RU2672972C2 (ru) | Способ получения чистого от углерода и карбидов плавленого диоксида циркония | |
US2680681A (en) | Preparation of titanium slag composition | |
US2416550A (en) | Method of producing chromate | |
US2381565A (en) | Chromium recovery | |
US2885280A (en) | Process for removing iron from titaniferous material | |
US3850620A (en) | Pyrometallurgical process for producing metallic copper from copper sulfide concentrates | |
CN110776003A (zh) | 一种利用低品位高钙镁钛铁矿制备人造金红石的方法 | |
US2398591A (en) | Method of making chromium and its alloys | |
US4131539A (en) | Removing rutile from zircon electrostatically | |
US3149963A (en) | Process relating to ore beneficiation | |
CN115181872B (zh) | 一种铝锡锆钼硅中间合金及其制备方法 | |
US3035929A (en) | Process of preparation of refractory products containing zirconia, alumina and silica | |
JPS61531A (ja) | 硫化銅鉱石の溶錬方法 |