RU2780207C1 - Способ переработки полиметаллического шлака - Google Patents
Способ переработки полиметаллического шлака Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780207C1 RU2780207C1 RU2021139370A RU2021139370A RU2780207C1 RU 2780207 C1 RU2780207 C1 RU 2780207C1 RU 2021139370 A RU2021139370 A RU 2021139370A RU 2021139370 A RU2021139370 A RU 2021139370A RU 2780207 C1 RU2780207 C1 RU 2780207C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- temperature
- polymetallic
- ammonium
- hours
- Prior art date
Links
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title abstract 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 21
- LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N Ammonium fluoride Chemical compound [NH4+].[F-] LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 15
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 8
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 6
- LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-O azanium;hydrofluoride Chemical compound [NH4+].F LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 18
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011133 lead Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000005039 chemical industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229960001866 silicon dioxide Drugs 0.000 description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N lead(II) oxide Inorganic materials [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229960004029 Silicic Acid Drugs 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004018 SiF Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010043431 Thinking abnormal Diseases 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к переработке полиметаллического шлака и может быть использовано для получения обескремненного полиметаллического шлака - сырья для производства железа, свинца, цинка и соединений на их основе, а также диоксида кремния в виде товарного продукта. Способ переработки включает смешение измельченного до фракции менее 0,1 мм шлака с раствором гидродифторида аммония при массовом соотношении концентрата к раствору гидродифторида аммония как 1:(5-20) при температуре от 25°С до 90°С. Отфильтрованный от полученной пульпы твердый осадок сушат при температуре 60-80°С в течение 2-6 ч, затем обжигают его при 600-900°С в течение 1-4 ч с получением обескремненного полиметаллического шлака. Осадок, полученный после фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния, прокаливают при температуре 500-800°С в течение 2-6 ч, при этом улавливают водой газы при обжиге и прокаливании указанных осадков. Полученные растворы фторидов аммония объединяют с раствором фторида аммония, полученным в результате фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния, а затем упаривают при температуре 130-170°С с получением кристаллического гидродифторида аммония. Способ позволяет провести химическое обескремнивание шлака для его дальнейшей переработки. 3 пр.
Description
Изобретение относится к металлургии редких металлов, а именно к способам переработки полиметаллического шлака, и может быть использовано для получения обескремненного полиметаллического шлака - сырья для производства железа, свинца, цинка и соединений на их основе, а также диоксида кремния в виде товарного продукта.
Мировые тенденция добычи полезных ископаемых заключаются в переработке наиболее богатых по целевым компонентам руд и концентратов. Первичные технологии использовали очень богатое, по сегодняшним меркам, сырье. При этом использовали простейшие технологии, характеризующиеся, на сегодняшний день, невысокой степенью извлечения целевых компонентов. С учетом первичной тенденции по низкому извлечению, а также иной тенденции, связанной с выработкой богатых месторождений цветных металлов и уменьшением средней концентрации элемента в перерабатываемых рудах, становится актуальным вовлечение в переработку техногенных отходов, в которых содержание целевых компонентов становится экономически рентабельно с учетом достигнутого уровня развития современных технологий.
Так полиметаллические шлаки Дучарского отвала Нерчинских заводов, действовавших с начала 18 по начало 20 веков в Забайкалье, характеризуются высоким содержанием цинка и свинца (более 5% каждого). Однако, существующие в настоящее время предприятия вовлекают в переработку полиметаллические руды с содержанием цинка и свинца менее 1%. Основной причиной, сдерживающей переработку полиметаллических шлаков Дучарского отвала, является высокое содержание диоксида кремния, не позволяющего проводить эффективное обогащение по цинку, свинцу, железу и другим элементам.
Техническим результатом предложенного изобретения является создание способа переработки полиметаллического шлака, позволяющего провести его химическое обескремнивание.
Предложенный способ переработки полиметаллического шлака включает смешивание измельченного до фракции менее 0,1 мм шлака с раствором гидродифторида аммония при массовом соотношении концентрата к раствору гидродифторида аммония как 1:(5-20) при температуре от 25°С до 90°С.Отфильтрованный от полученной пульпы твердый осадок сушат при температуре 60-80°С в течение 2-6 часов, затем обжигают его при 600-900°С в течение 1-4 часов, получая обескремненный полиметаллический шлак. Осадок, полученный после фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния, прокаливают при температуре 500-800°С в течение 2-6 часов. При этом улавливают водой газы при обжиге и прокаливании указанных осадков. Полученные растворы фторидов аммония объединяют с раствором фторида аммония, полученным в результате фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния, а затем упаривают при температуре 130-170°С, получая кристаллический гидродифторид аммония.
Режимы проведения способа обусловлены кинетикой процесса, в частности, увеличением скорости протекания реакций при нагревании. Увеличение температуры, при которой перемешивают измельченный полиметаллический шлак с раствором гидродифторида аммония, свыше 90°С и увеличение концентрации гидродифторида аммония выше указанной, ведет к снижению скорости диффузии компонентов, что в свою очередь снижает скорость протекания всего процесса. Использование более низких температур и концентраций является нерациональным решением ввиду необходимости организации дополнительного охлаждения системы, что также влечет за собой низкую эффективность процесса.
Сушка и последующий обжиг твердого осадка при 700-900°С в течение 1-4 часов позволяет получить обескремненный полиметаллический шлак, пригодный для дальнейшего обогащения классическими способами (например, магнитная сепарация). Все газы после обжига направляют на улавливание водой и последующее упаривание раствора фторида аммония.
Прокаливание осадка, полученного после фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния, при температуре 500-800°С в течение 2-6 часов, позволяет получить диоксид кремния в виде продукта, который может быть использован в металлургии, например, для получения ферросилиция. Все газы после прокаливания направляют на улавливание водой и последующее упаривание раствора фторидов аммония.
Раствор фторида аммония, полученный в результате смешения растворов после фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния и уловленных водой газов после обжига, упаривают при температуре 130-170°С.
Регенерация фторидов аммония позволяет организовать безотходное производство, что согласуется с современными тенденциями развития технологии переработки минерального и техногенного сырья.
Обескремненный полиметаллический шлак, полученный предложенным способом, содержит: 50,13-55,05% Fe2O3; 7,93-8,88% ZnO; 9,68-10,24% PbO, а доля диоксида кремния в сырье снижена с 22,18% до 0,01-3,42%. Железо в полученном полиметаллическом шлаке находится в форме маггемита - магнитной форме триоксида железа, который может быть отделен магнитной сепарацией от остальных компонентов с получением полиметаллического концентрата.
Пример 1.
Исходный полиметаллический шлак Дучарского отвала Нерчинских заводов измельчали в шаровой мельнице с последующей классификацией на сите 0,1 мм. Измельченный полиметаллический шлак, содержащий: 43,75% Fe2O3; 22,18% SiO2; 8,15% ZnO; 9,59% PbO; прочие попутные примеси - 16,33%, смешали в тефлоновом стакане с 30% раствором гидродифторида аммония (NH4HF2). Массовое соотношение исходного концентрата к раствору гидродифторида аммония составляло 1 к 5. Перемешивание пульпы осуществляли электромагнитной мешалкой с подогревом. Процесс вели в течение 3 часов при температуре смеси 90°С в ходе чего протекала реакция:
SiO2+3NH4HF2 → (NH4)2SiF6+NH3+2H2O.
По окончании времени процесса, посредством фильтрации отделили осадок от раствора и сушили его в муфельной печи при температуре 80°С в течение 4 часов. Осадок содержал: 45,88% Fe2O3; 0,94% SiO2; 8,01% ZnO; 10,02% PbO; прочие попутные примеси - 35,15%.
Пары воды и аммиака улавливали с получением аммиачной воды.
Последующий обжиг осадка в муфельной печи при 700°С в течение 3 часов позволил получить обескремненный полиметаллический шлак со следующим составом в пересчете на оксиды: 55,05% Fe2O3; 0,01% SiO2; 8,88% ZnO; 10,24% PbO; прочие попутные примеси - 25,82%. Отходящие при этом газы направляли на смешение с водой для доулавливания остаточных фторидов аммония.
Полученный после фильтрации пульпы раствор обрабатывали водным раствором аммиака с концентрацией, равной 25%. Образовавшуюся суспензию гидратированного диоксида кремния фильтровали и получили осадок гидратированного диоксида кремния, который направили в муфельную печь на прокаливание при температуре 600°С в течение 6 часов с получением диоксида кремния в качестве продукта.
Раствор фторида аммония, полученный после фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния, смешивали с раствором фторида аммония, полученным после доулавливания остаточных фторидов аммония, а затем упаривали в тефлоновом стакане в муфельной печи при температуре 150°С, получив кристаллический гидродифторид аммония, который может быть использован для переработки новой партии сырья.
Пример 2.
Измельченный полиметаллический шлак такого же состава, как в примере 1, смешали с 40% раствором гидродифторида аммония при массовом соотношении твердого к жидкому, как 1 к 10. Выщелачивание проводили в течение 4 часов при температуре 60°С. Выделяющийся аммиак улавливали водой с получением водного раствора аммиака.
Полученный после фильтрации пульпы осадок сушили при 70°С в течение 2 часов. Осадок содержал: 43,25% Fe2O3; 2,53% SiO2; 7,94% ZnO; 9,82% PbO; прочие попутные примеси - 36,46%.
Дальнейший обжиг проводили при 900°С в течение 4 часов.
Состав полученного обескремненного полиметаллического шлака: 53,89% Fe2O3; 0,64% SiO2; 8,43% ZnO; 9,95% PbO; прочие попутные примеси - 27,09%.
Все газы после обжига направляли на улавливание водой и последующее упаривание раствора фторида аммония.
Получение диоксида кремния осуществляли прокаливанием осадка, полученного при фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния при 800°С в течение 2 часов. Все газы после прокаливания осадка направляли на улавливание водой и последующее упаривание раствора фторида аммония.
Регенерацию гидродифторида аммония осуществляли упариванием раствора фторида аммония при температуре 170°С в муфельной печи.
Пример 3.
Отличается от предыдущих примеров тем, что измельченный полиметаллический шлак смешивали с 10% раствором гидродифторида аммония при массовом соотношении твердого к жидкому как 1 к 20. Выщелачивание проводили в течение 1 часа при температуре 25°С.
Последующий осадок сушили при 60°С в течение 6 часов. Осадок содержал: 40,23% Fe2O3; 5,47% SiO2; 7,51% ZnO; 9,22% PbO; прочие попутные примеси - 37,57%. Дальнейший обжиг проводили при 600°С в течение 1 часа.
Состав полученного обескремненного полиметаллического шлака: 50,13% Fe2O3; 3,42% SiO2; 7,93% ZnO; 9,68% PbO; прочие попутные примеси - 28,84%.
Получение диоксида кремния осуществляли прокаливанием при 500°С в течение 3 часов.
Регенерацию гидродифторида аммония осуществляли при температуре 130°С.
Claims (1)
- Способ переработки полиметаллического шлака, отличающийся тем, что измельченный до фракции менее 0,1 мм шлак смешивают с раствором гидродифторида аммония при массовом соотношении концентрата к раствору гидродифторида аммония как 1:(5-20) при температуре от 25°С до 90°С, отфильтрованный от полученной пульпы твердый осадок сушат при температуре 60-80°С в течение 2-6 ч, затем обжигают его при 600-900°С в течение 1-4 ч с получением обескремненного полиметаллического шлака, а осадок, полученный после фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния, прокаливают при температуре 500-800°С в течение 2-6 ч, при этом улавливают водой газы при обжиге и прокаливании указанных осадков, полученные растворы фторидов аммония объединяют с раствором фторида аммония, полученным в результате фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния, а затем упаривают при температуре 130-170°С с получением кристаллического гидродифторида аммония.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2780207C1 true RU2780207C1 (ru) | 2022-09-20 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2226500C1 (ru) * | 2002-09-10 | 2004-04-10 | Рак Валентин Александрович | Способ обескремнивания природных минералов и руд |
RU2317252C2 (ru) * | 2005-09-06 | 2008-02-20 | Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (Институт химии ДВО РАН) | Способ обескремнивания минерального сырья |
RU2357925C1 (ru) * | 2007-12-07 | 2009-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ получения диоксида кремния |
CN112176192A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-01-05 | 衢州华友钴新材料有限公司 | 一种低硅、低镁杂质合金深度脱硅、脱镁方法 |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2226500C1 (ru) * | 2002-09-10 | 2004-04-10 | Рак Валентин Александрович | Способ обескремнивания природных минералов и руд |
RU2317252C2 (ru) * | 2005-09-06 | 2008-02-20 | Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (Институт химии ДВО РАН) | Способ обескремнивания минерального сырья |
RU2357925C1 (ru) * | 2007-12-07 | 2009-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ получения диоксида кремния |
CN112176192A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-01-05 | 衢州华友钴新材料有限公司 | 一种低硅、低镁杂质合金深度脱硅、脱镁方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109179464A (zh) | 一种二次铝灰高效清洁资源化利用的方法 | |
CN108004409B (zh) | 一种砷化镓污泥中镓的分离回收方法 | |
CN109321759B (zh) | 一种分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分的方法 | |
RU2618975C2 (ru) | Система и способ извлечения редкоземельных элементов | |
WO2020052311A1 (zh) | 含氟的稀土矿物颗粒的处理方法 | |
EP3161173B1 (en) | System and process for selective rare earth extraction with sulfur recovery | |
KR20190134085A (ko) | 시멘트 제조 공정에서 발생되는 염소 바이패스 더스트의 재활용 방법 | |
NO339341B1 (no) | Fremgangsmåte til utvinning av cesium og/eller rubidium. | |
WO1988003911A1 (en) | Process for recovering metal values from jarosite solids | |
USRE29598E (en) | Method for recovering vanadium-values from vanadium-bearing iron ores and iron ore concentrates | |
CN109439918A (zh) | 一种分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分系统 | |
RU2780207C1 (ru) | Способ переработки полиметаллического шлака | |
RU2624749C2 (ru) | Способ получения оксида бериллия и металлического бериллия | |
WO2013061092A1 (en) | Potash product and method | |
RU2184158C1 (ru) | Способ очистки железорудного концентрата от примесей фосфора | |
RU2363742C1 (ru) | Способ выделения ценных компонентов из угольных золошлаков | |
RU2768386C1 (ru) | Способ переработки кварц-лейкоксенового концентрата | |
RU2667932C1 (ru) | Способ переработки монацитового сырья | |
JP2002285255A (ja) | 酸化亜鉛焼鉱または酸化亜鉛団鉱の製造方法 | |
RU2769684C1 (ru) | Способ переработки цирконового концентрата | |
RU2459879C2 (ru) | Способ получения окатышей для восстановительной плавки | |
US2805928A (en) | Process for recovering rare-earth oxides | |
RU2763715C1 (ru) | Способ переработки отходов титанмагнетитовой руды | |
RU2765974C1 (ru) | Способ переработки металлургического шлака | |
US20220127696A1 (en) | Process and system for extraction of rare earth elements using an acid soak |