Титансодержащее сырье и сернокислотные методы его переработки. Сернокислотная переработка сфена - Переработка полезных ископаемых на обогатительных фабриках

Из титановых минералов наибольшее промышленное значение имеют ильменит FeTi03, титатаномагнетиты Fe0-Ti02-Fe304 и рутил ТЮ2. Меньшее значение значение имеют сфен CaTi[Si04]0 и перовскит CaTi03. Для попутного извлечения титана можно использовать большое количество минералов, например лопарит (Na, Ca, Ce...),(Nb, Ti)204.

Среди гидрометаллургических технологий различают сернокислотный и солянокислый способы. Сернокислотный метод сложен, требует многих операций, главные из них: 1) вскрытие концентрата, 2) очистка сульфатных растворов; 3) гидролиз растворов; 4) прокаливание гидроокиси титана до двуокиси. Реакции вскрытия перовскити и сфена:

СаТЮЗ + H2S04 = Ti0S04 + CaS04 + Н20

CaTi[Si04]0 + 2H2S04 + хН20 = Ti0S04 + CaS04 + Si02xH20

Из титановых концентратов непосредственно получают три вида продуктов: тетрахлорид титана, диоксид титана и ферротитан.

Получение глинозема Al2O3 по методу Байера и методу спекания

Нефелин и нефелино-еиенитовые руды относятся к алюминийсодержащему сырью. Нефелиновые породы беднее бокситов по глинозему, но содержат другие ценные компоненты - щелочи и бетимовый шлам. В нефелиновом сиените содержится 19-24% А1203. На Кольском полуострове распростронены апатато-неелиновые руды (апатит 3Ca3(P04)3-CaF2 и нефелин (Na, K)20A1203-2Si02). Комплексная переработка нефелинов включает процессы получения глинозема, кальцинированной соды, поташа, цемента, а также редкие металлы (галлий). Для переработки нефелинового сырья в зависимости от его состава и свойств могут быть применены различные способы: спекания; гидрохимический и другие.

Получение глиназема спеканием

Химические превращения при спекании протекают в основном в твердофазном состоянии и описываются реакцией

(Na, K)20A12032Si02 + 4СаС03 известняк = (Na, K)20 А1203 + 2(2СаО Si02) + 4С02

Алюминат калия при выщелачивании переходит в раствор так же легко, как и алюминат натрия; феррит натрия подвергается гидролизу. Алюминаты кальция в содовых растворах разлагаются.

Нефелин измельчают в шаровых мельницах, известняк спекают в трубчатых вращающихся печах, нефелиновый шлам осаждают в автоклавах.

Способ Байера - способ производства глинозема из боксита -- основан на выщелачивании, цель которого растворить содержащийся в боксите оксид алюминия Al2О3, избежав перевода в раствор остальных составляющих боксита (SiO2, Fe2O3 и др.). В основе способа лежит обратимая химическая реакция:

Al2O3 * n Н2O + 2NaOH = Na2O * Al2O3 + (n + l)H2O

Глинозем в виде алюмината натрия переходит в раствор. Основные операции:

    1. Подготовка боксита к выщелачиванию. Боксит дробят и размалывают, добавляют также немного извести, активизирующей выщелачивание. 2. Выщелачивание. 3. Разделение алюминатного раствора и шлама после разбавления пульпы водой производят в сгустителях (отстойниках). 4. Разложение алюминатного раствора, называемое также декомпозицией с целью перевести алюминий из раствора в осадок в виде Al2О3 * 3Н2O. 5. Отделение кристаллов гидрооксида алюминия от раствора и классификация кристаллов по крупности. После декомпозиции пульпа поступает в сгустители, где гидрооксид отделяют от раствора. 6. Кальцинацию или обезвоживание гидрооксида алюминия. Al2О3- 3Н2O = Al2О3 + 3Н2O

Сернокислотная технология нефелина.

В нашем Институте разработан ряд сернокислотных схем переработки нефелина. Первая из них предусматривает обработку нефелинового концентрата раствором серной кислоты с концентрацией 35-40% по H2SO4. Из полученного раствора при охлаждении кристаллизуют алюмокалиевые квасцы, являющиеся товарным продуктом, а маточный раствор используют в качестве коагулянта в процессах водоочистки и водоподготовки.

В технологии предусмотрен вариант, при котором раствор от разложения нефелина упаривают, без отделения из него квасцов, и полученную смесь солей гранулируют для придания ему потребительских свойств.

Из нерастворимого остатка после кислотного разложения нефелина седиментационными способами выделяют аморфный кремнезем, который также является товарным продуктом.

По второму варианту нефелин обрабатывается разбавленными растворами серной кислоты с последующим отделением нерастворимого остатка отстаиванием (при необходимости - фильтрацией). Полученный раствор после незначительной модификации направляется на очистку воды. Наличие в составе растворенного кремнезема обеспечивает как коагулирующее, так и дополнительно флокулирующее действие реагента.

Вариантом этой схемы является технология получения чистого аморфного кремнезема, суть которой заключается в том, что из полученного кремнеземсодержащего раствора кристаллизуют алюмокалиевые квасцы, после чего из него осаждают в определенных условиях кремнезем. Маточный раствор и промводы являются оборотными и возвращаются как на стадию разложения нефелина, так и на стадию коагуляции SiO2, а их избыток используется для производства коагулянта по второму варианту.

Другими перспективными направлениями переработки нефелина являются фосфорно - и солянокислотное направления.

По первому из них в зависимости от условий разложения возможно получение алюмофосфатных связующих, компонентов огнетушащих составов, а также кремнеземсодержащих растворов для синтеза сорбентов, применяющихся для очистки воды от радионуклидов и ионов тяжелых цветных металлов.

По второму растворы, получаемые от разложения нефелинового концентрата, перерабатываются с получением раствора хлорида алюминия, который, также как и раствор от сернокислотного разложения нефелина, может быть непосредственно использован в качестве коагулянта, хлорида калия, применяемого в настоящее время в качестве удобрения, и хлорида натрия, который перерабатывется существующими способами на едкий натр и соляную кислоту, возвращаемую в процесс.

Похожие статьи




Титансодержащее сырье и сернокислотные методы его переработки. Сернокислотная переработка сфена - Переработка полезных ископаемых на обогатительных фабриках

Предыдущая | Следующая