Способ получения алюмокремниевого коагулянта

Авторы патента:

C22B3/00 - Извлечение соединений металлов из руд или концентратов мокрыми способами

C22B1/00 - Предварительная обработка руд или скрапа (печи, устройства для спекания F27B)

Владельцы патента RU 2624326:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) (RU)

Изобретение относится к технологии переработки алюмокремниевого сырья. Нефелиновое сырье измельчают, спекают при температуре 400-1000°C с карбонатом натрия, или дисульфатом калия, или гидросульфатом калия. Спек обрабатывают водой, или водным раствором серной или соляной кислоты, или водным раствором хлорида титана с получением жидкого алюмокремниевого коагулянта. 1 з.п. ф-лы, 7 пр.

Изобретение относится к области переработки алюмокремниевого сырья, в частности к способу получения алюмокремниевого коагулянта, и его использованию в процессах очистки природной и промышленной воды.

Известен способ получения неочищенного алюмокремниевого коагулянта обработкой нефелинового концентрата серной кислотой с последующей выдержкой продукта (Способ получения алюминиевого коагулянта (Патент SU 327790): (088.8) Ю.С. Плышевский, К.В. Ткачев, В.А. Рябин) (ТКАЧЕВ К.В., ЗАПОЛЬСКИЙ А.К., КИСИЛЬ Ю.К. Технология коагулянтов. - Ленинград: издательство «Химия», 1978, с. 122-137, 166-170. Способ получения алюминиевого коагулянта (Патент SU 327790): (088.8) Авторы изобретения Ю.С. Плышевский, К.В. Ткачев, В.А. Рябин).

К недостатками процесса относят высокое содержание непрореагировавшего кремнезема (сиштофа), низкое содержанием активного компонента, высокая коррозионность процесса.

Известен способ получения алюмокремниевого коагулянта, включающий обработку нефелинового концентрата раствором серной кислоты с отделение жидкой фазы, ее обезвоживанием, упаркой под вакуумом ниже температуры кипения или диспергированием в газе теплоносителе (пат. РФ №2388693, МПК С01В 33/26 (2006.01), C01F 7/74 (2006.01), C02F 1/52 (2006.01), опубл. 10.05.2010 г.).

Недостатком способа являются низкое содержание активного компонента в продукте, высокие энергозатраты на сушку, а также сложная схема производства.

Наиболее близким аналогом по достигаемому результату и технической сущности (прототип) является способ получения неочищенного алюмокремниевого флокулянта-коагулянта в процессе обработки его серной или соляной кислотой с получением разбавленных растворов алюмокремниевого флокулянта-коагулянта (РФ 2039711, C02F 1/52. Захаров В.И.; Петрова В.И. Дата публикации 20.07.1995).

К недостаткам данной технологии стоит отнести низкое содержание активного компонента в растворе, а также полимеризацию (гелировнаие) растворов.

Задачей данного изобретения является разработка способа получения алюмокремниевого флокулянта-коагулянта (далее АКФК) с повышенным содержанием активного компонента (активного Al более 10%).

Поставленная задача решается способом получения алюмокремниевого коагулянта, включающим измельчение нефелинового сырья ((Na,K)₂O⋅Al₂O₃⋅2SiO₂), его спекание в стехеометрических соотношениях по отношению к содержащемуся в нефелиновом сырье оксиду алюминия при температуре 400-1000°C в течение 60-90 минут с солями натрия (карбонатом натрия (Na₂CO₃)) или калия (дисульфатом калия (K₂S₂O₇); гидросульфатом калия (КHSO₄)) с последующей обработкой спека водой, или 1-5%-ным раствором кислот (H₂SO₄ или HCl), или водным раствором хлорида титана (TiCl₄). Полученные растворы могут быть использованы в качестве коагулянтов или в дальнейшем, после отделения твердой фазы, обезвожены вакуумной или распылительной сушкой для повышения чистоты продукта.

Использование процесса спекания нефелиновго концентрата с солями позволит избежать необходимости использования концентрированных растворов кислот и, как следствие, снизить реагентные затраты, коррозионную активность реакционной смеси, повысить содержание активного компонента в товарном продукте.

К основным достоинствам данного способа можно отнести отсутствие необходимости использования кислотостойкого оборудования, низкие реагентные затраты и повышенное содержание активного компонента в конечном продукте.

Сущность предлагаемого способа и достигаемые результаты более наглядно могут быть проиллюстрированы следующими примерами

ПРИМЕР №1

К измельченному нефелиновому концентрату массой 10 г (содержание Al₂O₃ 25%) добавляют 20 г гидросульфата калия, интенсивно перемешивая. Затем смесь нагревают в фарфоровом тигле в печи при температуре 550°C, в течение 60 минут. Полученный спек обрабатывают горячей водой в течение 10 минут. Реакция среды pH ~14. Для отделения нерастворимой фазы раствор фильтруют. Маточный раствор отверждают в распылительной сушке. Содержание основного коагулирующего компонента в продукте 46% по Al₂O₃. В речную воду с содержанием взвешенных веществ 2,5 мг/л вводят 1 мл 1% раствора коагулянта. Эффективность очистки составляет 96,7%.

ПРИМЕР №2

К измельченному нефелиновому концентрату массой 10 г (содержание Al₂O₃ 25%) добавляют 19 г дисульфата калия, интенсивно перемешивая. Затем смесь нагревают в фарфоровом тигле в печи при температуре 400°C, в течение 90 минут. Полученный спек содержит до 15% по Al₂O₃. Полученный спек обрабатывают горячей водой (90°C) в течение 10 минут. Реакция среды pH ~2. Затем раствор охлаждают до 2-4°C, за счет снижения растворимости выделяют алюмокалиевые квасцы (10% по Al₂O₃). Маточный раствор используют в качестве коагулянта (3% Al₂O₃). В сточную воду с содержанием ионов железа 2,3 мг/л вводят 5 мл маточного раствора. Остаточная концентрация соединений железа 0,2 мг/л, а эффективность очистки 91,4%.

ПРИМЕР №3

К измельченному нефелиновому концентрату массой 10 г (содержание Al₂O₃ 25%) добавляют 2,5 г карбоната натрия, интенсивно перемешивая. Затем смесь нагревают в фарфоровом тигле в печи при температуре 1000°C, в течение 60 минут. Полученный спек обрабатывают 5%-ным раствором серной кислоты в течение 10 минут. Для отделения нерастворимой фазы раствор фильтруют. Реакции среды pH ~7. Маточный раствор отверждают в вакуумной сушке. Содержание основного коагулирующего компонента в продукте 16% по Al₂O₃. В речную воду с содержанием взвешенных веществ 5,5 мг/л вводят 1 мл маточного раствора. Эффективность очистки составляет 93,7%.

ПРИМЕР №4

К измельченному нефелиновому концентрату массой 10 г (содержание Al₂O₃ 25%) добавляют 2,5 г карбоната натрия, интенсивно перемешивая. Затем смесь нагревают в фарфоровом тигле в печи при температуре 1000°C, в течение 60 минут. Полученный спек обрабатывают 1%-ным раствором серной кислоты в течение 10 минут. Для отделения нерастворимой фазы раствор фильтруют. Реакции среды pH ~7. Маточный раствор отверждают в вакуумной сушке. Содержание основного коагулирующего компонента в продукте 16% по Al₂O₃. В сточную воду с содержанием взвешенных веществ 58 мг/л вводят 5 мл пульпы. Эффективность очистки составляет 96,7%.

ПРИМЕР №5

К измельченному нефелиновому концентрату массой 10 г (содержание Al₂O₃ 25%) добавляют 2,5 г карбоната натрия, интенсивно перемешивая. Затем смесь нагревают в фарфоровом тигле в печи при температуре 900°C, в течение 60 минут. Полученный спек обрабатывают 2%-ным раствором соляной кислоты в течение 10 минут. Для отделения нерастворимой фазы раствор отстаивают. Реакции среды pH ~7. Маточный раствор отверждают в распылительной сушке. Содержание основного коагулирующего компонента в продукте 16% по Al₂O₃. В сточную воду с содержанием взвешенных веществ 95 мг/л вводят 1 мл 20% раствора коагулянта. Эффективность очистки составляет 95%.

ПРИМЕР №6

К измельченному нефелиновому концентрату массой 10 г (содержание Al₂O₃ 25%) добавляют 2,5 г карбоната натрия, интенсивно перемешивая. Затем смесь нагревают в фарфоровом тигле в печи при температуре 950°C, в течение 60 минут. Полученный спек обрабатывают 1-%-ным водным раствором хлорида титана (TiCl₄) в течение 20 минут. Реакции среды pH ~7. Для отделения нерастворимой фазы раствор центрифугируют. Содержание основного коагулирующего компонента в продукте 16% по Al₂O₃. В сточную воду с содержанием взвешенных веществ 150 мг/л вводят 10 мл пульпы. Эффективность очистки составляет 95,3%.

ПРИМЕР №7

К измельченному нефелиновому концентрату массой 10 г (содержание Al₂O₃ 25%) добавляют 2,5 г карбоната натрия, интенсивно перемешивая. Затем смесь нагревают в фарфоровом тигле в печи при температуре 900°C, в течение 90 минут. Полученный спек обрабатывают 5-%-ным водным раствором хлорида титана (TiCl₄) в течение 20 минут. Реакции среды pH ~7. Полученную пульпу используют в качестве коагулянта. Содержание основного коагулирующего компонента в продукте 16% по Al₂O₃. В сточную воду с содержанием взвешенных веществ 250 мг/л вводят 19 мл пульпы. Эффективность очистки составляет 99,1%.

Из приведенных примеров следует, что предлагаемый усовершенствованный способ получения алюмокремниевого коагулянта позволяет получать продукт с повышенным содержанием активного компонента (Al₂O₃). Данный способ позволяет расширить существующие направления переработки нефелинового сырья.

1. Способ получения алюмокремниевого коагулянта, включающий обработку нефелинового сырья водным раствором серной или соляной кислоты, отличающийся тем, что нефелиновое сырье предварительно измельчают, спекают при температуре 400-1000°C в течение 60-90 минут в стехеометрическом соотношении к содержащемуся в нефелиновом сырье оксиду алюминия с карбонатом натрия, или дисульфатом калия, или гидросульфатом калия с последующей обработкой спека водой, или 1-5%-ным раствором серной или соляной кислоты, или водным раствором хлорида титана с получением жидкого алюмокремниевого коагулянта.

2. Способ получения алюмокремниевого коагулянта по п. 1, отличающийся тем, что с целью повышения чистоты продукта отделяют твердую фазу и обезвоживают раствор вакуумной или распылительной сушкой.

Группа изобретений относится к переработке использованных электронных плат. Осуществляют механическое удаление навесных деталей с использованных электронных плат, получая первый промежуточный продукт из удаленных навесных деталей и облегченных плат с деталями монтажа и микромонтажа, выделяют в первом троммеле из упомянутого первого промежуточного продукта упомянутые облегченные платы с деталями монтажа и микромонтажа, выполняют в активаторе химическое растворение припоя с упомянутых облегченных плат, получая суспензию растворенного припоя и твердую фазу из деталей монтажа и микромонтажа и пластмассовых основ плат, отделяют во втором троммеле суспензию растворенного припоя от упомянутой твердой фазы, разделяют упомянутую твердую фазу на упомянутые пластмассовые основы плат и на элементы, содержащие благородные металлы, и направляют разделенные элементы на извлечение из них соответствующих благородных металлов и передают пластмассовые основы плат на утилизацию.

Способ извлечения лантана(iii) из растворов солей // 2602112

Изобретение относится к способу извлечения лантана (III) из растворов солей. Способ включает флотоэкстракцию с использованием органической фазы, в качестве которой используют изооктиловый спирт, и собирателя, в качестве которого используют ПАВ анионного типа - додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии: La+3+3NaDS=La(DS)3+3Na+, где La+3 - катион лантана (III), DS- - додецилсульфат-ион.

Способ селективного извлечения америция из азотнокислой водной фазы // 2544716

Изобретение может быть использовано при переработке и утилизации облученного ядерного топлива. Способ включает экстрагирование америция из азотнокислой водной фазы посредством циркуляции ее в первом экстракторе, промывание полученной органической фазы во втором экстракторе и селективную реэкстракцию америция в третьем экстракторе.

Способ обработки золотосодержащего концентрата перед обогащением // 2532484

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано для обработки золотосодержащих концентратов, преимущественно кварцевых, осуществляемой перед гравитационным обогащением.

Способ получения наночастиц металлов // 2486130

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения наночастиц металлов для использования в термокаталитических процессах переработки углеводородного сырья.

Способ извлечения скандия // 2485049

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке минерального сырья, в частности к скандийсодержащим «хвостам», полученным при обогащении титаномагнетитовых руд методом мокрой магнитной сепарации.

Способ переработки сидеритовых руд // 2471564

Изобретение относится к способам переработки сидеритовых руд, содержащих большие количества оксида магния (свыше 9 мас.%), и предназначено для одновременного получения двух продуктов - железорудного концентрата с высоким содержанием железа и оксида магния высокой чистоты.

Технологический комплекс системы разделения суспензий руд // 2464330

Изобретение относится к технике фракционного разделения суспензий руд. .

Блок гидроциклонов системы фракционного разделения суспензий руд тонкого помола // 2464105

Изобретение относится к технике разделения суспензий руд, а именно к блокам гидроциклонов, применяемым в системах фракционного разделения суспензий руд тонкого помола в технологических комплексах переработки руд, и может быть использовано в горно-рудной отрасли, в черной и цветной металлургии, химической и других отраслях промышленности.

Блок гидроциклонов системы фракционного разделения суспензий руд тонкого помола // 2464104

Изобретение относится к технике разделения суспензий руда, а именно к блокам гидроциклонов, применяемым в системах фракционного разделения суспензий руд тонкого помола в технологических комплексах переработки руд, и может быть использовано в горно-рудной отрасли, в черной и цветной металлургии, химической и других отраслях промышленности.

Поточная линия для комплексного извлечения ценных компонентов из полиметаллических руд // 2608480

Изобретение относится к поточной линии для получения концентратов ценных компонентов из полиметаллических руд на горно-химических предприятиях. Поточная линии содержит последовательно соединенные щековую дробилку, мельницу мокрого самоизмельчения, диафрагмовую отсадочную машину, спиральный классификатор, гидроциклон, шаровую мельницу, концентрационные столы, механическую флотомашину, сгуститель, ролл-пресс, установленный после мельницы мокрого полусамоизмельчения, устройство приема объединенного концентрата, установленное перед сгустителем, дополнительные гидроциклоны, установленные после сгустителя, и пресс-фильтр, установленный после дополнительных гидроциклонов.

Способ переработки фосфористых магнетитовых руд // 2599068

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке фосфористых магнетитовых руд. Способ переработки включает получение чернового магнетитового концентрата крупностью -100 мкм магнитной сепарацией.

Способ бифторидной переработки редкого и редкоземельного минерального сырья // 2576710

Изобретение относится к технологии редких и редкоземельных металлов и может быть использовано на рудоперерабатывающих предприятиях для вскрытия и переработки трудно разлагаемых концентратов для извлечения редкоземельных металлов (РЗМ), циркония, титана и других металлов.

Способ измельчения железомарганцевой руды сложного состава // 2574690

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых. Гематит-браунитовые и магнетитовые типы железомарганцевой руды раздельно дробят в щековой дробилке.

Способ подготовки к металлургическому переделу сыпучей гидрогётитовой железной руды оолитового строения и устройство для его реализации // 2569264

Изобретение относится к области подготовки железорудного сырья к металлургическому переделу. Способ подготовки к металлургическому переделу сыпучей гидрогетитовой железной руды оолитового строения включает получение гетитового обесфосфоренного концентрата путем температурной обработки железосодержащего материала и отделения от него фосфоросодержащего материала.

Способ для обезмасливания магнитоактивных твердых отходов // 2569133

Предложенное изобретение относится к способу для обработки содержащих масло частиц, таких как шлам завода, и может быть использовано для обезмасливания отходов сталелитейной промышленности и других загрязненных маслом отходов.

Технологическая линия производства железорудных окатышей // 2567947

Изобретение относится к области подготовки сырья к металлургическому переделу. Линия содержит установленные в технологической последовательности и соединенные транспортными средствами смеситель шихты для сырых окатышей, систему увлажнения шихты с форсунками, окомкователь шихты для получения сырых окатышей и устройства для сушки, отсева, обжига и охлаждения окатышей.

Способ концентрирования рассеянных элементов // 2553109

Изобретение относится к области получения и концентрирования рассеянных элементов из топочных отходов. Способ концентрирования рассеянных элементов, входящих в состав твердого полезного углеродсодержащего ископаемого, включает возгонку летучих рассеянных элементов при сжигании твердого углеродсодержащего ископаемого с получением первого возгона в виде обогащенной золы-уноса.

Способ и устройство для вскрытия руды // 2540101

Изобретение относится к способу и устройству для вскрытия руды. Для создания трещин или расколов руды на расстоянии от нее размещено устройство для вскрытия руды.

Способ обработки золотосодержащего концентрата перед обогащением // 2532484

Способ получения высокодисперсной алюмоциркониевой оксидной системы // 2615513

Изобретение относится к способу получения высокодисперсной алюмоциркониевой оксидной системы. Способ включает анодное растворение металлического алюминия в растворе хлорида натрия с концентрацией 29±0,5 г/л в коаксиальном электролизере с отличающимися на два и более порядка площадями электродов при анодной плотности тока 20-160 А/м2 в присутствии ионов циркония в количестве, обеспечивающем содержание оксида циркония в образующемся осадке от 5 до 20 мас.%, выдерживание полученного осадка в маточном растворе в течение не менее 48 часов, фильтрацию и сушку осадка.