Способ переработки нефелинового концентрата

Изобретение относится к получению цеолитов из нефелинового концентрата. Предложен способ переработки нефелинового концентрата, являющегося отходом обогатительной фабрики по переработке апатит-нефелиновых руд. Нефелиновый концентрат измельчают до размера частиц менее 250 мкм, проводят спекание концентрата с каустической содой при 300-340°С в течение 2,5-4,0 ч, добавляют раствор силиката натрия, щелочной раствор и дистиллированную воду с получением реакционной смеси для синтеза цеолитов NaA или NaX. Проводят гидротермальный синтез в течение 12-36 ч, осадок отфильтровывают, промывают водой до рН=8, сушат и прокаливают, а щелочной раствор после фильтрации возвращают на стадию получения реакционной смеси. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности получения цеолитов типа А и Х из отходов обогатительной фабрики по переработке апатит-нефелиновых руд. 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к способу получения цеолитов типа NaA и NaX и может быть использовано на производствах по получению цеолитсодержащих сорбентов для нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей и газодобывающей промышленности.

Известен способ получения цеолита X (патент РФ №2142412, опубл. 10.12.1999 г.), в котором каолин и белую глину смешивают до получения механической аморфной сыпучей алюмосиликатной смеси однородного состава. В исходном каолине содержание SiO2 53-58 мас. % и Al2O3-42-47 мас. %, а в белой саже - не менее 86 мас. % и не более 0,15 мас. % соответственно. Каолин и белая глина смешиваются в соотношении 1:1. Полученную сухую смесь прокаливают при температуре 860°С в течение 40 мин, просеивают и смешивают с алюмокремнегидрогелем, включающим смесь растворов силиката и алюмината натрия, до образования пластичной однородной алюмосиликатной массы. Далее проводят гранулирование алюмосиликатной массы, сушку гранул и гидротермальную кристаллизацию цеолита в щелочном алюминатном растворе (в кристаллизационном растворе).

Недостатком данного способа является необходимость трех длительных стадий по получению цеолита: температура 30°С на первой стадии при времени выдержки реакционной смеси 10-14 ч, на второй - 60°С и 10-14 ч, на третьей - 90°С и 20-28 ч соответственно. Также недостатком данного способа является использование алюминатного раствора, что усложняет технологию производства цеолита.

Известен способ изготовления цеолита А, пригодного в качестве модифицирующей добавки (патент РФ №2248939, опубл. 27.03.2005), который включает: разбавление щелочного раствора алюмината натрия, полученного в виде насыщенного щелочного раствора методом Байера и имеющего концентрацию оксида алюминия, по меньшей мере, 140 г/л; тщательное перемешивание щелочи, воды и силиката натрия для получения смеси с молярными отношениями SiO2-Na2O в пределах 1,25-1,66; дозированное добавление горячего раствора алюмината натрия при температуре 50-60°С к раствору силиката натрия при температуре окружающей среды и непрерывном перемешивании для получения смеси с молярными отношениями: SiO2-Al2O3 в пределах 1,6-2,0 и H2O-Na2O в пределах 30-40, нагревание кристаллизационного раствора до 95°С в течение периода времени 45-75 минут при непрерывном перемешивании; извлечение цеолита фильтрацией и промывку с последующей сушкой и распылением.

Недостатком этого способа является получение цеолита, непригодного для использования в качестве сорбционного материала.

Известен способ синтеза цеолита из нефелинового сиенита (Hosseini S. А. Optimization of Synthesis Conditions of Zeolite 4A from Nepheline Syenite // International Journal of Materials Chemistry and Physics. - 2015. V. 1, N. 2. P 93-98) гидротермальным методом. Перед синтезом цеолита нефелиновый сиенит прокаливали при температуре 900°С, подвергали магнитной сепарации и кислотному выщелачиванию 0,1 М HCl. Нефелиновый сиенит растворяли в растворе NaOH, смешивали с алюминатным и силикатным раствором, выдерживали в течение 15 часов при температуре 90°С.

Недостатком данного способа является отсутствие сырьевой базы нефелинового сиенита для получения цеолита в промышленных масштабах. Полученные цеолиты имеют низкую степень кристалличности.

Известен способ получения цеолита X из низкокачественного боксита (Wang С.et al. Synthesis of zeolite X from low-grade bauxite //Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2013. T. 88. №. 7. C. 1350-1357), принятый за прототип, по которому синтез проводился в две стадии: активация боксита щелочью и гидротермальный синтез. Боксит спекали с каустической содой при температуре 350°С в течении 2 часов, к полученной смеси добавляли раствор силиката натрия и дистиллированную воду для достижения соотношения компонентов в реакционной смеси: SiO2/Al2O3=2,4-4,8; Na2O/SiO2=1,4-2,4; H2O/Na2O=30-50. Полученную смесь подвергали гидротермальному синтезу при температуре 100°С в течении 24 часов.

Недостатком данного способа является невозмозможность получения чистого цеолита типа X без примесей цеолита типа NaP.

Техническим результатом является возможность получения цеолитов типа NaA и NaX с использованием отходов обогатительных фабрик переработки апатит-нефелиновых руд - нефелинового концентрата.

Технический результат достигается тем, что в качестве исходного сырья используется нефелиновый концентрат, спекание проводят при температуре от 300 до 340°С в течении от 2,5 до 4,0 часов, гидротермальный синтез реакционной смеси проводится в течении от 12 до 36 часов, а щелочной раствор, после фильтрации, возвращается в технологический процесс.

Способ осуществляется следующим образом. Нефелиновый концентрат измельчают до крупности частиц не более 250 мкм, спекают с каустической содой при температуре от 300 до 340°С в течении от 2,5 до 4,0 часов, добавляют раствор силиката натрия, оборотный щелочной раствор и дистиллированную воду для достижения соотношения компонентов в реакционной смеси: SiO2/Al2O3=2,4-4,8; Na2O/SiO2=2,0-2,4; H2O/Na2O=30-50 и подвергают гидротермальному синтезу в течении от 12 до 36 часов, осадок отфильтровывается от раствора и промывается водой до рН=8, высушивается и прокаливается. Осадок представляет собой цеолит, пригодный для использования в качестве адсорбента в нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей и газодобывающей промышленности. Щелочной раствор, после фильтрации, возвращается в процесс на стадию приготовления реакционной смеси.

Из представленных данных (таблица 1) видно, что предлагаемый способ получения цеолита из нефелинового концентрата позволяет получить цеолит типа NaA и NaX при времени синтеза 12-36 ч.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. Нефелиновый концентрат измельчают до крупности частиц не более 250 мкм, спекают с каустической содой при температуре 340°С в течении 2,5 часов, добавляют раствор силиката натрия, оборотный щелочной раствор и дистиллированную воду для достижения соотношения компонентов в реакционной смеси: SiO2/Al2O3=4,8; Na2O/SiO2=2,4; H2O/Na2O=40 и подвергают гидротермальному синтезу в течении 24 часов, осадок отфильтровывается от раствора и промывается водой до рН=8, высушивается и прокаливается. Щелочной раствор, оставшийся после отделения осадка, возвращается в процесс на стадию приготовления реакционной смеси.

Данные параметры синтеза позволяют получить цеолит типа NaX (таблица 1).

Пример 2. Нефелиновый концентрат измельчают до крупности частиц не более 250 мкм, спекают с каустической содой при температуре 300°С в течении 4,0 часов, добавляют раствор силиката натрия, оборотный щелочной раствор и дистиллированную воду для достижения соотношения компонентов в реакционной смеси: SiO2/Al2O3=4,8; Na2O/SiO2=2,4; H2O/Na2O=50 и подвергают гидротермальному синтезу в течении 12 часов, осадок отфильтровывается от раствора и промывается водой до рН=8, высушивается и прокаливается.

Данные параметры синтеза позволяют получить цеолит типа NaX (таблица 1).

Пример 3. Нефелиновый концентрат измельчают до крупности частиц не более 250 мкм, спекают с каустической содой при температуре 320°С в течении 3,0 часов, добавляют раствор силиката натрия, оборотный щелочной раствор и дистиллированную воду для достижения соотношения компонентов в реакционной смеси: SiO2/Al2O3=4,2; Na2O/SiO2=2,4; H2O/Na2O=50 и подвергают гидротермальному синтезу в течении 36 часов, осадок отфильтровывается от раствора и промывается водой до рН=8, высушивается и прокаливается.

Данные параметры синтеза позволяют получить цеолит типа NaX (таблица 1).

Пример 4. Нефелиновый концентрат измельчают до крупности частиц не более 250 мкм, спекают с каустической содой при температуре 340°С в течении 2,0 часов, добавляют раствор силиката натрия, оборотный щелочной раствор и дистиллированную воду для достижения соотношения компонентов в реакционной смеси: SiO2/Al2O3=2,4; Na2O/SiO2=2,0; H2O/Na2O=30 и подвергают гидротермальному синтезу в течении 14 часов, осадок отфильтровывается от раствора и промывается водой до рН=8, высушивается и прокаливается.

Данные параметры синтеза позволяют получить цеолит типа NaA (таблица 1).

Пример 5. Нефелиновый концентрат измельчают до крупности частиц не более 250 мкм, спекают с каустической содой при температуре 300°С в течении 2,5 часов, добавляют раствор силиката натрия, оборотный щелочной раствор и дистиллированную воду для достижения соотношения компонентов в реакционной смеси: SiO2/Al2O3=2,4; Na2O/SiO2=2,0; H2O/Na2O=30 и подвергают гидротермальному синтезу в течении 12 часов, осадок отфильтровывается от раствора и промывается водой до рН=8, высушивается и прокаливается.

Данные параметры синтеза позволяют получить цеолит типа NaA (таблица 1).

Предлагаемая технология получения цеолитов типа NaA и NaX с использованием нефелинового концентрата позволит утилизировать отходы обогатительных фабрик и решить вопрос вовлечения нового вида сырья в синтез цеолитов, основными потребителями которых являются нефтеперерабатывающие, газоперерабатывающие и газодобывающие отрасли.

Способ переработки нефелинового концентрата, являющегося отходом обогатительной фабрики по переработке апатит-нефелиновых руд, заключающийся в том, что нефелиновый концентрат измельчают до размера частиц менее 250 мкм, проводят спекание концентрата с каустической содой при 300-340°С в течение 2,5-4,0 ч, добавляют раствор силиката натрия, щелочной раствор и дистиллированную воду с получением реакционной смеси для синтеза цеолитов NaA или NaX, осуществляют гидротермальный синтез в течение 12-36 ч, осадок отфильтровывают, промывают водой до рН=8, сушат и прокаливают, а щелочной раствор после фильтрации возвращают на стадию получения реакционной смеси, при этом реакционная смесь для синтеза цеолита NaA имеет молярное соотношение компонентов: SiO2/Al2O3=2,4, Na2O/SiO2=2,0, H2O/Na2O=30, а реакционная смесь для синтеза цеолита NaX имеет молярное соотношение компонентов: SiO2/Al2O3=4,8, Na2O/SiO2=2,4, H2O/Na2O=40-50.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к гранулированному цеолитному материалу с цеолитной структурой, связной во всем объеме материала, способу его получения и применения.

Изобретение относится к получению гранулированного синтетического цеолита типа X с высоким содержанием цеолитной фазы. Проводят смешение 60-78 % цеолита типа X, 20-30 % каолина и 2-10% органической выгорающей добавки, увлажнение, механическую грануляцию, сушку, прокалку, гидротермальную кристаллизацию в растворе силиката натрия, промывку и сушку гранул.

Изобретение относится к цеолитным адсорбентам. Предложен цеолит-X, имеющий молярное отношение Si/Al от 1,0 до 1,5, средний диаметр не более чем 2,7 микрон и относительную интенсивность LTA не более чем 0,35, определяемую методом рентгеновской дифракции (XRD).

Изобретение относится к синтезу цеолитов. Предложен BaKX цеолитный адсорбент без связующего.

Изобретение относится к новой композиции с превращенным связующим, полученной на основе нового семейства алюмосиликатных цеолитов типа X. Цеолитная композиция с превращенным связующим включает а) композицию цеолита X, имеющую в своем составе первый цеолит X со средним диаметром частиц не более 2,7 микрон и второй цеолит X, при этом второй цеолит X получен в результате превращения связующего материала во второй цеолит X, а содержание связующего материала от 5 до 30% масс.

Изобретение относится к ВаKХ цеолитовым адсорбентам без связующего, используемым для жидкофазного разделения ароматических ксилолов. Адсорбент включает часть цеолита, конвертированного из связующего, образованную из х% масс.

Настоящее изобретение относится к способу выделения пара-ксилола из смеси. Описан способ выделения пара-ксилола из смеси, содержащей по меньшей мере один другой C8-алкилароматический углеводород, включающий контактирование, в условиях адсорбции, смеси с не содержащим связующего адсорбентом, содержащим первую часть цеолита Х и вторую часть цеолита Х; при этом указанная первая часть цеолита Х имеет средний размер кристаллитов от 500 нанометров до 1,5 микрон, а указанная вторая часть цеолита Х имеет средний размер кристаллитов менее 500 нанометров или указанная вторая часть цеолита Х имеет средний размер кристаллитов более 1,8 микрон, причем объединенные первая и вторая части цеолита Х имеют средний размер кристаллитов менее 1,8 микрон, чтобы адсорбировать пара-ксилол, присутствующий в адсорбированной фазе, предпочтительно по сравнению с по меньшей мере одним другим C8-алкилароматическим углеводородом, присутствующим в неадсорбированной фазе; устранение неадсорбированной фазы от контакта с адсорбентом, чтобы получить поток рафината, содержащий указанный по меньшей мере один другой C8-алкилароматический углеводород; и десорбцию пара-ксилола адсорбированной фазы от адсорбента, чтобы получить поток экстракта, содержащий пара-ксилол; причем не содержащий связующего адсорбент не содержит аморфного материала или содержит аморфный материал в количестве менее чем 2 мас.% в соответствии с определением методом дифракции рентгеновских лучей, причем время цикла указанного способа менее чем 34 минуты.

Изобретение относится к области синтеза цеолитных адсорбентов, которые могут быть использованы для осушки, очистки и разделения газов. Способ изготовления гранулированного цеолита типа NaA или NaX включает подготовку шихты на основе каолина.

Изобретение относится к способу выделения пара-ксилола из смеси, содержащей по меньшей мере один другой С8 алкилароматический углеводород. При этом способ включает введение в контакт в условиях адсорбции указанной смеси с адсорбентом без связующего, содержащим цеолит Х и имеющим содержание воды от 3% до 5,5% по массе для адсорбции пара-ксилола, который переходит в адсорбированную фазу, преимущественно по отношению к по меньшей мере одному другому C8 алкилароматическому углеводороду, присутствующему в неадсорбированной фазе; смыв неадсорбированной фазы из зоны контакта с адсорбентом с получением потока рафината, содержащего по меньшей мере один другой C8 алкилароматический углеводород; десорбцию пара-ксилола в адсорбированной фазе из адсорбента с получением потока экстракта, содержащего пара-ксилол; где адсорбент без связующего не содержит аморфного материала или содержит аморфный материал в количестве менее чем около 2% по массе, что определяют методом дифракции рентгеновских лучей.
Изобретение относится к химической промышленности, конкретно к получению модифицированных цеолитных сорбентов структуры АХ. .

Изобретение относится к способам получения гранулированного цеолита в качестве компонента в производстве синтетических моющих средств. Описан способ гранулирования цеолита, в процессе которого порошкообразный цеолит увлажняют грануляционной жидкостью, в качестве компонента грануляционной жидкости берут водный раствор сополимера акрило-малеиновой кислоты марки Sokalan®CP5, производства фирмы BASF, Германия, с молекулярной массой не менее 70000 г/моль, увлажненную смесь перемешивают до получения пластичной однородной массы, формуют в гранулы, гранулы сушат; согласно изобретению в качестве грануляционной жидкости берут 33,3-50,0% водный раствор сополимера акрило-малеиновой кислоты, в процессе приготовления массовое отношение твердой фазы-цеолит к грануляционной жидкости берут равным 5:1, гранулирование цеолита осуществляют с использованием протирочных сит, с сеткой с размером ячеек не менее 200 мкм, после грануляции и сушки цеолит просеивают через сито с сеткой с размером ячеек менее 200 мкм.

Изобретение относится к способам получения порошкообразного цеолита типа А, используемого в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности в качестве добавки (матрицы) при производстве синтетических моющих средств, а также для умягчения технологической воды.

Изобретение относится к получению цеолитных адсорбентов. Предложены варианты гранулированного цеолитного адсорбента, содержащего в поверхностном слое гранул глубиной 5-300 микрон кристаллическую фазу цеолита типа А.
Изобретение относится к способу получения гранулированных синтетических цеолитов типа А, применяемых в качестве адсорбентов и катализаторов. .
Изобретение относится к способам получения гранулированных синтетических цеолитов, применяемых в качестве адсорбентов в процессах сушки, очистки, разделения газов и жидкостей в нефтеперерабатывающей, химической, газовой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способам получения гранулированных цеолитных адсорбентов, которые могут быть использованы в промышленности для разделения смеси углеводородов на молекулярном уровне, для осушки и очистки природного и попутного газов, для удаления катионов металлов и радионуклидов из водных потоков.

Изобретение относится к области получения цеолитных компонентов синтетических моющих средств и может найти применение в производстве CMC в химической промышленности.

Изобретение относится к производству синтетических цеолитов типа А, которые могут быть использованы как носители для катализаторов и как адсорбенты для осушки и очистки газов и извлечения тяжелых металлов и радионуклидов из жидких сред.

Изобретение относится к технологии получения гранулированных цеолитных компонентов синтетических моющих средств (CMC) и может найти применение при производстве CMC в химической промышленности.

Изобретение относится к получению цеолитов из нефелинового концентрата. Предложен способ переработки нефелинового концентрата, являющегося отходом обогатительной фабрики по переработке апатит-нефелиновых руд. Нефелиновый концентрат измельчают до размера частиц менее 250 мкм, проводят спекание концентрата с каустической содой при 300-340°С в течение 2,5-4,0 ч, добавляют раствор силиката натрия, щелочной раствор и дистиллированную воду с получением реакционной смеси для синтеза цеолитов NaA или NaX. Проводят гидротермальный синтез в течение 12-36 ч, осадок отфильтровывают, промывают водой до рН8, сушат и прокаливают, а щелочной раствор после фильтрации возвращают на стадию получения реакционной смеси. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности получения цеолитов типа А и Х из отходов обогатительной фабрики по переработке апатит-нефелиновых руд. 1 табл., 5 пр.

Наверх