Способ регенерации углекислого кальция

 

Т (М 42066

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕПЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ способа регенерации углекислого кальция.

К авторскому свидетельству Ф. H. Стрвиова, заявленному 13 августа

1934 года (спр. о перв, № 152393).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 иарта 1935 года. (142) Изобретение относится к области ути- лизации отходов глиноземного производства, а именно шламмов от выщелачивания спеков, получаемых при производстве глинозема.

В способах получения глинозема из глиноземосодержащего сырья методом спекания его с известняком или с известняком и содой шихта обычно составляется из расчета 2 молекул СаСОз на

1 молекулу $10 в глиносодержащем сырье и в известняке с добавкой определенного количества соды, в случае глиноземного сырья, не содержащего щелочи, например, в случае бокситов или глин.

В процессе спекания такой шихты

СаО и SiO> ее компонентов связываются друг с другом в 3-2CaOSi0 (беттадвухкальциевый силикат), нерастворимый в воде и растворах щелочей при выщелачивании спексз. В частном слу- чге, а именно в случае нефелинового спека, полученныи после выщелачива-, ния последнего шламм содержит в воздушно-сухом состоянии около 85о/р

$ — 2Са0510, т. е. представляет собой как бы технический двухкальциевый силикат.

Вопрос регенерации СаСО, из шламма, в котором весь взятый в процессе СаО известняк содержится в виде нерастворимого в воде и растворах щелочей двухкальциевого силиката, представляет особый и несомненный технический интерес, так как в этом случае возникает целый ряд экономических выгод при производстве глинозема, так например, 1) отпадает транспорт больших количеств известняка на завод окиси алюминия, составляющий, например, для Кандалакшского завода около 330000 тонн в год при годовой производительности завода в 40 000 тонн окиси алюминия, 2) регенерируемый из шламма углекислый кальций будет иметь постоянный химический состав, что упрощает дозировку его при шихтсвке, делая ее однообразной при одном и том же качестве (пс содержанию Si0 ) глиноземосодержащего сырья (нефелина), 3) отпадает размол известняка, так как регенерируемый CACO: будет получаться в мелко измельченном виде и т. д.

Способ регенерации СаСОа из шламМоВ строится на следующих соображениях. Все силикаты кальция (одно, полутора, двух- и трехкальциевыи силикаты) разлагаются растворами, содержащими Н-ионы, т. е. растворами кислот или кислых солей. При действии на кальциевые сипи каты воды последние медленно подвергаются разложению с образованием одновременно некоторых небольших количеств Ca(OH)> и SiO>, вследствие присутствия в воде небольшой ее доли, ионизированной на Н ионы, и ОН ионы, когда Н+ действует, например, на 2Ca0 SiOq TTo уравнению:

2СаО SiO>+4H +4ОН +aq=

= 2Ca(OH) + 2Н,O+ SiO> aq+ aq.

Наступившее при насыщении воды едкой известью равновесие необходимо нарушить, для чего достаточно удалить из сферы реакции Ca(OH)> путем перевода его в нерастворимый СаСОа насыщением раствора углекислым газом.

Введение в реакцию CO e водном растворе, т. е. ионов 2H+ и СО, усиливает реакцию разложения 2СаО $>Ое благодаря появлению в раство ре больших количеств Н+ ионов и удалению из сферы реакции нерастворимого СаСО>.

Таким образом, при действии водного раствора СО> на силикаты кальция последние разлагаются с образованием в конечном итоге двух продуктов СаСО> и SiO .

Разложение нефелинового шламма (с содер и<а нием в воздушно-сухом состоянии 28,0% $10а, 55,5% СаО, 5М потери при прокаливании и 11,5% остальных примесей (R4O„Fe,O„TiO., Р20„-, NgO, (NaK).О) действием СОа в присутствии воды дало следующие результаты.

При пропускании углекислого газа в смесь из 10 в. ч. воздушно-сухого мелко измельченного нефелинового шламма и 100 в. ч. воды при обыкновенной температуре в течение 4 — 5 часов, при перемешивании время от врем сни смеси, было получено 14,56 в. ч. разложенного продукта (в воздушно-сухом состоянии) с содержанием 29,5% СО2, что в пересчете на СаСОа дает 67 /, СаСО> и указывает на то, что содержавшиеся в шламме силикаты кальция полностью были разложены на СаСОа и SiO.

Также полностью разлагаются углекислым газом в присутствии воды и силикаты стронция и бария.

Полученный продукт разложения шламма, содержащий в воздушно-сухом состоянии 67% Ca CO, 19,2% Si О я

13,80/р примесеи, по отделении воды подвергается обогащению флотацией для отделения СаСОа от SiO., и остальных примесей.

Флотационный концентрат углекислого кальция после подсушки идет на составление шихты.

Флотационные хвосты, состоящие из

SiO и примесей, входящих в состав шламма, после промывки слабой кислотой для удаления главной массы г римесей, представляют хорошей чистоты кремнезем — превосходный силика гель.

Для разложения шламмов можно пользоваться имеющимися в глиноземном производств газами, отходящими из печей спекания и печей кальцинации и содержащими СОа без всякой их очистки.

С целью полного использования СОа OTходящих газов аппараты для разложения шламма могут быть расположены последовательно с переходом газа с не вполне использованой еще CO.. в первых аппаратах в последующие, Разложение шламма можно ускорить, действуя на смесь его с водой углекислым газом под давлением при обыкновенной температуре.

Существенным преимуществом способа регенерации СаСО> из шламмов является то, что для разлон<ения их не требуется затраты тепла, реагент же для разложения — углекислый газ — имеется в достаточном количестве в самом глиноземном производстве в отходящих из печей спекания и кальцинации газах в результате сжигания топлива.

Предмет изобретения.

1. Способ регенерации углекислого кальция из шламмов от выщелачивания спеков, получаемых при производстве глинозема сгеканием люоого глиноземосодержащего сырья с известняком или с известняком и содой, отличающийся тем, что влан<ный шламм обрабатывают углекислотой, после чего полученный продукт подвергают флотационному обогащению в целях отделения углекислого кальция OT кремнеземистых хвостов.

2. Применение углекислого кальция, полученного по означенному в и. 1 способу в качестве составной части шихты для извлечения глинозема из глиноземосодержащих материалов, 3. Применение глиноземистых хвзсгов, полученных по означенному в IT. 1 спас:Gy для приготовления по известным способам силикагеля.

Эксперт и редактор И..д. Греецов

Корректор Б; B. Нел енко

Тип. „Печатный Труд". Зак, 3350 — 403