Способ комплексной переработки бедныхапатито-нефелиновых руд

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублнк с присоединением заявки ¹

С 05 В Х1/06

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

{23) Приоритет

Опубликовано 23,04,81, Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 230481 (53) УДК 631.859,1 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.И. Захаров, В.А. Матвеев, В.В. Кислых, С.И. Матвеенко, P.À. Григорьева, и Т.С. Кельманзон ввщцунаьн,.ого (71) Заявитель

Институт химии и технологии редких элемент сырья Кольского филиала АН СССР. (54) СПОСОБ КОМПЛЕКСНОИ ПЕРЕРАБОТКИ БЕДНЫХ

AIIATHTO-НЕФЕЛИНОВЫХ РУД

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки апатито-нефелиновых руд путем обработки их азотной кислотой, отделением нерастворимого остатка и ступенчатой нейтрализацией полученных растворов аммиаком с осаждением на первой ступени основной части железа и алюминия в виде фосфатов.

Во второй ступени осаждают кальций в виде преципитата. Оставшийся раствор обрабатывают карбонатом аммония и осаждают карбонат кальция, После

35 чего раствор выпаривают с получением нитрата аммония. Выделенный на пер.вой стадии осадок, фосфатов алюминия и железа выщелачивают едким натром, Отделяют железистый осадок. Из полу20 ченного раствора выделяют тринатрийфосфат, а оставшийся алюминатный, раствор обычными методами перерабатывают на глинозем (2).

Такой способ азотнокислотной пере25 работки апатито-нефелиновой руды является сложным, требует затрат многих реагентов и не обеспечивает их. регенерацию.

Кроме того, затруднительно отделе.ние нерастворимого остатка после

Изобретение относится к производству удобрений из апатито-нефелиновых руд °

Известен способ переработки апатито-нефелиновых руд путем флотационного выделения из них апатитового концентрата с последующей. кислотнойпереработкой его на удобрения (1).

Недостаткдм этого способа является низкая комплексность использования полезных компонентов апатито-нефелиновых руд. С отвальными хвостами апатитовой флотации теряется 6-8В фосфора от содержания его в исходной руде. Повысить степень извлече-. ния его существующими методами-обогащения не удается, так как остаточный Фосфор содержится в хвостах в тонких вкраплений апатита и приме сей в сопутствующих минералах. С этими же отходами теряется натрий, калий, алюминий и другие компоненты. Содержание ценных компонентов в хвостах апатитовой флотации составляет, 4 РхО 2-4; Ма О 11-14; К О 6-8;

А6дОЗ 16-24. Кроме того, применяемая технология малопригодна для переработки бедных анатито-нефелиновых руд, состав которых близок к соста.ву хвостов апатитовой флотации.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 09,07.79 (21) 2792170/23-26 (53)М. КЛ.

823369 азотнокислотного разложения руды.

Это связано с тем, что образуются

)объемистые студнеобразные осадки . кремнеземистой кислоты, выделяющейся при разложении алюмосиликатов, входящих в состав сырья, в частности нефелина

Способ не обеспечивает и достаточной комплексности использования сырья, так как извлечение Р О а A8gO составляет только 90% от содержания их s руде Значительная часть фосфора, алюминия, калия, натрия теряется в нерастворимом остатке.

Цель изобретения — упрощение процесса и повышение извлечения ценных компонентоВ иэ бедных руд и отходов апатитового производства с содержа= нием Р 106.менее 10%.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу комплексной переработки бедных апатито-иефелиновых руд с последующим извлечением ценных компонентов, реакционную массу полученную после азотнокис- лотной обработки, высушивают при

150-290 С, .обрабатывают водой с извлечением из нее нитратов натрия и калия и повторно подвергают обработке азотной кислотой с .получением смеси солей, которую подвергают термической обработке при 300-500 С с последующим выщелачиванием алюминия каустической содой и прокаливанием твердого остатка при 900-1200 C c получением фосфорного удобрения.

Измельченную бедную апатито-нефелиновую руду или отходы апатитового производства подвергают азотнокисЛотной обработке, реакционную массу. для получения,легкофильтруемых осадков и разложения нитратов алюминия и железа подвергают сушке при 150290 С. Высушенный продукт, состоящий иэ смеси окислов алюминия, кремния, нерастворимых минералов, натриевой и калиевой селитр, подвергают водной обработке, пульпу фильтруют,из полученного раствора выделяют калиевую и натриевую селитры, а твердый остаток обрабатывают азотной кислотой для извлечения из него алюминия и фосфора.

Отделяют нерастворимый остаток, состоящий из кремнезема и нерастворимых минералов, раствор выпаривают и полученную смесь солей подвергают термической обработке при

300-500 С для разложения нитратов о алюминия и железа. Из отходящих газов регенерируют азотную кислоту.

Полученный спек обрабатывают раствором каустической соды, отделяют алюминатный раствор от фосфорсодержащего шлама . Раствор обычными приемами перерабатывают на глинозем. Фосфорсодержащий шлам для . перевода фосфора в усвояемую растениями форму подвергают термической обработке при 900-1200 C и используют в качестве удобрения.

Пример 1. 10 кг отходов апатитовой флотации, имеющих сос- тав,Ъ| АО ОЗ 23,6, Na20 11,3," К О

6,4, Р20у2,3, Si02 40,6, F<2O3 8, 2, прочие и влага — 7,2, обрабатывают

10,7 л ЗОВ- ной азотной кислоты, расход кислоты 125% от теоретически необходимого для взаимодействия только со щелочными компонентами сырья.

В процессе обработки в течение,.

5-10 мин пульпа разогревается за счет тепла реакции до 85-100 C и полностью желатинизируется вследст15 вне коагуляции кремниевой кислоты с образованием рассыпчатой массы.

Реакционную массу сушат при 250 С в течение 2 ч в муфельной печи.

После сушки получают 12,1 кг суого продукта следующего состава,%:

AE2Oq 19,5; Fey 6,8, К О 5,3;

NaqO 9,3/ Р20 1,9 Si02 33,5, NOZ

20,8, прочие и влага 13,9.

Для извлечения нитратов щелочных элементов этот продукт обрабатывают

12 л горячей воды. Фильтрацией разделяют твердую и жидкую фазы. Скорость фильтрации составляет

2,8 мэ/м час. Осадок промывают водой.

З Получают 14,4 л раствора, содержащего 184 г/л NaN03 61 г/л KN03.

0,3 г/л А3>О и небольшое количество нитрата кальция.

Раствор выпаривают и кристаллизуют смесь нитратов или путем реакционной кристаллизации, основанной на различной растворимости нитратов натрия и калия, выделяют эти соединения в чистом виде. Получают 2;3 кг

NaNO и 0,8 кг KNO .

Твердый остаток после отделения нитратов, выход которого составляет

8,8 кг <в пересчете на сухой продукт) обрабатывают 23,6 л 35%-ной

HNO в течение 30 мин при 90 С. В

45 процессе обработки в раствор извлекается алюминий, фосфор, остаточное количество щелочных элементов, кальций и небольшое количество железа.

Фильтрацией отделяют раствор от

5Q 6,1 кг (в пересчете на сухой) твердого остатка, состоящего из кремне-. зема и нерастворимых минералов.

Скорость фильтрации составляет

1,8 м /час.

Полученный раствор азотнокислых солей выпаривают до плава, который подвергают термической обработке -при

400ОС. В процессе термообработки разлагаются нитраты алюминия и железа с образованием этих элементов

60 и удалением в газовую фазу азотной кислоты, которую регенернруют и возвращают в головку процесса.

Полученный спек выщелачивают водой. При этоМ доизвлекают в виде нитратов 163 К О н 11% NagO. Этот

823369

Процент цитратнорастворимой 30 формы от общего содержания

Содержание цитратнорастворимой

Р20... %

Температура прокаливания, С

Непрокаленный

7,94

600 .

9,11

Формула изобретения

900

20,29 .

28,22

40

1000

1200

28,8, 98

4»

1300

28,8

98 раствор объединяют с раствором от выщелачивания продукта сушки, Суммарное извлечение Na20 и К20 в виде нитратов достигает 90 и 75% соответственно. В результате получают 2,,77 кг

NaNOg и 1,02 кг KNOg.

После отмывки от нитратов спек, имеющий состав, %: A920>62,5, Na20

0,28, К20 0, 6, Р20 6,7, СаО 10,4, Ге20э 3,5, прочие и влага 13,5, выщелачивают раствором каустической соды, содержащим 300 г/л NaOH npu отношении Т:Ж"-1:2-2,5, в течение

2 ч при 90-100оС;

Отделяют отстаиванием и фильтрацией алюминатный раствор и перерабатывают на глинозем обычными приемами, принятыми в глиноземной промышленности.

Фосфорсодержащий шлам прокаливают при. 1.000 С. Получают 0,72 кг фосфорного удобрения следующего состава,%г gp

Р205 29,4, Ma<0 4,7, К20 1,2, СаО

37 8 А 20З б 1 Ferro> 13,3, @go 3,8;

S1O2 2,7, прочие — 1.

Зависимость содержания цитратнорастворимой формы в шламе от темпера- » туры прокаливания представлена в таблице.

П р и м е ч а н и е: Общее содержание Р20529,4%.

Пример 2. В. качестве исходного сырья берут 10 кг бедной апатито-нефелиновой руды следующего состава,%:АО20 15,18,Иа20 7,0,KZO 4,51Р20 »»

8,32, СаО 13,19, NgO 1,38, Тз.02 3,28, Fe2O 9,33, прочие и влага - 5,21.

Проводят те операции, что и в йримере 1. Получают 1,62 кг NaN09, О,ббкг

KNO5, алюминатный раствор, содержа- .60 щий 12,3 KI" A0203, 2,2 кг фосфорсо1 ержащего шлама следующего состава,%:

205 36,22, СаО 54,45, Ге20З 5,49, A6zO3 3,1, М90 2,8, К20 1,27, S102

2,44, Na20 4,23.

Извлечение составляет, % от содержания в исходном .сырье: Иа20 86,.

К20 69, P20g 96, A8zOg 81.

Пример 3. Перерабатывают отходы апатитовой флотации, проводят те же операции, что и в примере 1. Сушку продуктов вскрытия проводят при 150 С. После водного выщелачивания скорость фильтрации раствора нитратов щелочных элементов составляет 1,9 и /м час. В раство3 2 ре содержится 5,4 г/л нитрата алюминия. Извлечение щелочных элементов в виде селитр составляет 73%

NaZO и 55% К20..

Скорость фильтрации при отделении раствора нитрата алюминия составляет 0,9 м /м час.

Пример 4. Сушку продуктов вскрытия проводят при 290 С. При выщелачивании нитратов щелочных элементов скорость фильтрации составляет 2,8 м /м час. В растворах содер3 2 жится 0,3 г/л АЕ20 . Извлечение ще-. лочных элемейтов составляет 7?%

Na2 О и 49% К20 °

Скорость фильтрации при отделении раствора нитрата алюминия составляет 0,9 м /м час.

Предложенный способ позволяет практически полностью использовать ценные компоненты (P20g,NazO, К20, А8>03 и др.)> входящие в состав апатита и нефелина, перерабатывать не использующиеся в настоящее время бедные забалансовые руды и отходы апатитового производства, что значите-. льно расширяет сырьевую базу.. Способ комплексной переработки бедных апатито-нефелиновых руд путем обработки их азотной кислотой с последующим извлечением ценных компонентов, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения извлечения ценных компонентов из бедных руд и отходов апатитового производства с содержанием Р20 менее 10%, реакционную массу, полученную после азотнокислотной обработки, высушивают при

150-290 С, обрабатывают водой с извлечением из нее нитратов натрия и калия и повторно подвергают обработке азотной кислотой с получением смеси солей,. которую подвергают термической обработке при 300-500 С с последующим выщелачнванием алюминия ,каустической содой и прокаливанием твердого остатка .прй 900-1200 C с получением фосфорного удобрения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Голованов Г.A. Флотация кольских апатитосодержащих руд..N., Химия 1976,;ñ. 214.

823369

2. Поэин И.Е., Сабо Э. Азотнокис аотное .разложение апатито-нефелино- вОВ руды,- Сб. . Исследования в об,лаати технОлогии минеральных удоб8 рений, Труды Ленинградского технологического ин-та им. Ленсовета,, вып. XXXVI. Л., Госхимиздат, 1956, с ° 93-119.

Составитель Г. Докшина редактор Ы. Пуюнеикова Техред М.Табакович Хорректор С. Юекмар

»w»»»»»»þ»Þ4@»»»»»»йь » »Э»Ю»

° Ь»»»»ЮФ»»

»ВВ»»»»»»»»»

Заказ 1996/36 . Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮ »

Филиал ШШ Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4