СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ ИЗ ОТХОДОВ ФЕРРОСПЛАВНОГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2004 года по МПК C01B33/18 

Описание патента на изобретение RU2237015C2

Изобретение относится к области химической переработки отходов ферросплавного производства с целью получения диоксида кремния. Предлагаемый способ может быть использован в электронной промышленности для получения силикатных материалов с уникальными свойствами, например, сырья для получения полупроводников, а также для производства фильтровальных материалов для ультратонкой очистки, а также в стекольной, керамической промышленности для получения силикатных материалов.

Известен способ получения диоксида кремния из жидкого стекла, включающий его осаждение из раствора жидкого стекла карбонизацией, фильтрацию, промывку и распылительную сушку.

Недостатками известного способа являются низкий выход конечного продукта и низкая чистота целевого продукта.

Известен способ получения диоксида кремния из природного сырья, включающий гидротермальную переработку перлита, отделение осадка и его переработку минеральной кислотой.

Недостатками известного способа являются низкий выход конечного продукта, наличие большого количества примесей в нем и низкое содержание SiO2 в целевом продукте.

Известен способ получения диоксида кремния из кислых стекловатых горных пород, включающий измельчение кремнеземсодержащего сырья, обработку минеральной кислотой, фильтрацию, промывку и сушку. В качестве исходного кремнеземсодержащего сырья берут кислую стекловатую вулканическую породу, до обработки минеральной кислотой ее предварительно обрабатывают при 100-180°С раствором щелочи при концентрации Na2O 100-200 г/л и соотношении Ж:Т=2-4 в течение 1-5 ч с последующим удалением твердого осадка из жидкой фазы, затем последнюю подвергают магнитной обработке при напряженности электромагнитного поля 500-1100 кА/м и скорости прохождения жидкой фазы через электромагнитное поле 2-4 м/с, нагревают до кипения и добавляют смесь оксида кальция и нитрата алюминия при массовом соотношении добавок 1:0,1-1,0 и количестве смеси 0,3-0,5 г/л, кипятят 10-20 мин, затем полученную массу фильтруют и полученное очищенное жидкое стекло подвергают обработке минеральной кислотой.

Недостатками известного способа являются сложность технологического процесса, предусматривающего добывание полезного ископаемого, его предварительное дробление, а также многоэтапность (сложность) технологического процесса получения диоксида кремния. Кроме того, в известном способе выход годного составляет всего 40%. Остальные 60% сырья идут в отходы, что приводит к загрязнению окружающей среды за счет увеличения отвалов.

Техническим эффектом от использования предлагаемого решения является увеличение выхода годного, упрощение и удешевление процесса за счет использования уже измельченных отходов, в то время как в известном способе для производства диоксида кремния вначале необходимо организовать добычу полезных ископаемых, измельчить их, а затем уже приступать к их переработке для получения диоксида кремния, уменьшение времени, затрачиваемого на получение конечного продукта, повышение чистоты конечного продукта. Кроме того, предлагаемый способ более экологичен, чем известный, т.к. позволяет получать диоксид кремния из отходов, которые раньше шли в отвалы и загрязняли окружающую среду.

Указанный эффект достигается за счет того, что в способе получения диоксида кремния из отходов ферросплавного производства используют отходы фракцией 0,002-0,02 мм, обрабатывают их раствором щелочи при концентрации Na2O 50-150 г/л, температуре 100-120°С при соотношении жидкого к твердому 3:1 в течение 1,5-2 часа, охлаждают ниже температуры 100°С, фильтруют, жидкую фазу нагревают до температуры 50-60°С, добавляют минеральную кислоту до получения рН 5-6, фильтруют, полученный осадок промывают и сушат.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения жидкую фазу очищают от примесей путем пропускания через магнитное поле напряженностью 500-1500 кА/м со скоростью 2-3 м/с.

В состав отходов ферросплавного производства входит целый ряд компонентов и химических элементов, в частности Аl2О3, С, С (отделенный), Fе2О3, K2O, MgO, Nа2О, РН, Si (отделенный), SiC, SiO2, SO3 (см. табл.1).

Отходы ферросплавного производства (ферросилиция) берут фракцией 0,002-0,02 мм, обрабатывают раствором щелочи при концентрации Na2O - 100-120 г/л, Ж:Т=3 и температуре 100-120°С в течение 1,5-2 часов, затем охлаждают в автоклаве ниже 100°С для снижения давления в автоклаве ниже атмосферного, фильтруют и жидкую фазу отделяют. При этом, если содержание Fе2O3 в жидкой фазе превышает значение 0,01 вес.%, то ее очищают от примесей, в частности от Fе2O3. Для этого жидкую фазу подвергают магнитной обработке при напряженности магнитного поля 500-1500 кА/м и скорости прохождения жидкой фазы - 2-3 м/с. Если содержание Fе2О3 в жидкой фазе меньше значения 0,01 вес.% или равно этому значению, то очистка от примесей не проводится. Далее жидкую фазу нагревают до температуры 50-60°С и добавляют 50%-ную минеральную кислоту, до получения рН 5-6. Полученный осадок 3-кратно промывают водой и сушат. В полученном кремнеземе содержание Fе2О3 не превышает 0,0003-0,0005%.

Химический состав используемых отходов приведены в табл.1. Конкретные примеры предложенного способа и контрольные примеры по обоснованию заявленных пределов технологических параметров приведены в табл.2. В примерах I, II описан способ согласно независимому пункту без дополнительной очистки жидкой фазы от примесей.

Преимущества предложенного способа по сравнению с известным заключаются в увеличении выхода годного, удешевлении и упрощении процесса, повышении чистоты конечного продукта, сокращении времени технологического процесса. Кроме того, предлагаемый способ более экологичен, чем известный, т.к. позволяет получать диоксид кремния из отходов, которые раньше шли в отвалы и загрязняли окружающую среду.

Похожие патенты RU2237015C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО СТЕКЛА 2011
  • Таук Матти Валдекович
  • Николаева Ирина Ивановна
  • Черкасова Татьяна Николаевна
RU2480409C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНОГО ДИОКСИДА КРЕМНИЯ 2004
  • Наседкин В.В.
  • Доронин А.Н.
  • Мелконян Р.Г.
  • Нагаева Л.М.
  • Коротченко А.П.
  • Юсупов Т.С.
RU2261840C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНОГО ДИОКСИДА КРЕМНИЯ 2009
  • Наседкин Василий Викторович
  • Лукашов Владимир Ильич
RU2402485C1
Способ получения диоксида кремния 1990
  • Барамян Володя Вазгенович
  • Саркисян Анаит Алексановна
  • Папикян Сейран Саркисович
  • Мелконян Гарегин Саркисович
  • Наседкин Василий Викторович
  • Гараев Александр Маркович
  • Лукашов Владимир Ильич
  • Шевчук Владимир Дмитревич
  • Зеленский Иосиф Григорьевич
SU1791383A1
Способ получения жидкого стекла 2017
  • Мамченков Евгений Андреевич
  • Мамченкова Светлана Игоревна
  • Мамченков Андрей Владимирович
RU2660040C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНОГО ДИОКСИДА КРЕМНИЯ 2011
  • Наседкин Василий Викторович
  • Ильев Яков Одисеевич
  • Иванов Евгений Николаевич
  • Галкин Герман Петрович
RU2474535C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДОГО ГИДРОСИЛИКАТНОГО ГЕЛЯ 2008
  • Эйне Илларион Арнольдович
RU2448902C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ 2000
  • Липин В.А.
  • Шмаргуненко А.Н.
  • Беликов Е.А.
  • Кузнецов А.А.
  • Лазарев В.Г.
  • Макаров С.Н.
RU2197429C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНОГО ДИОКСИДА КРЕМНИЯ ИЗ ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ КРЕМНЕФТОРИСТОВОДОРОДНОЙ КИСЛОТЫ И ПРОИЗВОДСТВА ФТОРИДА АЛЮМИНИЯ 2021
  • Пягай Игорь Николаевич
  • Шайдулина Алина Азатовна
  • Артюшевский Дмитрий Игоревич
RU2765952C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСНОГО АМОРФНОГО МИКРОКРЕМНЕЗЕМА ЗОЛЬ-ГЕЛЬ МЕТОДОМ 2016
  • Селяев Владимир Павлович
  • Седова Анна Алексеевна
  • Куприяшкина Людмила Ивановна
  • Осипов Анатолий Константинович
  • Селяев Павел Владимирович
RU2625114C1

Реферат патента 2004 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ ИЗ ОТХОДОВ ФЕРРОСПЛАВНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Изобретение относится к области химической переработки отходов ферросплавного производства с целью получения диоксида кремния. Техническим результатом изобретения является увеличение выхода годного, упрощение и удешевление процесса, уменьшение времени, затрачиваемого на получение конечного продукта, повышение чистоты конечного продукта. Способ экологичен, т.к. позволяет получать диоксид кремния из отходов, которые раньше шли в отвалы и загрязняли окружающую среду. Используют отходы ферросплавного производства фракцией 0,002-0,02 мм. Обрабатывают их раствором щелочи при концентрации Na2O 50-150 г/л, температуре 100-120°С при соотношении жидкого к твердому 3:1 в течение 1,5-2 часа. Затем охлаждают ниже температуры 100°С и фильтруют. Жидкую фазу очищают от примесей путем пропускания через магнитное поле напряженностью 500-1500 кА/м со скоростью 2-3 м/с. Очищенную жидкую фазу нагревают до температуры 50-60°С, добавляют минеральную кислоту до получения рН 5-6, фильтруют, полученный осадок промывают и сушат. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения RU 2 237 015 C2

1. Способ получения диоксида кремния из отходов ферросплавного производства, при котором используют отходы фракцией 0,002-0,02 мм, обрабатывают их раствором щелочи при концентрации Na2O 50-150 г/л, температуре 100-120° при соотношении жидкого к твердому 3:1 в течение 1,5-2 ч, охлаждают ниже температуры 100° и фильтруют, очищенную жидкую фазу нагревают до температуры 50-60°С, добавляют минеральную кислоту до получения рН=5-6, фильтруют, полученный осадок промывают и сушат.2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что жидкую фазу очищают от примесей путем пропускания через магнитное поле напряженностью 500-1500 кА/м со скоростью 2-3 м/с.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2237015C2

Способ получения диоксида кремния 1990
  • Барамян Володя Вазгенович
  • Саркисян Анаит Алексановна
  • Папикян Сейран Саркисович
  • Мелконян Гарегин Саркисович
  • Наседкин Василий Викторович
  • Гараев Александр Маркович
  • Лукашов Владимир Ильич
  • Шевчук Владимир Дмитревич
  • Зеленский Иосиф Григорьевич
SU1791383A1
Жидкометаллический контактный узел 1976
  • Дегтярь Владлен Гаврилович
  • Иванов Анатолий Васильевич
  • Троицкий Станислав Рафаилович
SU589636A1
Способ получения хлорбромсодержащих полибутадиенов 1977
  • Воинцева Ирина Ивановна
  • Супрун Анна Павловна
  • Мурадова Рена Джавадовна
  • Мкрян Гурген Мамбреевич
  • Папазян Наргиз Акоповна
  • Капланян Эльда Ервандовна
SU647311A1
US 6395249 A, 28.05.2002
JP 52013497 A, 01.02.1977.

RU 2 237 015 C2

Авторы

Лукашов В.И.

Даты

2004-09-27Публикация

2002-07-22Подача