СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФЕЛИН-ПОЛЕВОШПАТОВОГО СЫРЬЯ Российский патент 2009 года по МПК C01F7/24 

Изобретение относится к химической переработке минерального сырья, преимущественно высококалиевого нефелин-полевошпатового, в том числе сыннырита и рисчоррита, на глинозем, соли щелочных элементов и кремнеземные продукты.

В настоящее время основным видом калийных удобрений является хлористый калий. Однако содержащийся в нем хлор-ион неблагоприятно воздействует на многие виды растений. Поэтому очень острой является проблема обеспечения сельского хозяйства бесхлорными видами удобрений, преимущественно нитратом калия (калиевой селитрой), который в России производится в ограниченных количествах и применяется в основном в промышленных целях. Производство его базируется на использовании дорогостоящих реагентов - едкого калия или поташа. Более перспективным является получение нитрата калия на основе азотнокислотной переработки природного минерального сырья, особенно высококалиевых щелочных алюмосиликатов. Особый интерес в связи с наличием больших природных запасов представляют Сибирские сынныриты, содержащие 17-20% K₂O, 21-23% Al₂O₃, 50-55% SiO₂, и рисчорриты, месторождения которых расположены на Кольском полуострове и примыкают непосредственно к разрабатываемым месторождениям апатитонефелиновых руд. Основными компонентами сынныритов являются кальсилит (калиевая разновидность нефелина) и калиевый полевой шпат. Рисчорриты в основном состоят из калий-натриевого нефелина, калиевого полевого шпата и эгирина, что обусловливает пониженное содержание K₂O (12-16%) по сравнению с сынныритами. Содержание глинозема и кремнезема в сынныритах и рисчорритах примерно одинаковое. Ввиду относительно невысокого содержания глинозема и повышенного содержания кремнезема в этих породах их экономически невыгодно перерабатывать по существующей технологии переработки нефелинового сырья путем спекания с известняком. Экономически привлекательная кислотная переработка такого сырья осложнена наличием в сынныритах и рисчорритах большого количества кислотоустойчивых полевых шпатов, что требует предварительного активирования сырья для перевода полевых шпатов в кислоторастворимое состояние. Это существенно усложняет процесс и делает его весьма энергоемким.

Известен способ переработки нефелин-полевошпатового сырья, в частности нефелиновых сиенитов (см. авт. свид. СССР №569538, МКИ² C01F 7/24, 1977), включающий активирование измельченного до 0,1 мм сырья путем спекания его при температуре 1130-1170°С с минерализующей добавкой в виде карбоната кальция, которую берут в количестве, обеспечивающем молярное соотношение SiO₂:CaCO₃=1:0,2, выщелачивание опека 50% азотной кислотой при ее расходе 150% от теоретически необходимого с образованием пульпы, разделение пульпы фильтрацией с получением раствора азотнокислых солей алюминия, щелочных элементов и кальция и нерастворимого остатка. Извлечение глинозема в раствор составляет 70,2%, щелочей - 70-72%.

Недостатками данного способа являются необходимость тонкого измельчения сиенитов и карбоната кальция перед спеканием, повышенные энергетические затраты, высокий расход азотной кислоты, значительная часть которой расходуется на связывание кальция, и низкое извлечение глинозема. Способ не предусматривает выделение из растворов глинозема и солей щелочных элементов в качестве целевых продуктов.

Известен также способ переработки нефелин-полевошпатового сырья, в частности сынныритов (см. авт. свид. СССР №925865, МКИ³ C01F 7/24, 1982), включающий активацию сырья путем его автоклавной обработки 35-45% раствором едкого калия при температуре 260-300°С с образованием раствора силиката калия и калисилитового концентрата, их разделение, обработку калисилитового концентрата 15-25% азотной кислотой при ее расходе 130-150% от теоретически необходимого для взаимодействия с калийной составляющей концентрата с образованием желатинизированной реакционной массы, ее сушку при 250-320°С, обработку обезвоженного продукта 25-35% раствором азотной кислоты при ее расходе 100-110% от теоретически необходимого для взаимодействия с глиноземной составляющей концентрата, отделение раствора от кремнеземного остатка, его упаривание с получением твердой смеси азотнокислых солей алюминия и щелочных элементов, обжиг смеси и выщелачивание обожженного продукта с получением нитрата калия и глинозема.

Недостатками известного способа являются его сложность по причине двухстадийной азотнокислотной обработки с промежуточной сушкой, необходимость использования автоклава на операции щелочной активации, протекающей при высокой температуре и давлении, большие материальные потоки вследствие того, что щелочной активации подвергают всю массу исходного сырья, использование дорогостоящего едкого калия при его больших расходах, трудность разделения получаемых вязких растворов силиката калия и калисилитового концентрата, высокие энергетические затраты на сушку желатинизированной реакционной массы, а также необходимость очистки выделяющихся при этом газов от оксидов азота и паров азотной кислоты.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности переработки высококалиевого нефелин-полевошпатного сырья за счет осуществления кислотной обработки в одну стадию, исключения энергоемкой операции сушки продуктов кислотной обработки и необходимости очистки газов, выделяющихся на этой операции, от оксидов азота и азотной кислоты, а также использования дорогостоящего едкого калия при щелочной активации сырья и необходимости проведения активации в условиях автоклава. Кроме того, технический результат заключается в расширении сырьевой базы получения глинозема и солей щелочных элементов.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки нефелин-полевошпатового сырья сырье смешивают с продуктом щелочной активации полевошпатового концентрата, полученную смесь обрабатывают азотной кислотой с переводом алюминия и щелочных элементов в азотнокислый раствор, а кремнезема и полевого шпата - в нерастворимый остаток, отделяют азотнокислый раствор от нерастворимого остатка, выделяют из нерастворимого остатка кремнеземный и полевошпатовый концентраты, последний смешивают с поташом при массовом соотношении суммы K₂O и Na₂O в концентрате и K₂O в поташе, соответственно равном 1:1-2, спекают при температуре 800-950°С с получением продукта щелочной активации, подаваемого на смешение с нефелин-полевошпатовым сырьем, азотнокислый раствор упаривают с получением смеси азотнокислых солей алюминия и щелочных элементов и подвергают ее термической обработке, полученный при этом спек перерабатывают на глинозем и нитраты щелочных элементов или на глинозем, соду и поташ.

Достижению технического результата способствует то, что кислотную обработку ведут 25-45% азотной кислотой при начальной температуре 70-90°С в режиме равномерной загрузки сырья в кислоту в течение 2-4 ч.

Достижению технического результата способствует также то, что в качестве нефелин-полевошпатового сырья используют сыннырит, при этом кремнеземный и полевошпатовый концентраты выделяют из нерастворимого остатка путем гравитационной сепарации.

Достижению технического результата способствует также и то, что в качестве нефелин-полевошпатового сырья используют рисчоррит, при этом нерастворимый остаток дополнительно содержит эгирин, который выделяют из остатка путем магнитной сепарации.

Достижению технического результата способствует и то, что упаривание азотнокислого раствора ведут до образования плава.

Достижению технического результата способствует то, что термическую обработку плава ведут при температуре 300-400°С с получением спека, который перерабатывают на глинозем и нитраты щелочных элементов.

Достижению технического результата способствует также то, что термическую обработку плава ведут при температуре 800-950°С с получением спека, который перерабатывают на глинозем, соду и поташ.

Сущность изобретения заключается в том, что измельченное нефелин-полевошпатовое сырье, которое может быть представлено сынныритом или рисчорритом, смешивают с активированным полевошпатовым концентратом и обрабатывают полученную сырьевую смесь азотной кислотой при ее расходе, близком к теоретически необходимому (100-110%) для взаимодействия с кислоторастворимыми компонентами (Al₂O₃, K₂O, Na₂O) нефелина. Кислотную обработку ведут путем постепенной и равномерной загрузки сырьевой смеси в течение 2-4 ч в предварительно нагретую до 70-90°С 25-45% азотную кислоту. При этом в раствор переходят кислоторастворимые соли алюминия и щелочных элементов, а кремнезем осаждается в виде компактных, хорошо фильтрующихся частиц совместно с присутствующим в сырье кислотоупорным полевым шпатом в случае сыннырита или полевым шпатом и эгирином в случае рисчоррита. После отделения раствора от кремнеземсодержащего остатка последний путем механического обогащения разделяют на кремнеземный и полевошпатовый концентраты или кремнеземный, полевошпатовый и эгириновый концентраты. Более легкий и тонкодисперсный кремнезем отделяют гравитационными методами. Эгирин вследствие его магнитной восприимчивости выделяют путем магнитной сепарации. Остаточный продукт представляет собой полевошпатовый концентрат, который подвергают щелочной активации путем спекания при температуре 800-950°С с поташом при массовом соотношении суммы K₂O и Na₂O в концентрате и K₂O в поташе, равном 1:1-2. Активированный полевошпатовый концентрат направляют на стадию азотнокислотной обработки.

Полученный после отделения от кремнеземсодержащего остатка азотнокислый раствор упаривают с получением смеси азотнокислых солей алюминия и щелочных элементов. Смесь подвергают термической обработке при 300-400°С с получением спека согласно реакции:

Далее спек перерабатывают на глинозем и нитраты щелочных элементов.

Термическая обработка смеси может проводиться при температуре 800-950°С с получением спека согласно реакции:

Полученный при этом спек перерабатывают далее на глинозем, поташ и соду.

Газовая фаза, выделяющаяся при термообработке азотнокислых солей, используется для регенерации азотной кислоты. Подавляющая часть ее (до 90%) регенерируется путем конденсации при охлаждении газов.

Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.

Смешение нефелин-полевошпатового сырья с продуктом щелочной активации полевошпатового концентрата и азотнокислотная обработка полученной смеси позволяет в одну стадию перевести в раствор алюминий и щелочные элементы с получением нерастворимого остатка, состоящего из кремнезема и полевого шпата. При этом исключается необходимость энергоемкой операции сушки продуктов азотнокислотной обработки для перевода кремнезема в фильтруемую форму и очистки газов от оксидов азота и азотной кислоты, выделяющихся на этой операции, как это имеет место в прототипе.

Выделение из остатка кремнеземного и полевошпатового концентратов позволяет получить, с одной стороны, кремнеземный концентрат в качестве товарного продукта, а с другой стороны, полевошпатовый концентрат, который можно перевести в кислоторастворимую форму, подвергая щелочной активации не всю массу исходного сырья, а только ее полевошпатовую часть в виде полевошпатового концентрата, что позволяет сократить объем материальных потоков.

Осуществление щелочной активации полевошпатового концентрата путем спекания с поташом позволяет избежать необходимости использования дорогостоящего реагента - едкого калия и исключить проведение щелочной активации в автоклаве высокого давления. Обеспечение массового соотношения суммы K₂O и Na₂O в концентрате и K₂O в поташе, равного 1:1-2, и проведение спекания при температуре 800-950°С позволяет достигнуть достаточно высокого извлечения глинозема и солей щелочных элементов.

Направление полученного продукта активации полевошпатового концентрата на стадию азотнокислотной обработки дает возможность осуществить кислотную обработку в одну стадию.

Упаривание азотнокислого раствора с получением смеси азотнокислых солей алюминия и щелочных элементов позволяет снизить энергетические затраты при последующем терморазложении азотнокислых солей.

Проведение термической обработки смеси азотнокислых солей алюминия и щелочных элементов позволяет в зависимости от температурного режима полностью разложить либо нитрат алюминия с образованием спека, состоящего из глинозема и нитратов щелочных элементов, либо нитрат алюминия и нитраты щелочных элементов с получением спека, состоящего из алюминатов щелочных элементов.

Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в повышении эффективности переработки высококалиевого нефелин-полевошпатового сырья за счет осуществления кислотной обработки в одну стадию, исключения энергоемкой операции сушки продуктов кислотной обработки и необходимости очистки газов, выделяющихся на этой операции, от оксидов азота и азотной кислоты, а также использования дорогостоящего едкого калия при активации сырья. Кроме того, создаются предпосылки расширения сырьевой базы переработки нефелин-полевошпатового сырья сложного минерального состава.

В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие конкретные операции и режимные параметры.

Проведение кислотной обработки 25-45% азотной кислотой при начальной температуре 70-90°С в режиме равномерной загрузки сырья в кислоту в течение 2-4 ч позволяет избежать желатинизации реакционной массы и выделить кремнезем в остаток в хорошо фильтруемой форме.

При использовании сыннырита в качестве нефелин-полевошпатового сырья кремнеземный и полевошпатовый концентраты целесообразно выделять из остатка путем гравитационной сепарации, поскольку эти концентраты обладают существенной разницей в удельных весах.

При использовании в качестве нефелин-полевошпатового сырья рисчоррита, содержащего помимо нефелина и полевого шпата эгирин, последний выделяют из остатка путем магнитной сепарации, поскольку эгирин обладает магнитными свойствами.

Упаривание азотнокислого раствора до образования плава в виде раствора нитратов щелочных элементов в кристаллизационной воде нитрата алюминия, а не твердой смеси азотнокислых солей алюминия и щелочных элементов, как в прототипе, позволяет снизить энергетические затраты при последующем терморазложении азотнокислых солей.

Проведение термической обработки смеси азотнокислых солей алюминия и щелочных элементов при температуре 300-400°С позволяет полностью разложить нитрат алюминия с образованием спека, состоящего из глинозема и нитратов щелочных элементов, который выщелачивают водой с получением раствора нитратов щелочных элементов и осадка глинозема.

Проведение термической обработки смеси азотнокислых солей алюминия и щелочных элементов при температуре 800-950°С обеспечивает полное разложение как нитрата алюминия, так и нитратов щелочных элементов с получением спека, состоящего из алюминатов щелочных элементов, которые выщелачивают слабым раствором каустической соды и перерабатывают на глинозем, поташ и соду по известной технологии, принятой в глиноземном производстве. При температуре меньше 800°С в спеке остается значительное количество недоразложенного нитрата калия, что снижает выход поташа. Поднимать температуру процесса выше 950°С не имеет смысла вследствие увеличения энергетических расходов и потерь калия из-за его улетучивания.

Из газовой фазы, образующейся при термической обработке смеси азотнокислых солей алюминия и щелочных элементов, регенерируют азотную кислоту, которую направляют в начало процесса на стадию азотнокислотной обработки сырья.

Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ переработки нефелин-полевошпатового сырья сложного минерального состава в оптимальном режиме и расширить сырьевую базу получения глинозема и солей щелочных элементов за счет использования в качестве сырья как сыннырита, так и рисчоррита.

Сущность и преимущества заявляемого способа могут быть более наглядно проиллюстрированы следующими Примерами.

Пример 1

Берут 1000 г нефелин-полевошпатового сырья в виде сыннырита, измельченного до крупности менее 1 мм и содержащего, мас.%: 22,6 Al₂O₃, 0,9 K₂O, 17,2 Na₂O, 54,4 SiO₂, смешивают его с 868 г продукта щелочной активации полевошпатового концентрата и полученную смесь равномерно загружают в течение 3 ч в нагретую до 80°С 35% азотную кислоту при ее расходе 105% от теоретически необходимого в расчете на кислоторастворимые компоненты. При этом в азотнокислый раствор переходит 64,9% Al₂O₃ и 77,1% Σ K₂O и Na₂O. Раствор отделяют фильтрацией при скорости фильтрации 12 л/дм²·ч от 1245 г нерастворимого остатка, содержащего 544 г кремнезема, 678 г полевого шпата и 23 г прочих. Остаток промывают и выделяют из него гравитационной сепарацией кремнеземный и полевошпатовый концентраты. Для этого остаток распульповывают в 3 л воды, отстаивают в течение 5 мин, отделяют декантацией жидкую фазу, содержащую кремнезем, от 692 г осадка полевошпатового концентрата, содержащего, мас.%: 17,7 Al₂O₃, 16,2 K₂O, 1 Na₂O. Жидкую фазу отстаивают и фильтруют с получением 553 г кремнеземного концентрата, содержащего в пересчете на сухой продукт 95% аморфного кремнезема с удельной поверхностью 115 м²/г. Полученный осадок полевошпатового концентрата смешивают с 262 г поташа (массовое соотношение суммы K₂O и Na₂O в концентрате и K₂O в поташе равно 1:1,5) и подвергают щелочной активации путем спекания смеси при температуре 900°С в течение 1 ч с переводом полевого шпата в кислоторастворимую форму. Получают 868 г спека, который измельчают и направляют в начало процесса на стадию азотнокислотной обработки. Полученный раствор азотнокислых солей алюминия и щелочных элементов вместе с промывными водами упаривают до образования 2050 г плава, имеющего температуру кипения 120°С при атмосферном давлении. Плав подвергают термической обработке при 350°С с получением 980 г спека, который выщелачивают водой с образованием раствора, содержащего 737 г KHO₃, 24 г NaNO₃, 3 г Al₂O₃ и 215 г глиноземного осадка. Степень извлечения в пересчете на исходный сыннырит составляет: Al₂O₃ - 93%, Σ K₂O и Na₂O - 95%. Газовую фазу, выделившуюся при термообработке солей, используют для регенерации азотной кислоты.

Пример 2

Берут 1000 г нефелин-полевошпатового сырья в виде сыннырита по Примеру 1, смешивают его с 815 г продукта щелочной активации полевошпатового концентрата и полученную смесь равномерно загружают в течение 2 ч в нагретую до 70°С 25% азотную кислоту при ее расходе 100% от теоретически необходимого в расчете на кислоторастворимые компоненты. При этом в азотнокислый раствор переходит 60,7% Al₂O₃ и 70,8% Σ K₂O и Na₂O. Раствор отделяют фильтрацией при скорости фильтрации 9 л/дм²·ч от 1251 г нерастворимого остатка, содержащего 540 г кремнезема, 676 г полевого шпата и 35 г прочих. Остаток промывают и выделяют из него гравитационной сепарацией аналогично Примеру 1 кремнеземный и полевошпатовый концентраты. Получают 696 г полевошпатового концентрата, содержащего, мас.%: 17,6 Al₂O₃, 16,1 K₂O, 1 Na₂O и 555 г кремнеземного концентрата, содержащего в пересчете на сухой продукт 93% аморфного кремнезема с удельной поверхностью 125 м²/г. Полевошпатовый концентрат смешивают с 174 г поташа (массовое соотношение суммы K₂O и Na₂O в концентрате и K₂O в поташе равно 1:1) и подвергают щелочной активации путем спекания смеси при температуре 800°С в течение 1 ч с переводом полевого шпата в кислоторастворимую форму. Получают 815 г спека, который измельчают и направляют в начало процесса на стадию азотнокислотной обработки. Полученный раствор азотнокислых солей алюминия и щелочных элементов вместе с промывными водами упаривают до образования 1860 г плава, имеющего температуру кипения 125°С при атмосферном давлении. Плав подвергают термической обработке при 400°С с получением 827 г спека, который выщелачивают водой с образованием раствора, содержащего

595 г KHO₃, 23 г NaNO₃, 1 г Al₂O₃ и 207 г глиноземного осадка. Степень извлечения в пересчете на исходный сыннырит составляет: Al₂O₃ - 90,2%, Σ K₂O и Na₂O - 92%. Газовую фазу, выделившуюся при термообработке солей, используют для регенерации азотной кислоты.

Пример 3

Берут 1000 г нефелин-полевошпатового сырья в виде сыннырита по Примеру 1, смешивают его с 914 г продукта щелочной активации полевошпатового концентрата и полученную смесь равномерно загружают в течение 4 ч в нагретую до 90°С 45% азотную кислоту при ее расходе 110% от теоретически необходимого в расчете на кислоторастворимые компоненты. При этом в азотнокислый раствор переходит 65,8% Al₂O₃ и 79% Σ K₂O и Na₂O. Раствор отделяют фильтрацией при скорости фильтрации 14 л/дм²·ч от 1237 г нерастворимого остатка, содержащего 546 г кремнезема, 676 г полевого шпата и 15 г прочих. Остаток промывают и выделяют из него гравитационной сепарацией аналогично Примеру 1 кремнеземный и полевошпатовый концентраты. Получают 675 г полевошпатового концентрата, содержащего, мас.%: 17,5 Al₂O₃, 16,0 K₂O, 0,9 Na₂O и 562 г кремнеземного концентрата, содержащего в пересчете на сухой продукт 96% аморфного кремнезема с удельной поверхностью 95 м²/г. Полевошпатовый концентрат смешивают с 348 г поташа (массовое соотношение суммы K₂O и Na₂O в концентрате и K₂O в поташе равно 1:2) и подвергают щелочной активации путем спекания смеси при температуре 950°С в течение 1 ч с переводом полевого шпата в кислоторастворимую форму. Получают 914 г спека, который измельчают и направляют в начало процесса на стадию азотнокислотной обработки. Полученный раствор азотнокислых солей алюминия и щелочных элементов вместе с промывными водами упаривают до образования 2475 г плава, имеющего температуру кипения 115°С при атмосферном давлении. Плав подвергают термической обработке при 300°С с получением 1115 г спека, который выщелачивают водой с образованием раствора, содержащего

868 г KNO₃, 25 г NaNO₃, 5 г Al₂O₃ и 217 г глиноземного осадка. Степень извлечения в пересчете на исходный сыннырит составляет: Al₂O₃ - 97,2%, Σ K₂O и Na₂O - 97%. Газовую фазу, выделившуюся при термообработке солей, используют для регенерации азотной кислоты.

Пример 4

Процесс ведут в условиях Примера 1. К 2050 г плава азотнокислых солей алюминия и щелочных металлов добавляют при перемешивании 180 г глиноземного осадка, полученного по тому же Примеру, чтобы обеспечить в смеси молярное соотношение Σ K₂O и Na₂O к Al₂O₃, равное 1:1. Смесь подвергают термообработке при температуре 875°С в течение 1 ч. Получают 744 г алюминатного спека (K, NaAlO₂) и газовую фазу, из которой регенерируют азотную кислоту. Алюминатный спек растворяют в слабом оборотном каустическом растворе, отделяют отстаиванием и фильтрацией железистый остаток. Из полученного раствора методом карбонизации углекислым газом выделяют 380 г чистого глинозема. Из жидкой фазы после отделения глинозема выделяют 15 г соды и 488 г поташа, который направляют на активацию полевого шпата или используют в качестве товарного продукта.

Пример 5

Берут 1000 г измельченного до крупности менее 1 мм нефелин-полевошпатового сырья в виде рисчоррита, состоящего из полевого шпата - 59%, нефелина и кальсилита - 29%, эгирина - 9%, прочих - 4% и содержащего, мас.%: 22,1 Al₂O₃, 14,5 K₂O, 3,5 Na₂O, 51 SiO₂, смешивают его с 735 г продукта щелочной активации полевошпатового концентрата и полученную смесь равномерно загружают в течение 3 ч в нагретую до 80°С 35% азотную кислоту при ее расходе 105% от теоретически необходимого в расчете на кислоторастворимые компоненты. При этом в азотнокислый раствор переходит 61,7% Al₂O₃ и 69,8% Σ K₂O и Na₂O. Раствор отделяют фильтрацией при скорости фильтрации 13 л/дм²·ч от 1217 г нерастворимого остатка, содержащего 90 г эгирина, 510 г кремнезема, 590 г полевого шпата и 27 г прочих. Остаток промывают и гравитационной сепарацией аналогично Примеру 1 выделяют из него 542 г кремнеземного концентрата, содержащего в пересчете на сухой продукт 94% аморфного кремнезема с удельной поверхностью 110 м²/г. Оставшийся эгирин-полевошпатовый продукт подвергают магнитной сепарации с получением 94 г эгиринового концентрата и 581 г полевошпатового концентрата, содержащего, мас.%: 17,2 Al₂O₃, 16,1 K₂O, 1,6 Na₂O. Полевошпатовый концентрат смешивают с 226 г поташа (массовое соотношение Σ K₂O и Na₂O в концентрате и K₂O в поташе равно 1:1,5) и подвергают щелочной активации путем спекания смеси при температуре 875°С в течение 1 ч с переводом полевого шпата в кислоторастворимую форму. Получают 735 г спека, который измельчают и направляют в начало процесса на стадию азотнокислотной обработки. Полученный раствор азотнокислых солей алюминия и щелочных элементов вместе с промывными водами упаривают до образования 1960 г плава, имеющего температуру кипения 120°С при атмосферном давлении. Плав подвергают термической обработке при 350°С с получением 912 г спека, который выщелачивают водой с образованием раствора, содержащего

623 г KNO₃, 90 г NaNO₃, 4 г Al₂O₃, и 202 г глиноземного осадка. Степень извлечения в пересчете на исходный рисчоррит составляет, мас.%: Al₂O₃ - 92%; Σ K₂O и Na₂O - 94%. Газовую фазу, выделившуюся при термообработке солей, используют для регенерации азотной кислоты.

Из вышеприведенных Примеров видно, что предлагаемый способ переработки высококалиевого нефелин-полевошпатового сырья позволяет осуществить его кислотную обработку в одну стадию, исключив энергоемкую операцию сушки продуктов кислотной обработки и операцию очистки выделяющихся при этом газов от оксидов азота и азотной кислоты. В способе по изобретению при щелочной активации сырья не используется дорогостоящий едкий калий, а сама операция активации проводится без использования высокотемпературного автоклава. В результате осуществления способа помимо глинозема и нитратных солей щелочных элементов получают поташ и соду. Все это повышает эффективность переработки сыннырита и рисчоррита. Настоящий способ относительно прост и может быть реализован с привлечением стандартного оборудования.

Изобретение относится к области химии и может быть использовано при переработке высококалиевого нефелин-полевошпатового сырья, в качестве которого используют сыннырит или рисчоррит. Сырье смешивают с продуктом щелочной активации полевошпатового концентрата, полученную смесь обрабатывают азотной кислотой с переводом алюминия и щелочных элементов в азотнокислый раствор, а кремнезема и полевого шпата - в нерастворимый остаток. Отделяют азотнокислый раствор от нерастворимого остатка, выделяют из нерастворимого остатка кремнеземный и полевошпатовый концентраты. Полевошпатовый концентрат смешивают с поташом при массовом соотношении суммы K₂O и Na₂O в концентрате и K₂O в поташе, соответственно равном 1:1-2, спекают при температуре 800-950°С с получением продукта щелочной активации, подаваемого на смешение с нефелин-полевошпатовым сырьем. Азотнокислый раствор упаривают с получением смеси азотнокислых солей алюминия и щелочных элементов и ее подвергают термической обработке. Полученный при этом спек перерабатывают на глинозем и нитраты щелочных элементов или глинозем, соду и поташ. Изобретение позволяет снизить энергоемкость процесса и расширить сырьевую базу для получения глинозема и солей щелочных элементов. 6 з.п. ф-лы.

1. Способ переработки нефелин-полевошпатового сырья, характеризующийся тем, что сырье смешивают с продуктом щелочной активации полевошпатового концентрата, полученную смесь обрабатывают азотной кислотой с переводом алюминия и щелочных элементов в азотнокислый раствор, а кремнезема и полевого шпата - в нерастворимый остаток, отделяют азотнокислый раствор от нерастворимого остатка, выделяют из нерастворимого остатка кремнеземный и полевошпатовый концентраты, последний смешивают с поташом при массовом соотношении суммы K₂O и Na₂O в концентрате и K₂O в поташе, соответственно равном 1:1-2, спекают при температуре 800-950°С с получением продукта щелочной активации, подаваемого на смешение с нефелин-полевошпатовым сырьем, азотнокислый раствор упаривают с получением смеси азотнокислых солей алюминия и щелочных элементов и подвергают ее термической обработке, полученный при этом спек перерабатывают на глинозем и нитраты щелочных элементов или глинозем, соду и поташ.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что кислотную обработку ведут 25-45% азотной кислотой при начальной температуре 70-90°С в режиме равномерной загрузки сырья в азотную кислоту в течение 2-4 ч.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве нефелин-полевошпатового сырья используют сыннырит, при этом кремнеземный и полевошпатовый концентраты выделяют из нерастворимого остатка путем гравитационной сепарации.

4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве нефелин-полевошпатового сырья используют рисчоррит, при этом нерастворимый остаток дополнительно содержит эгирин, который выделяют из остатка путем магнитной сепарации.

5. Способ по п.1, характеризующийся тем, что упаривание азотнокислого раствора ведут до образования плава.

6. Способ по любому из пп.1-5, характеризующийся тем, что термическую обработку плава ведут при температуре 300-400°С с получением спека, который перерабатывают на глинозем и нитраты щелочных элементов.

7. Способ по любому из пп.1-5, характеризующийся тем, что термическую обработку плава ведут при температуре 800-950°С с получением спека, который перерабатывают на глинозем, соду и поташ.