Способ очистки флюоритового концентрата Советский патент 1983 года по МПК C01F11/22 

сд

s4

i4 Ю

а

Изобретение относится к способам химической очистки концентратов и может найти применение при получении высококачественных флгооритовых концентратов из продуктов флотационного обогащения бедной флюоритовой руды, которые содержат лимитируемые примеси: кальцит, кремнезем, фосфор и серу.

Известен способ очистки флюоритового концентрата, включающий обработку его раствором смеси фторида и бифторида аммония низкой концентрации при нагревании, отделение твердой фазы и последующее автоклавное выщелачивание ее при повы1«енной температуре и соответствующем этой температуре давлении- паров воды Tl 3.

Недостатками указанного способа являются высокий удельный расход дорогостоящих и дефицитных фтористых солей и низкая степень очистки, концентратов от фосфора и серы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки флюоритового концентрата, включающий обработку его 30%-ным раствором низкомолекулярных алифатических кислот ряда или их смесью при 20°С, отделение твердой фазы и последующее ее выщелачивание в щелочной среде с концентрацией щелочи 40-50 г/л при , отношении в течение 2 ч 2.

Недостатком известного способа является также высокое содержание фосфора (0,12%), серы (0,20%) и кремния (0,9%) в продукте.

Цель изобретения - снижение содержания фосфора до 0,01-0,02%, серы до 0,02-0,05% и кремния до 0,7% в продукте.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки флгооритового концентрата, заключающемуся в обработке его кислотным реагентом, отделении твердой фазы с последующим автоклавным выщелачиванием ее в щелочной среде, в качестве кислотного реагента используют соляную или азотную кислоту с избыточной концентрацией 10-15 г/л, а автоклавное выщелачивание ведут в присутствии кислорода при его парциальном давлении 2-3 атм.

Сущность способа заключается в следующем.

Использование раствора минеральных одноосновных кислот приводит к очистке концентрата не только от кальцита, как в случае применения органических кислот, но и от фосфора содержание которого в высококачественных флюоритовых концентратах также лимитируйтся.

2 HNO++CaCO3- Ca(NO|), HgO-f-CQsd) 2 НСг+ СаСОэ- СаСе2+ HjQ+C.Qjt (2)

6 HNOj+Cag (РО4)(ЫО.з) +2EgfO

(3)

6 HC.e+Caj (PO)2- 3CaCf2+2H2PO;j(4)

Для практически полного растворения кальцита достаточно стехиометрического количества минеральной кислоты. Для растворения фосфата кальция, в виде которого фосфор присутствует во флюоритовом концентрате, до остаточного содержания фосфора 0,01-0,02% необходим избыток кислотЕЛ сверх стехиометрического количества (10-15 г/л).

Присутствие окислителя - кислорода при автоклавном выщелачивании флюоритового концентрата в щелочной среде приводит к очистке от сульфидной серы вследствие окисления сульфидных минералов, в частности пирита, по реакции

2fQS2+l ,5:02+В NaOH РеГоП)з +4 (5)

В условиях автоклавного выщелачивания (температура 175°С, продолжительнорть 2ч, концентрация едкого натра 50 г/л) концентрата, предварительно обработанного раствором минеральной кислоты ( 10 г/л), при парциальном давлении кислорода в газовой фазе автоклава 2-3 атм содержание сульфидной серы в концентрате снижается до 0,02-0,05%.

Применение для предварительной обработки флюоритового концентрата растворов минеральных одноосновных кислот в большей степени, чем применение низкомолекулярных органических кислот или бифторида аммония, интенсифицирует процесс растворения как кремнезема, так и сульфидной серы в едком натре при последукхцем автоклавном окислительном выщелачивании концентрата.

П р и м е р 1. Флюори.товый концентрат состава, % : СаРз 94,5; С СаСОз 1,2; SiO22 l; Р 0,12; ,20 обрабатывают ра;створом азотной и соляной кислот при их избыточной кон центрации 10; 12,5 и 15 г/л без подогрева в течение 1 ч при . После отделения жидкой фаэы концентрат с содержанием примесей, % : СаСОз 0,2; Р 0,02; SiOy 0,20 подвергают автоклавному выщелачиванию в щелочной среде при 175°С, начальной концентрации едкого натра 50 г/л, ,2 в течение 2 ч при парциаль ном давлении кислорода в автоклаве 2,5 атм. Кроме того, концентрат, обработанный раствором кислоты 12,5 г/л, выщелачивают в.автоклаве при; парциальнезм давлении кислорода 2 и и 3 атм при прочих равных условиях.

Содержание основных компонентов g концентрате после его химической рчистки состаьляет, % s CaF, 97,4;| CaCOj 0,2; SiO 0,7; Р 0,01-0,02; , ,02-0,,05.

П р и м е р 2- (по прйтотипу). Флюоритовый концент т того же начального состава, что и в примере 1, обрабатывают 30%-ным раствором смеси низкомолекулярных алифатических

кислот ряда . После отделения жидкой фазы концентрат с содержанием примесей, % : СаСО 0,2j SiO2 2,1; Р 0,12; S,20 подвергают автоклавному выщелачиванию в щелочной среде в условиях,идентичных описанным в примере 1 ,как с использованием/так и без использования кислорода.

Содержание основных компонентов после очистки составляет, % : ICaF 97,3; СаСОзО,2; SiO 0,9; Р 0,12; ,20 без использования кислорода и СаГд 97,3; СаСОз 0,2; SiO2 0,9; Р 0,12; ,l7 с использованием кислоЕхэда при еГо парциа71Ьном давлении атм,

1

Результаты очистки концентрата

предлагаемым способом и способомпрототипом представлены в таб-. лице.

Без очистки Предлагаемый

а) с использованием азотной

Проведение процесса при концентрации меньшей 10 г/л приводит к резкому увеличению содержания фосфора в концентрате. При концентрации кисло- 6Q ты большей 15 г/л содержание фосфора уменьшается в незначительной степени, в то время как потери флюорита уве личиваются вследствие его растворени:я в кислоте (концентрация ионов фтора

2,1 0,12 0,20

94,5 1,2

увеличивается с повышением концентрации кислоты в растворе).

При парциальном давлении кислоро;да в автоклаве ниже 2 атм заметно |с&ижаётся.степень ,выщелачивания серы, а повьшение давления кислорода выше 3 атм практически не влияет на удаление серы. Таким Образом, тгредлагаетйлй способ позволяет смиаить содержание Фосфора в продукте с 0,12 ДО 0,, серы с 0,20 до 0,02-0,05% и кремния с 0,9 до 0,7%и упростить процесс рлагодаря использованию азотной и соляной кислот.