Способ переработки алюмосиликатов Советский патент 1992 года по МПК C01F7/22 

Изобретение относится к переработке алюмосиликатного сырья и утилизации промышленных отходов и может быть использовано для производства сырьевых материалов фарфорофаянсовой промышленности.

Известны способы переработки алюмосиликатов в серной, соляной или щавелевой кислот при 100°С с последующим разделением пульпы и получением полевошпатового материала.

Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки алюмосиликатов путем обработки их водным раствором, содержащим соляную кислоту и соединения фтора. Переработку бокситов осуществляют соляной кислотой концентрацией 10-20%, содержащей 1-5% HaSiFe. При этом в качестве продукта получают смесь хлоридов алюминия и железа.

Недостатками известного способа являются: дороговизна способа, заключающаяся в применение дорогостоящих химических реактивов; ограниченность сырьевой базы из-за необходимости применения кондиционного сырья.

Цель изобретения - удешевление процесса переработки алюмосиликатов и расширение сырьевой базы для фарфорофаянсовой промышленности.

Цель достигается тем, что в качестве раствора, содержащего соляную кислоту и соединения фтора для обработки алюмосиликатов, преимущественно щелочных используется абгазная соляная кислота - отход хлорорганического производства хла- донов, содержащего, мас.%: 24-30 HCI, 0,05-1,5 HF, Fe не более 0,02, Cla не более 0,005, остальное вода при 80-105°С и массовом соотношении алюмосиликатов к абгазной соляной кислоте, равном 1 :(2-4).

Используемые в качестве химического реагента отходы хлороорганического производства (абгазная соляная кислота) содержат активную примесь в виде фтористоводородной кислоты, которая ускоряет процесс разрушения минералов, обеспечивает селективность воздействия реагента на составные части минералов алюмосиликатного сырья (ускоряет процесс разрушения нефелина и минералов, содержащих железо, натрий и кальций, не растворяя при этом

сл

с

XI со со

Сл) 00

микроклин, альбит и циркон, которые являются полезными компонентами полевошпатовых материалов для фарфорофаянсовой промышленности). Вследствие этого в процессе переработки алюмосиликатов предлагаемым способом обеспечивается снижение количества оксидов железа, кальция и натрия в получаемых полевошпатовых материалов. Кроме того, в результате селективного воздействия реагента предлагаемый способ обеспечивает почти полное сохранение микроклина и циркона в составе получаемого полевошпатового материала, что также способствует повышению качества последнего.

Одновременно в процессе обработки сырья происходит изменение соотношения K20:Na20 в сторону уменьшения последнего, что позволяет использовать его для переработки некондиционного сырья. Это, в свою очередь, обеспечивает расширение сырьевой базы для фарфорофаянсовой промышленности. Требование промышленности к качеству полевошпатовых материалов регламентируются стандартами, при этом должно быть обеспечено определенное соотношение К20 :Na2U 2, содержание оксида железа не более 0,2% и содержание оксида кальция не более 2%.

Это достигается при обработке нефелиновых сиенитов абгазовой соляной кислотой, являющейся отходом хлороорганического производства хладонов при 80-105°С и массовом соотношении сырье: кислота, равное 1:2-4. Выбранная область изменения температуры обусловлена тем, что ниже 80°С железосодержащие минералы полностью не вскрываются и тем самым не достигается обезжелезования полевошпатового концентрата, а выше 105°С (температура кипения пульпы) необходимо будет процесс вести в автоклавных аппаратурах под давлением, что удорожает всю технологию. Если массовое соотношение сырье : кислота будет меньше, чем выбранное, то образуется густая плохофильтруемая пульпа, из которой недостаточно вскрываются железосодержащие минералы, вследствие чего получается некачественный полевошпатовый материал. Если данное соотношение будет больше, чем вышеуказанное, то это приводит к получению больших объемов ненужных кислых растворов и большому расходу реагентов и теплозатрат. При выбранном интервале изменения температуры и соотношения исходных материалов после их обработки получаются качественный полевошпатовый концентрат и раствор, представляющий собой смесь хлоридов алюминия, железа и др..

который является хорошим коагулянтом для очистки воды.

Пример. Исходные материалы имеют следующий химический состав: щелочной

алюмосиликат-нефелиновые сиениты месторождения Турпи Таджикской СССР, %: 21,0-22,0 AlaOa; 52,0-54,0 SI02; 5,8-6,4 Рв20з; 6,0-6,3 N820; 6,5-7,0 fcO; 2,5-3,5 СаО; 0,08-0,1 2г02, абгазная соляная кисло0 та - отход хлорорганического производства

хладонов, желтоватая жидкость содержит,

%: 24,0-30,0 HCI, 0,05-1,5 HF, Fe не более

0.02, С1а не более 0,005, остальное вода.

В реактор наливали необходимое ко5 личество абгазной соляной кислоты и добавляя 10 кг измельченный нефелиновый сиенит. В реакторе, снабженным нагревательным змеевиком, электрической мешалкой, термометром и обратным

0 холодильником реакционную смесь нагревали с постоянным перемешиванием для извлечения необходимых компонентов сырья. Образующиеся пары конденсировались в обратном холодильнике и возвращались в

5 реакционную смесь. Процесс фильтрования пульпы проводили на воронке Бюхнера под вакуумом. Твердый остаток - полевошпатовый материал тщательно промывали водой и высушивали. Полученный полевошпато0 вый материал представляет собой мелкозернистый материал белого цвета; состоит главным образом из полевых шпатов (микроклин и альбит) и кремнезема и имеет следующий примерный химический состав, в

5 мас.%: 70,0-74,0 SI02; 14,0-16,0 7,5- 8,5 К20; 2,0-2,8 Na20; 0,1-0,2 Zr02; 0,1-0,2 Ре20з; 1,5-2,5 п.п.п. Раствор, представляющий собой смесь хлоридов алюминия, железа и др., является хорошим алюминиево-желез0 ным коагулянтом для очистки вод, Что касается содержания CI2 в абгазной соляной кислоте, то в процессе химической обработке сырья при вышеуказанных условиях в основном превращается в виде хлорид и

5 гипохлорид анионов, что на качество получаемого коагулянта (хлоридного раствора) отрицательно не влияет, а наоборот при его использовании в водоочистке играют положительную роль, т.е. обеззараживают очи0 щаемую воду. С целью подтверждения правильности подбора граничных значений основных параметров предлагаемого способа опыты проводились при различных содержании сырья, кислоты и температурах,

5 результаты которых приведены в таблице.

Из представленных данных следует, что предлагаемый способ обладает преимуществом, что проявляется в удешевлении способа и расширения сырьевой базы фарфорофаянсовой промышленности. Кроме того, в качестве химического реагента используется отход хлорорганического производства хладонов - абгазная соляная кислота, которая нарушает экологическую обстановку и нейтрализуется дефицитной известью и выбрасывается в шламонакопи- тель.

Предложенный способ используют для производства высококачественного полевошпатового концентрата и получения коа- гулянта. Предлагаемая технология переработки алюмосиликатов является безотходной и экологически безопасной.

Формула изобретения 1. Способ переработки алюмосиликатов, преимущественно щелочных путем обработки водным раствором, содержащим соляную кислоту и соединения фтора, о т0

личающийся тем, что, с целью удешевления процесса, расширения сырьевой базы для фарфорофаянсовой промышленности, в качестве раствора, содержащего соляную кислоту и соединения фтора, используют аб- газную соляную кислоту - отход хлорорганического производства хладонов, обработку ведут при 80-105°С и массовом соотношении алюмосиликатов к абгаэной соляной кислоте, равном 1:(2-4).

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что для обработки алюмосиликатов используют абгазную соляную кислоту следующего состава, мас.%:

HCI24-30

HF0,05-1,5

FeHe более 0,02

ChНе более 0.005

НаООстальное

20

Использование: при переработке щелочных алюмосиликатов. Сущность изобретения: щелочные алюмосиликаты обрабатывают абгазной соляной кислотой - отходом хло- роорганического производства при 80- 105°С при соотношении алюмосиликатов к абгазной соляной кислоте равном 1:(2-4). 1 з.п. ф-лы.