Способ получения силиката натрия Советский патент 1982 года по МПК C01B33/32 

(St) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛИКАТА НАТРИЯ

Изобретение относится к способам получения силиката натри я, использу емого для производства стекла, стро ительных материалов, моющих средств Известен способ получения силика натрия из алюмосиликатного сырья (вулканического пепла) путем обработки щелочью при повышенных температурах ОНедостатком способа является использование высоких температур и низкий выход целевого продукта. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения силиката натрия из клинопти лолита. Этот способ предусматривает выщелачивание клиноптилолита раство ,ром неорганической кислоты при 50 в течение 2-4 ч, отделение образовавшегося высококремнистого остатка, обработку этого остатка раствором NaOH концентрации 200 500 г/л при 106-ПО®С в течение 15-30 мин с последующей фильтрацией полученной суспензии и кристаллизацией маточного раствора. Он отличается высоким выходом целевого продукта 2. Недостатками способа являются сравнительно высокая энергоемкость процесса, необходимость использования коррозионностойкого оборудования, соблюдения требований техники безопасности при работе с кипящими щелочами. Кроме того, применение клиноптилолита для получения силиката натрия целесообразно лишь-вблизи мест добычи этого природного сырья. Цель изобретения - упрощение процесса. Поставленная цель достигается способом получения силиката натрия, включающим обработку слюдяных отходов или концентратов раствором неорганической кислоты при нагревании 9 с последующей фильтрацией суспензии обработку полученного осадка раствором едкого натра, фильтрацию и упари вание фильтрата. Упрощение способа состоит в том, что обработка тведой фазы после выщелачивания едким натром производится при комнатной температуре и сокра щается длительность, процесса. Возможность проведения щелочной обработки при комнатной температуре обусловлена образованием реакционноспособной формы кремнезема. Активный кремнезем (высококремнистый остаток) , образующийся при кислотной обработке минералов группы слюд, обладает более высокой реакционной способностью с NaOH, чем кремнезем, образующийся при выщелачивании клиноптилолита. Отличие в активности при взаимодействии с NaOH высококрем нистых остатков, образовавшихся из различных исходных минералов, связано с частичным унаследованием этим формами кремнезема структурных особенностей исходных минералов даже после потери кристалличности. Кислые растворы,образующиеся после выщелочи вания слюдистых минералов, можно использовать для извлечения редких щелочных : лементов. Оптимальный предел изменения концентрации NaOH 10-25%. При обработке высокремнистого остатка (аморфного кремнезема) NaOH с концентрацией 10 происходит увеличение времени взаимодействия. Обработка растворами NaOH с концентрацией 25 не приводи .к интенсификации процесса. В случае необходимости регулирования отношения Si 02 /Na20 возможно увеличение пре дела концентрации NaOH. Способ состоит из следующих операций, 1.Выщелачивание слюдяных концент ратов или отходов минеральной кислотой. 2.Отделение образовавшейся высококремнистой твердой фазы. 3.Обработка этой фазы 10-25%-ным раствором NaOH при комнатной темпера туре. k. Фильтрация полученной суспензии и кристаллизация целевого продук та. Пример 1. Флагопитовый концентрат с размером частиц 0,1 мм состава, Z: S . il ,б5; ,23; 24,06; Ре2.0з 7,30; МдО. 11,23; СаО 1,10; Q,k, Q 7,98; Q,kQ; PbtO 0,06; 0,015; 2,07; F 4,56 выщелачивают при температуре кипения раствора в течение 5 ч и отношении Т:Ж 1:5- Раствор отфильтровывают от нерастворимого высококремнистого остатка и направляют на извлечение редких щелочных и других металлов известными способами. Высококремнистый остаток, состоящий из SiO и , обрабатывают раствором NaOH при комнатной температуре, . Время взаимодействия 10 мин. Температура реакционной смеси самопроизвольно повышается до 40С. Полученный раствор отфильтровывают от небольшого остатка акцессорных минералов Nb, Та, Zr и др. В раствор переходит 95 исходной загрузки. Силикат натрия с модулем М 2,00 (где М 1,032; А и Д содержание NaOH, %) получают далее упариванием раствора. Пример 2. Отходы вермикулита Ковдорского ГОКа с размером частиц 3 мм состава, : ,7. Ag, 8,62; TiO 0,7; , 5,77; FeO 1,22; CaO 3,51; MgO 26, MnO 0,10; P 05 0,65; 0, 0,37; п.п.п. 19, выщелачивают соляной кислотой при 90 С в течение 1 ч при .Раствор отфильтровывают от нерастворимого высококремнистого остатка и регенерируют известными способами. Высококремнистый остаток обрабатывают 20 ;-ным раствором NaOH при соотношении ,5 в течение 10 мин при комнатной температуре. Температура в реакционной смеси самопроизвольно повышается до . В раствор переходит 95- Si02.OT исходной загрузки. Силикат натрия с модулем М - 2,00 получают упариванием раствора. Подобным образом силикат натрия получают и из -биотитовых и мусковитовых концентратов. При обработке высококремнистых остатков слюдистых минералов гидроокисью калия и других щелочных металлов могут быть получены соответствующие силикаты. Предлагаемый способ значительно снижает энергоемкость процесса и приводит к его упрощению. Уменьшение температуры щелочной обработки до комнатной не приводит к снижению 59 выхода целевого продукта, но оЬеспечивает уменьшение затрат на коррозионностойкое оборудование и улуч-. шение условий труда. Комплексная переработка исходного сырья дает возможность уменьшить себестоимость силиката натрия. Способ по изобретению пригоден для переработки слидяных отвалов, получаемых в гидрометаллургическом производстве. В этом случае себестоимость силиката натрия, редких щелочных металлов и конц-ентрата редких металлов значительно снижается, так как не требуется затрат на получение исходного сырья. Одновременно решается проблема защиты природной среды от многочисленных гидрометаллургических отвалов. Формула изобретения Способ получения силиката натрия, включающий обработку алюмосиликатного сырья раствором неорганической 5кислоты при нагревании с последующей фильтрацией суспензии, обработку полученного осадка раствором .едкого натра, фильтрацию и упаривание фильтрата, отли чающийся тем, Очто,с целью упрощения процесса,в качестве алюмосиликатного сырья используют слюдяные отходы или концентраты, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 15 i. Авторское свидетельство СССР if , кл. С 01 В 33/32, 1971 2. Авторское свидетельство СССР fj 659525, кл. С 01 В 33/32, 1977 (прототип).