Способ переработки алюмосиликатных пород Советский патент 1982 года по МПК C01F7/06 

влажность отделенного от раствора мелкозернистого концентрата Скека), в котором после фильтрации остается значительное количество щелочнокремнеземистого раствора, Б результате чего увеличиваются непроизводительные материальные потоки и затраты труда и энергии на удаление влаги при спекании концентрата с известняком.

Недостатками способа также являются потери щелочи, цереходящей в воду при разделении на фракции мелкозернистого концентрата с большой поверхностью, большое нылеобразование при сушке и спекании тонкозернистого концентрата с известняком, в результате чего ухудшаются санитарно-гигиенические условия труда и загрязняется окружающая среда.

Наиболее близким к предлагаемому способу ло технической сущности и достигаемому результату является способ переработки алюмосиликатных пород, включающий обработку щелочным раствором в присутствии гидроалюмосиликата натрия.

Недостатками этого способа являются низкая производительность процесса, повышенное время фильтрации, высокие потери щелочи.

Целью изобретения является повыщение производительности, сокращение времени процесса, уменьшение потерь щелочи.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа переработки алюмосиликатных пород, включающего обра)ботку щелочным раствором в присутствии лидроалюмосиликата натрия, согласно изобретению обработку проводят водным раствором, содержащим 200-430 г/л гидрокоида натрия, 15-40 г/л гидроксида калия и .10-20 г/л двуокиси нремния с введением хлор.ида натрия.

Хлорид натрия и гидроалюмосиликат натрия предпочтительно берут в количествах соответственно 4-10 и 3-15% от веса породы.

Присутствие в реакционной среде хлорида натрия и готовых кристаллов гкдроалюмосиликата натрия дает возможность в предлагаемых условиях взаи1модействия породы с щелочным раствором оравиительно быстро получить крупные кристаллы гидроалюмосиликата натрия (до 350 мкм), из которого состоит концентрат.

Пример 1. Хвосты алюмосиликатного рудного сырья с размерами частиц 0,4- 0,5 мм и менее в количестве 243 г в присутствии хлорида натрия и свежеприготовленных кристаллов гидроалюмосиликата натрия, взятых соответственно в количестве 7 и 8% от веса хвостав, обрабатывают в автокьяаве 0,6 л (Т : Ж 1 : 3) водного раствора, содержащего .220 г/л NaOH, 20 г/л КОН и 10 г/л SiOa, при 210° С в течение 3 ч при перемешивании. Затем полученный концетрат (осадок) фильтрацией отделяют от щелочнокремнеземистого раствора. После промывки 1,2 л воды цри 40-50° С и сушки при 100° С состав по5 лученного концентрата следующий, %: SiO2 37,03; ТЮ2 0,11; 27,89; РегОз 3, 58; СаО 3,87; MgO 1,1.1, NazO 21,62; КаО 0,43; СЦ 3,68; Н2О 2,76. Концентрат почти полностью состоит из образовавшегося гид10 роалюмосиликата натрия и незначительного количества нвпрореаги)ровавших темно-цветных минералов породы. Кристаллы гидроалюмосиликата натрия и/меют округлую форму с диаметром до 60-70 мкм. 15 При уменьшении концентрации щелочей в исходном растворе до 200 г/л NaOH, 15 г/л КОН и 10 г/л SiO2 и постоянстве остальных параметров процесса уменьшается скорость реакции и практически для 0 полного превращения хвостов в гидроалюмосиликат натрия необходимое время увеличивается до 3,5 ч. При этом образуется концентрат, состоящий из гидроалЮ|Мосиликата натрия с размером кристаллов до 5 70-80 мкм. Дальнейшее уменьшение концентрации шелочного раствора менее 200 г/л NaOH, 15 г/л КОН и 10 г/л SiOz нецелосообразно, поскольку при этом сильно уменьшается скорость реакции. П р и м е р 2. Хвосты алюмооиликатного рудного сырья с размером частиц 0,4- 0,5 мм и менее в количестве 243 г в присутствии хлорида натрия и свежеприготовленных кристаллов гидроалюмосиликата 5 натрия, взятых соответственно в количестве 7 и 8% от веса хвостов, обрабатывают в автоклаве водным раствором, содержащим 410 г/л NaOH, 30 г/л КОН и 20 г/л SiOs, объемом 0,6 л (Т : : 3,3) при 210° С в течение ч при перемешивании. Затем полученный концентрат фильтрацией отделяют от щелочнокремнеземистого раствора. После промывки 1,5 л воды при 40-50° С и сушке при 100° С состав кон центрата следующий, %: SiO 37,03; TiOo 0,11; АЬОз 27,89; Ре2Оз 3,58; СаО 3,87; AlgO 1,11, Na2O 21,62; К2О 0,43; С 3,17; Н2О 2,76.

Полученный концентрат почти полностью состоит из кристаллов гидроалюмосиликата натрия, имеющих округлую форму, диаметром до 50-60 мкм.

При увеличении концентраций щелочей в исходном растворе до 420-430 г/л NaOH, 40 г/л КОН и 20 г/л Si02 увеличивается скорость реакции и практически для полного превращения хвостов в гидроалюмосиликат натрия .нео1бходимое время сокращается до 1 ч. При этом образуется гидроалюмосиликат натрия с размерами кристаллов до 45-55 мкм.

Дальнейшее увеличение концентрации щелочного раствора нецелесообразно, так как при этом в значительной мере увелич.иваются материальные потоки и получается вязкая пульпа.

П р и м е р 3. Хвосты алюмосиликатпого рудного сырья с размером частиц 0,4- ),5 мм и менее в количестве 243 г в присутствии хлорида натрия и свежеприготовленных кристаллов гидроалюмосиликата натрия, взятых соответственно в количестве 10 :и 15% от веса хвостов, обрабатывают в автоклаве водным раствором, содержащим 310 г/л NaOH, 30 г/л КОН и 17 г/л SiO2, объемом 0,6 л ( : 3,2) при 210° с в течение 2 ч при непрерывном перемешивании. Затем полученный концентрат фильтрацией отделяют от раствора. После промывки 1,2 л воды при 40--50° С и сушки при 100° С состав концентрата следующий, %: SiOa 37,30; ТЮг 0,14; АЬОз

27,83; РегОз 3,, СаО 3,85; MgO 0,87 NagO 21,56; КзО 0,63; СЬ 3,90; НгО ,2,1. Полученный концентрат сосггоит из округлых кристаллов гидроалюмосиликата натрия диаметром до 70-80 мкм. Кристаллы изотропны и имеют показатель светопреломления п 1,488.

Рентгенометрическая характеристика получен ного гидроалюмосяликата натрия приведена в таблице.

На дериватопрамме полученного гидроалюмосилата натрия наблк)дается растянутый энедотермичбский эффект в интерва.ле температур 150-600° С, обусловленный выделением -хлора и воды из гидроалюмосиликата, и четкий эндотермический эффект при температуре 690-700° С, коггорый обусловлен превращением гидроалюмосиликата натрия в аморфный продукт. Способность к аморфизации у полученного гидроалюмосиликата натрия, составляющего концентрат, при такой сравнительно низкой температуре свидетельствует о высоком качестве образовавшегося концентрата с точки зрения ело опекаемости с известняком, поскольку при аморфизации алюмосиликата резко повышается его реакционная способность.

П р и iM е р 4. Нефелиновый сиенит с Т)а31мера1М:и частиц до 0,4 мм и менее в ко.личестве 243 г в .присутствия хлорида натрия и свежеприготовленных кристаллов гидроалюмосиликата натрия, -взятых соответственно в количестве 6 и 3% от веса яороды о,брабатывают в авт1оклаве водным раствором, содержащи1М 330 г/л NaOH, 30 г/л КОН и 15 г/л SiO2, объемом 0,6 л (,2) при 210° С в течение 2 ч при перемешивании. Затем полученный концентрат фильтрацией отделяют от раствора. После промывки 1,2 л воды при 40- 50° С и сушки при 100° С состав концентрата следующий, %: SiO2 37,45; ТЮз ел; АЬОз 27,80; РегОз 3,15; СаО 3,68; MgO 0,89; NasO 21,75; К2О 0,59; СЬ 3,11; НаО 3,10. Полученный концентрат состоит из : кристаллов гидроалюмосиликата натрия.

имеющих округлую и ромбододекаэдрлчес«ую форму, размером до 300 мкм.

Рентгенометрическая и оптическая характеристики полученного гидроалюмосиликата натрия аналогичны характеристикам, при,веденным в примере 3.

Проведенные сравнительные эксперименты показали, что скорость фильтрации полученной автоклавной пульпы (отделение концентрата от раствора) в 6-8 раз

больше, чем пульпы, полученной в тех же условиях, но без применения добавки хлоpiina натрия и затравки кристаллов гидроалк мосиликата натрия.

При ув еличении количества добавки

хлорида натрия до 9-10% от веса породы и постоянстве остальных параметров процесса увеличивается размер образующихся кристаллов гидроалк мосиликата натрия До 350 мкм, а улленьшение содержания

хлорида натрия до 4% приводит к умеш шению размера кристаллов гидроалюмосиликата натрия до 60-70 мкм. Количество применяемого хлорида натрия 4-10% от веса породы является оитимальным, поскольку увеличение его содержания более 10% не приводит к существенному увеличению размера кристаллов образующегося гидроалюмосиликата натрия, а при уменьшении содержания хлорида натрия менее

4% про:исходнт значительное уменьшение размера кристаллов гидроалюмосиликата натрия.Увеличение количества затравки - кристаллов гидроалюмосиликата натрия до

14-15% от веса породы приводит к увеличению размера кристаллов образующегося гидроалюмосиликата натрия до 350 мйм. Дальнейшее увеличение количества затравки нецелесообразно, поскольку это не привадит к существенному увеличению размера образующихся кристаллов Еидроалюмосиликата натрия. При уменьшении содержания затравки до 3% наблюдается уменьшение размера кристаллов гидроалюмосиликата до 70-80 MKJM, ноэтому дальнейшее уменьшение ее количества нецелесообразно.

Пр,и повышении температуры щелочной обработки породы до 240° С и постоянстве остальных параметров процесса увеличивается скорость реакции и практически для полного превращения породы в гидроалЮ(МО1СИликат натрия необходимое время сокращается ;до 1,5 ч. Понижение температуры процесса до 190° С приводит к уменьшению скорости реакции.

Увеличение содержания диоксида кремния в исходном растворе более 20 г/л нецелесообразно, так как при этом уменьшается скорость процесса и увеличиваются материальные потоки. Уменьщевие количества диоксища кремния в щелочном растворе менее 10 г/л также нецелесообразно, поскольку при этом уменьшается размер кристаллов гидроалюмосиликата натрия.

Содержание гидроксида калия в исходном растворе в пределах 15-40 г/л является оптимальным, поскольку при меньших количествах наблюдается уменьшение размера образующихся кристаллов гидроалюмосиликата .натрия,, а увеличение содержания гидроксида калия более 40 г/л приводит к увел ичению материальных потоков без существенного увеличения размера кристаллов гидроалюмосиликата натрия.

Предлагаемый способ дает возможность путем вве1дения в исходную смесь небольших К1оличеств добавки хлорида натрия и затравки увеличить размеры кристаллов полученного концентрата до 350 мнм, в результате чего скорость фильтрации готовой автоклавной пульпы увеличивается в 6- 8 раз и получается концентрат с гораздо

меньшей влажностью, чем в случае получения мелкозернистого концентрата пометоду, описанному в П|ротот1ипе. При этом облегчается также промывка концентрата..

Вследствие этого в значительной мере уменьшаются затрать труда, энергии и потери щелочей, а также уменьшаются пылевьгделение и загрязнение нроизводственных помещений и окружающей сред.ы.

Предлагаемые составы растворов позволяют при промышленной переработке алюмосиликатных пород без заттруднений использовать оборотные натрийкалиевые растворы, которые содержат диоксид кремния, при непрерывном и замкнутом цикле процесса, что гораздо экономичнее и технологически легче осуществимо, чем в случае использования раствора, содержащего только натриевую щелочь определенной

концентрации, свежую порцию которого необходимо готовить для каждого цикла процесса. Кроме того, из крупнозернистого концентрата гораздо легче и полнее выделяются ценные соед инения редких и цветных металлов (например, молибдена и меди), чем из тонкозернистого концен-трата.

Все указанные преимущества предлагаемого способа свидетельствуют о том,

что применение его в промышленностидаст большой экономический эффект.

Формула изобретения

сокращения времени процесса и уменьшения потерь щелочи, обработку проводят водным раствором, содержащим 200- 430 г/л гидроксида натрия, 15-40 г/л гидроксида калия и 10-20 г/л двуокиси кремция, с введением хлорида натрия.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что хлорид натрия и гидроалюмосиликат натрия берут в количествах соответственно 4-10 и 3-15% от веса породы.