RU2360981C1 - Treatment method of red mud - Google Patents
Treatment method of red mud Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360981C1 RU2360981C1 RU2008107217/15A RU2008107217A RU2360981C1 RU 2360981 C1 RU2360981 C1 RU 2360981C1 RU 2008107217/15 A RU2008107217/15 A RU 2008107217/15A RU 2008107217 A RU2008107217 A RU 2008107217A RU 2360981 C1 RU2360981 C1 RU 2360981C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- red mud
- iron
- processing
- chloride
- aluminum
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000012320 chlorinating reagent Substances 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 40
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 19
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 abstract 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N methyl cyanide Natural products CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001919 chlorite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052619 chlorite group Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 4
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 4
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical group OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical class Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 perovskite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- DLHONNLASJQAHX-UHFFFAOYSA-N aluminum;potassium;oxygen(2-);silicon(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[K+] DLHONNLASJQAHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010442 halite Substances 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001023 inorganic pigment Chemical class 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical class [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052655 plagioclase feldspar Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химических технологий, в частности к переработке отходов глиноземного производства - красных шламов, и может быть применено для извлечения из них железа в виде его хлорида.The invention relates to the field of chemical technology, in particular to the processing of alumina production waste - red mud, and can be used to extract iron from them in the form of its chloride.
Переработка красных шламов и отделение от них основного железосодержащего компонента с последующим использованием его в качестве металлургического или химического сырья является одной из важных технологических проблем алюминиевой промышленности.Processing of red mud and separation of the main iron-containing component from them, followed by its use as metallurgical or chemical raw materials, is one of the important technological problems of the aluminum industry.
Красные шламы, являясь слабо утилизируемыми отходами производства глинозема из бокситов, накапливаются в шламохранилищах, представляют угрозу окружающей среде, так как содержат едкую щелочь. Ежегодно до 2 млн.тонн таких отходов сливаются на шламовые поля, несмотря на то, что они являются перспективными источниками ценных веществ, таких как оксиды железа, алюминия, титана, кремния, кальция и др.Red sludge, being poorly utilized waste from the production of alumina from bauxite, accumulates in sludge storages and poses a threat to the environment, as it contains caustic alkali. Annually, up to 2 million tons of such waste is discharged into sludge fields, despite the fact that they are promising sources of valuable substances, such as oxides of iron, aluminum, titanium, silicon, calcium, etc.
По существу, красные шламы являются концентраторами неорганических соединений железа, содержание которого колеблется от 25 до 60%. Переработка отходов глиноземного производства, направленная на извлечение их железосодержащего компонента, позволит уменьшить объемы отвальных красных шламов, вовлечь в производство уже имеющиеся их запасы, очистить территорию, занимаемую отвалами.Essentially, red mud is a concentrator of inorganic compounds of iron, the content of which ranges from 25 to 60%. The processing of alumina production wastes, aimed at extracting their iron-containing component, will reduce the volume of dump red sludge, involve their existing reserves in production, and clean up the territory occupied by dumps.
В промышленном производстве имеют перспективу кислотные методы переработки красных шламов, которые дают возможность извлекать трудновскрываемые компоненты шлама и доизвлекать алюминийсодержащие минералы.In industrial production, acidic methods for processing red mud are promising, which make it possible to extract hard-to-open components of the mud and to recover aluminum-containing minerals.
Известен способ переработки красных шламов, включающий в себя обработку красного шлама при температуре 250-300°С концентрированной серной кислотой или газообразным SO3 в течение 1 ч с образованием сульфатов алюминия, железа, титана, натрия и кальция (Патент ФРГ №2653762, МПК С22В 3/00, опубл. 1978.06.08). Образовавшиеся сульфаты выщелачивают водой. Затем полученный раствор отделяют от твердого остатка, содержащего в основном SiO2, фильтрованием или декантацией. В растворе устанавливают рН=1 и при 90°С путем гидролитического осаждения из него получают диоксид титана. После фильтрации раствор выпаривают и кристаллизуют сульфаты железа, алюминия и натрия. Полученные сульфаты нагревают до температуры 900-1000°С. При этом сульфаты алюминия и железа разлагаются с образованием оксидов железа (III) и алюминия, а также газообразных SO2 и SO3, которые возвращают и вновь используют для обработки красного шлама. Неразложившийся сульфат натрия отмывают от оксидов железа и алюминия, а глинозем и оксид железа разделяют.There is a method of processing red mud, including processing red mud at a temperature of 250-300 ° C with concentrated sulfuric acid or gaseous SO 3 for 1 h with the formation of sulfates of aluminum, iron, titanium, sodium and calcium (German Patent No. 2653762, IPC C22B 3/00, publ. 1978.06.08). The resulting sulfates are leached with water. Then, the resulting solution is separated from the solid residue containing mainly SiO 2 by filtration or decantation. The solution is adjusted to pH = 1, and titanium dioxide is obtained from it by hydrolytic precipitation at 90 ° C. After filtration, the solution is evaporated and the sulfates of iron, aluminum and sodium crystallize. The resulting sulfates are heated to a temperature of 900-1000 ° C. In this case, aluminum and iron sulfates decompose with the formation of iron (III) and aluminum oxides, as well as gaseous SO 2 and SO 3 , which are returned and reused for processing red mud. Undecomposed sodium sulfate is washed from iron and aluminum oxides, and alumina and iron oxide are separated.
Недостатками этого способа является его многостадийность и большое количество побочных продуктов, поскольку серная кислота взаимодействует с сопутствующими оксидами алюминия, титана, натрия и кальция.The disadvantages of this method are its multi-stage and a large number of by-products, since sulfuric acid interacts with the accompanying oxides of aluminum, titanium, sodium and calcium.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий обработку красного шлама соляной кислотой при нагревании (Кислотные способы переработки красных шламов - проблемы и перспективы. Николаев И.В., Захарова В.И., Хайруллина Р.Т., Известия вузов «Цветная металлургия», 2000, №2, с.19-26). Красный шлам следующего состава, мас.%: 46,2 Fe2О3; 16,9 Al2O3; 4,45 TiO2; 6,05 SiO2; 6,0 CaO; 6,15 Na2O, - обрабатывают 25% соляной кислотой при температуре 100°С при Т:Ж=1:15 в течение 1,0 ч. В результате обработки происходило относительно высокое отделение железа, сопутствующих ему алюминия и титана в виде раствора хлоридов железа, алюминия, титана, натрия от кремнеземистого остатка.The closest in technical essence and the achieved result is a method that includes treating red mud with hydrochloric acid by heating (Acidic methods for processing red mud - problems and prospects. Nikolaev IV, Zakharova VI, Khairullina RT, University proceedings "Non-ferrous metallurgy", 2000, No. 2, pp. 19-26). Red mud of the following composition, wt.%: 46.2 Fe 2 About 3 ; 16.9 Al 2 O 3 ; 4.45 TiO 2 ; 6.05 SiO 2 ; 6.0 CaO; 6.15 Na 2 O, - is treated with 25% hydrochloric acid at a temperature of 100 ° C at T: W = 1: 15 for 1.0 h. As a result of processing, a relatively high separation of iron, its accompanying aluminum and titanium in the form of a solution chloride of iron, aluminum, titanium, sodium from the siliceous residue.
Указанный способ также не лишен недостатков. Вскрытие шлама соляной кислотой обуславливает высокий солевой фон примесных металлов, таких как алюминий, кремний, титан, по сравнению с целевым металлом - железом, что оказывает значительное влияние на селективность процесса, поскольку дальнейшее разделение хлоридов затруднительно. Это дорогостоящая и трудоемкая операция. Кроме того, использование соляной кислоты ухудшает экологию и требует кислотостойкого оборудования, что предъявляет жесткие требования к материалам конструкции аппаратов.The specified method is also not without drawbacks. Opening the sludge with hydrochloric acid causes a high salt background of impurity metals, such as aluminum, silicon, titanium, in comparison with the target metal - iron, which has a significant effect on the selectivity of the process, since further separation of chlorides is difficult. This is an expensive and time-consuming operation. In addition, the use of hydrochloric acid affects the environment and requires acid-resistant equipment, which imposes stringent requirements on the materials of construction of the apparatus.
Задачей заявляемого изобретения является повышение селективности извлечения железа из красных шламов в виде его хлорида, создание экологически менее вредного и эффективного способа переработки красных шламов.The task of the invention is to increase the selectivity of extracting iron from red mud in the form of its chloride, creating an environmentally less harmful and effective method for processing red mud.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе переработки красных шламов, включающем обработку шламов хлорирующим агентом при нагревании, в качестве хлорирующего агента используют тетрахлорид кремния, а нагревание реакционной смеси осуществляют в автоклавном режиме.The technical result is achieved in that in the proposed method for processing red mud, including treating the mud with a chlorinating agent when heated, silicon tetrachloride is used as the chlorinating agent, and the reaction mixture is heated in an autoclave mode.
Обработка красного шлама тетрахлоридом кремния в автоклавном режиме при нагревании является отличием от прототипа и обуславливает соответствие заявляемого способа критерию «новизна».The processing of red mud by silicon tetrachloride in an autoclave mode when heated is a difference from the prototype and determines the compliance of the proposed method with the criterion of "novelty."
Анализ источников патентной и научно-технической информации показал, что неизвестен способ переработки красных шламов тетрахлоридом кремния с использованием автоклавной технологии при повышенной температуре.An analysis of the sources of patent and scientific and technical information showed that there is no known method for processing red mud from silicon tetrachloride using autoclave technology at elevated temperatures.
Известность применения тетрахлорида кремния для извлечения тантала и ниобия в виде их пентахлоридов из тантал- и ниобийсодержащих концентратов (Патент РФ №2292302, МПК C01G 35/00, опубл. 27.01.2007, Патент РФ №2292301, МПК C01G 33/00, опубл. 27.01.2007) явным образом не свидетельствует о возможности его применения в случае переработки красного шлама глиноземного производства на хлориды железа.The known use of silicon tetrachloride for the extraction of tantalum and niobium in the form of their pentachlorides from tantalum and niobium-containing concentrates (RF Patent No. 2292302, IPC C01G 35/00, publ. 01/27/2007, RF Patent No. 2292301, IPC C01G 33/00, publ. January 27, 2007) does not explicitly indicate the possibility of its use in the case of processing red mud from alumina production to iron chlorides.
В отличие от прототипа использование тетрахлорида кремния в качестве хлорирующего агента красных шламов исключает применение экологически небезопасной соляной кислоты и обеспечивает, в отличие от нее, селективное извлечение хлорида железа без образования побочных хлоридов металлов из оксидов Al, Ti, Si, находящихся в исходном красном шламе.In contrast to the prototype, the use of silicon tetrachloride as a chlorinating agent of red muds eliminates the use of environmentally unsafe hydrochloric acid and, in contrast, selectively extracts iron chloride without the formation of metal by-products from the oxides of Al, Ti, and Si in the original red mud.
Процесс обработки красного шлама тетрахлоридом кремния экологически безопасен, так как для его осуществления используется закрытый автоклав, а образующиеся продукты безвредны. Нагревание реакционной смеси в автоклавном режиме позволяет обеспечить стабильность процесса путем поддержания заданных температур.The process of treating red mud with silicon tetrachloride is environmentally friendly, since a closed autoclave is used for its implementation, and the resulting products are harmless. The heating of the reaction mixture in autoclave mode ensures the stability of the process by maintaining the set temperatures.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.
Пример 1. Химический состав пробы отвального красного шлама (мас.%): Fe2O3~46; Al2О3~13; TiO2 4,8; SiO2 10,1; CaO 10,8; п.п.п. 6,89. Фазовый состав красного шлама представлен гематитом, глинистым минералом - хлоритом, примесями кальцита, перовскита, шпинели, плагиоклаза, рутила, гиббсита, калиевого полевого шпата.Example 1. The chemical composition of the sample waste red mud (wt.%): Fe 2 O 3 ~ 46; Al 2 O 3 ~ 13; TiO 2 4.8; SiO 2 10.1; CaO 10.8; p.p.p. 6.89. The phase composition of red mud is represented by hematite, a clay mineral - chlorite, impurities of calcite, perovskite, spinel, plagioclase, rutile, gibbsite, potassium feldspar.
В стальной автоклав объемом 50 мл загружают 1,0 г красного шлама представленного состава и заливают 10 мл тетрахлорида кремния марки «ч» концентрацией 99,8%. Автоклав герметично закрывают, помещают в муфельную печь и выдерживают в течение 1,5 ч при температуре 300°С при постоянном вращении. По завершении процесса автоклав охлаждают и разгружают, получая 1,7 г хлорированного продукта. По результатам рентгенофазового анализа полученный продукт представлен в основном хлоридом железа (FeCl2), а меньшую его часть составляют хлорит (Fe6Al4O10(OH)8) и галит (NaCl). Далее хлорид железа от образовавшейся смеси отделяют известными способами. В данном случае наиболее эффективной оказалась обработка конечного продукта экстрагентом - ацетонитрилом марки «ч» в течение 0,7 ч при комнатной температуре. Полученный раствор легко отделяют от твердого остатка, содержащего хлорит и галит, фильтрованием. Затем раствор, содержащий хлорид железа, упаривают на роторном испарителе до полного удаления ацетонитрила.In a 50 ml steel autoclave, 1.0 g of the red mud of the present composition is charged and 10 ml of 99.8% grade silicon tetrachloride are added. The autoclave is hermetically sealed, placed in a muffle furnace and incubated for 1.5 hours at a temperature of 300 ° C with constant rotation. At the end of the process, the autoclave is cooled and discharged to obtain 1.7 g of a chlorinated product. According to the results of x-ray phase analysis, the resulting product is represented mainly by iron chloride (FeCl 2 ), and the smaller part of it is chlorite (Fe 6 Al 4 O 10 (OH) 8 ) and halite (NaCl). Next, iron chloride from the resulting mixture is separated by known methods. In this case, the most effective was the treatment of the final product with an extractant — acetonitrile of the “h” grade for 0.7 h at room temperature. The resulting solution is easily separated from the solid residue containing chlorite and halite by filtration. Then, the solution containing iron chloride is evaporated on a rotary evaporator until acetonitrile is completely removed.
Полученный хлорид железа досушивают в эксикаторе под вакуумом. Содержание железа определяют атомно-эмиссионным методом. В хлорированном шламе содержание железа составляет 40 мас.%. После экстрагирования содержание этого металла в остаточном шламе уменьшается до 3 мас.%. По данным рентгенофазового анализа остаточное железо входит в состав хлорита. Извлечение хлорида железа в растворимую часть при указанных условиях проведения процесса составляет 62 мас.% (от массы исходного прохлорированного шлама).The resulting iron chloride is dried in a desiccator under vacuum. The iron content is determined by atomic emission method. In chlorinated sludge, the iron content is 40 wt.%. After extraction, the content of this metal in the residual sludge is reduced to 3 wt.%. According to x-ray phase analysis, residual iron is part of chlorite. The extraction of iron chloride in the soluble part under the indicated process conditions is 62 wt.% (Based on the weight of the initial chlorinated sludge).
Результаты опытов, проведенных с варьированием температуры и продолжительности процесса, в сравнении с прототипом представлены в таблице.The results of experiments conducted with varying temperature and duration of the process, in comparison with the prototype are presented in the table.
Анализ представленных данных позволяет заключить, что максимальное извлечение хлорида железа тетрахлоридом кремния достигается при температуре 300-330°С. Процесс хлорирования при более низких температурах не протекает до конца и в продукте реакции сохраняется гематит. Повышение температуры приводит к частичной деструкции хлорида железа и не позволяет достигнуть высокой его чистоты.Analysis of the data presented allows us to conclude that the maximum extraction of iron chloride with silicon tetrachloride is achieved at a temperature of 300-330 ° C. The chlorination process at lower temperatures does not proceed to the end and hematite is retained in the reaction product. An increase in temperature leads to partial destruction of iron chloride and does not allow to achieve its high purity.
Для обеспечения высокой степени извлечения хлорида железа достаточно продолжительности процесса в течение 1,5-2 ч. При меньшей продолжительности хлорирование оксида железа красного шлама происходит неполно, а при обработке более длительное время извлечение хлорида железа не повышается.To ensure a high degree of extraction of iron chloride, the duration of the process for 1.5-2 hours is sufficient. At a shorter duration, the chlorination of iron oxide of red mud is incomplete, and during processing for a longer time, the extraction of iron chloride does not increase.
Экспериментальным путем выявлено, что оптимальное соотношение реагентов, позволяющее достичь высокого выхода хлорида железа, составляет Т(г):Ж(мл)=1:10.It was experimentally found that the optimal ratio of reagents, allowing to achieve a high yield of iron chloride, is T (g): W (ml) = 1: 10.
Совокупность отличительных признаков позволяет получить селективное и полное извлечение железа в виде хлорида из гематита красных шламов.The combination of distinctive features allows to obtain selective and complete extraction of iron in the form of chloride from hematite of red mud.
Предлагаемый способ по сравнению с существующим обеспечивает высокую селективность и степень извлечения железа из красного шлама в виде его растворимого хлорида, исключает образование хлоридов сопутствующих металлов - алюминия, кремния, титана, кальция, не требует сложного трудоемкого разделения этих металлов, позволяет снизить затраты на извлечение целевого продукта.The proposed method, compared with the existing one, provides high selectivity and the degree of extraction of iron from red mud in the form of its soluble chloride, eliminates the formation of chlorides of related metals - aluminum, silicon, titanium, calcium, does not require complex labor-intensive separation of these metals, and reduces the cost of extracting the target product.
Образующиеся хлориды железа могут служить полупродуктами для производства гематита - основного сырья металлургической промышленности. Кроме того, они находят непосредственное применение в радиотехнической и химической промышленности. Сейчас из-за незначительного объема производства эти отрасли испытывают заметный недостаток в хлорном и хлористом железе. В химическом отношении хлориды двухвалентного железа имеют целый спектр полезных свойств. Они могут служить коагулянтами при очистке сточных вод, протравой при крашении тканей, катализаторами в органическом синтезе, использоваться для получения других солей железа и неорганических пигментов.The resulting iron chlorides can serve as intermediates for the production of hematite - the main raw material of the metallurgical industry. In addition, they are directly used in the radio engineering and chemical industries. Now, due to the small volume of production, these industries are experiencing a noticeable shortage of ferric chloride. Chemically, ferrous chlorides have a range of beneficial properties. They can serve as coagulants in wastewater treatment, mordant for dyeing fabrics, catalysts in organic synthesis, and can be used to obtain other salts of iron and inorganic pigments.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008107217/15A RU2360981C1 (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Treatment method of red mud |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008107217/15A RU2360981C1 (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Treatment method of red mud |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2360981C1 true RU2360981C1 (en) | 2009-07-10 |
Family
ID=41045746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008107217/15A RU2360981C1 (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Treatment method of red mud |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2360981C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2759099C1 (en) * | 2021-03-26 | 2021-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Method for preparing iron-containing coagulant for water purification |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU117646A1 (en) * | 1958-04-28 | 1958-11-30 | Л.П. Ни | A method of processing red mud containing titanium |
| GB1538628A (en) * | 1976-11-26 | 1979-01-24 | Vaw Ver Aluminium Werke Ag | Process for the utilisation of red mud |
| SU1505898A1 (en) * | 1987-03-04 | 1989-09-07 | Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института алюминиевой, магниевой и электродной промышленности | Method of processing red mud of alumina production |
| RU2086659C1 (en) * | 1993-09-03 | 1997-08-10 | Акционерное общество закрытого типа "Белый соболь" | Method of processing iron-silica raw material |
| WO2002068331A1 (en) * | 2000-02-04 | 2002-09-06 | Goldendale Aluminum Company | Process for treating red mud to recover metal values therefrom |
-
2008
- 2008-02-26 RU RU2008107217/15A patent/RU2360981C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU117646A1 (en) * | 1958-04-28 | 1958-11-30 | Л.П. Ни | A method of processing red mud containing titanium |
| GB1538628A (en) * | 1976-11-26 | 1979-01-24 | Vaw Ver Aluminium Werke Ag | Process for the utilisation of red mud |
| SU1505898A1 (en) * | 1987-03-04 | 1989-09-07 | Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института алюминиевой, магниевой и электродной промышленности | Method of processing red mud of alumina production |
| RU2086659C1 (en) * | 1993-09-03 | 1997-08-10 | Акционерное общество закрытого типа "Белый соболь" | Method of processing iron-silica raw material |
| WO2002068331A1 (en) * | 2000-02-04 | 2002-09-06 | Goldendale Aluminum Company | Process for treating red mud to recover metal values therefrom |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| НИКОЛАЕВ И.В. и др. Кислотные способы переработки красных шламов, проблемы и перспективы. - Известия высших учебных заведений, Цветная металлургия. 2000, №2, с.19-26. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2759099C1 (en) * | 2021-03-26 | 2021-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Method for preparing iron-containing coagulant for water purification |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Murayama et al. | Synthesis of various layered double hydroxides using aluminum dross generated in aluminum recycling process | |
| EP3060690B1 (en) | Deriving high value products from waste red mud | |
| Erçağ et al. | Furnace smelting and extractive metallurgy of red mud: Recovery of TiO2, Al2O3 and pig iron | |
| AU2013203808B2 (en) | Processes for treating fly ashes | |
| RU2554136C2 (en) | Method of producing alumina | |
| US20150176103A1 (en) | Production of titanium dioxide pigments | |
| KR20170041701A (en) | Hydrometallurgical process to produce pure magnesium metal and various by-products | |
| US7494631B2 (en) | Titaniferous ore beneficiation | |
| RU2571244C1 (en) | Method for obtaining pure tungstic acid | |
| WO1995007366A1 (en) | Upgrading titaniferous materials | |
| Strobos et al. | Zinc recovery from baghouse dust generated at ferrochrome foundries | |
| RU2360981C1 (en) | Treatment method of red mud | |
| CN116287776A (en) | Method for efficiently leaching impurity-removing and lithium-enriching clay-type lithium ores | |
| Meng et al. | Treatment of tionite residue from titanium oxide industry for recovery of TiO2 and removal of silica | |
| RU2353585C2 (en) | Processing technique of waste sulfuric acide saturated by iron | |
| JP5142524B2 (en) | Method for recovering titanium dioxide from a titanium-containing composition | |
| JP7193136B2 (en) | Method for producing zinc carbonate | |
| JP2012513370A (en) | Method for producing high purity zinc oxide using secondary dust | |
| JP2007505812A6 (en) | Method for recovering titanium dioxide from a titanium-containing composition | |
| RU2207392C1 (en) | Method of processing of technical-grade vanadium pentoxide | |
| Davris et al. | Leaching of bauxite residue using task specific ionic liquid HbetTf2N | |
| Holanda et al. | Citric, ascorbic and acetic acids for bauxite residue ph neutralization and their effects on the sodalite phase | |
| RU2402642C2 (en) | Procedure for production of magnesium and chlorine out of oxide-chloride raw material | |
| WO2023149792A1 (en) | Method for treating silicate and aluminosilicate rocks | |
| RU2054493C1 (en) | Method for reprocessing of electrolytic aluminum production solid wastes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140227 |