RU2367605C1 - Способ переработки титансодержащего концентрата - Google Patents
Способ переработки титансодержащего концентрата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2367605C1 RU2367605C1 RU2008112356A RU2008112356A RU2367605C1 RU 2367605 C1 RU2367605 C1 RU 2367605C1 RU 2008112356 A RU2008112356 A RU 2008112356A RU 2008112356 A RU2008112356 A RU 2008112356A RU 2367605 C1 RU2367605 C1 RU 2367605C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- titanium
- precipitate
- granules
- silicon
- Prior art date
Links
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 53
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 53
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 41
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 29
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 74
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000003518 caustics Substances 0.000 claims description 10
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 6
- XLUBVTJUEUUZMR-UHFFFAOYSA-B silicon(4+);tetraphosphate Chemical compound [Si+4].[Si+4].[Si+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XLUBVTJUEUUZMR-UHFFFAOYSA-B 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 17
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 13
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract 2
- NXAHIBIZAVZZSH-UHFFFAOYSA-K [Si+4].P(=O)([O-])([O-])[O-].[Ti+4] Chemical compound [Si+4].P(=O)([O-])([O-])[O-].[Ti+4] NXAHIBIZAVZZSH-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 abstract 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 16
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 7
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 7
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 7
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 5
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 5
- JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B titanium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Ti+4].[Ti+4].[Ti+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229940085991 phosphate ion Drugs 0.000 description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 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 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N Titanium ion Chemical compound [Ti+4] LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 description 1
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 description 1
- FWFGVMYFCODZRD-UHFFFAOYSA-N oxidanium;hydrogen sulfate Chemical compound O.OS(O)(=O)=O FWFGVMYFCODZRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 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
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к переработке титансодержащих концентратов с получением композиционных продуктов на основе соединений титана, используемых в качестве сорбентов для очистки жидких стоков от радионуклидов и тяжелых металлов. В способе переработки титансодержащего концентрата проводят разложение концентрата путем введения его при нагревании в раствор серной кислоты порциями с выдержкой суспензии после введения каждой порции, кроме последней, в течение не более 4 ч. Далее отделяют твердый остаток от титансодержащего раствора, добавляют в раствор кремний-фосфатсодержащий реагент с образованием осадка, отделяют титансодержащий пастообразный осадок, промывают его водой и термообрабатывают с получением титанофосфатной кремнийсодержащей композиции. Перед промывкой пастообразный осадок стабилизируют раствором фосфорной кислоты. Промывку осадка ведут до обеспечения рН 1,5-2,7, после чего осуществляют гранулирование осадка, сушку полученных гранул, обработку их щелочным раствором до обеспечения рН 3-7 и термообработку. Изобретение позволяет повысить степень извлечения титана в раствор, увеличить сорбционную емкость и универсальность титанофосфатной кремнийсодержащей композиции и получить целевой продукт в виде механически устойчивых гранул. 5 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к химической технологии титансодержащих концентратов с получением композиционных продуктов на основе соединений титана, используемых в качестве сорбентов для очистки жидких стоков от радионуклидов и тяжелых металлов.
Проблема очистки стоков от токсичных и радиоактивных компонентов является весьма актуальной во многих странах мира. Одним из наиболее эффективных методов глубокой очистки является сорбция на неорганических ионообменниках и, в частности, на сорбенте, содержащем фосфат титана. Как правило, такие сорбенты достаточно дорогие, и поэтому повышение извлечения титана из титансодержащего сырья является экономически выгодным. Одним из недостатков сорбента на основе фосфата титана является нестабильность структуры, что значительно снижает его сорбционные свойства и сокращает диапазон сорбируемых компонентов. На устранение этих недостатков и направлено настоящее изобретение.
Известен способ переработки титансодержащего концентрата, в частности сфенового концентрата (см. патент РФ №2178769, МПК7 C01G 23/00, С22В 3/08, 2002), включающий разложение его 30-50% серной кислотой при температуре 70-90°С в присутствии фтор-иона в количестве 0,25-1 моль/моль титана, отделение фильтрацией твердого остатка, обработку титансодержащего раствора 80% фосфорной кислотой с получением осадка фосфата титана. Фтор-ион вводят в виде плавиковой или кремнефтористоводородной кислоты или их растворимых солей. Раствор, образующийся после осаждения фосфата титана, возвращают на стадию разложения концентрата. Степень извлечения титана из концентрата в раствор составляет 80-88% по TiO2.
К недостаткам данного способа следует отнести невысокую степень извлечения титана в раствор. В связи с тем, что осадок фосфата титана не подвергается промывке, он содержит повышенное количество сернокислого маточного раствора. Это снижает сорбционные свойства продукта и ограничивает использование его в качестве сорбента. Кроме того, использование на операции разложения концентрата фтор-иона значительно повышает агрессивность среды, в которой эксплуатируется технологическое оборудование, что требует специальной дорогостоящей антикоррозионной защиты.
Известен также способ переработки титансодержащего концентрата, принятый в качестве прототипа (см. патент РФ №2207980, МПК7 C01G 23/00, С22В 3/08, 2003), включающий разложение концентрата путем введения его в раствор серной кислоты с концентрацией 500-650 г/л при нагревании и выдержки образующейся суспензии в течение 12,5-15 ч, отделение твердого остатка от титансодержащего раствора, добавление в раствор кремнийсодержащего раствора, дополнительно содержащего фосфат-ион, с образованием титансодержащего осадка. Кремнийсодержащий раствор вводят со скоростью 3-10 об.%/мин до обеспечения мольного соотношения компонентов в пересчете на оксиды TiO2:SiO2:P2O5, равного 1:0,25-0,5:0,5-2. В качестве кремнийсодержащего раствора используют фильтрат от взаимодействия 5-35% фосфорной кислоты с нефелином, силикатом натрия или аморфным кремнеземом. После введения кремнийсодержащего раствора, содержащего фосфат-ион, суспензию выдерживают при кипении в течение 1 ч, затем отстаивают 12 ч, отделяют фильтрацией титансодержащий пастообразный осадок, промывают его водой до рН 3-3,5 и подвергают термообработке при 50-550°С с получением титанофосфатной кремнийсодержащей композиции. Степень извлечения титана в раствор составляет 78-81%. Полученная композиция обладает сорбционной емкостью 1,3-1,7 мг-экв/г по цезию и 0,4 мг-экв/г по стронцию.
Недостатками известного способа являются относительно невысокая степень извлечения титана в раствор, недостаточно высокая сорбционная емкость получаемой титанофосфатной кремнийсодержащей композиции вследствие нестабильности ее структуры, а также ограниченный ряд сорбируемых катионов (преимущественно одновалентных) по причине узкого диапазона рН композиции. Способ не предусматривает получение целевого продукта в виде механически устойчивых гранул.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении степени извлечения титана в раствор, увеличении сорбционной емкости получаемой титанофосфатной кремнийсодержащей композиции и обеспечении ее универсальности. Кроме того, техническим результатом является получение целевого продукта в виде механически устойчивых гранул.
Технический результат достигается тем, что в способе переработки титансодержащего концентрата, включающем разложение концентрата путем введения его при нагревании в раствор серной кислоты и выдержки образующейся суспензии, отделение твердого остатка от титансодержащего раствора, добавление в раствор кремний-фосфатсодержащего реагента с образованием осадка, отделение титансодержащего пастообразного осадка, его промывку водой, термообработку с получением титанофосфатной кремнийсодержащей композиции, согласно изобретению концентрат вводят в раствор серной кислоты порциями с выдержкой суспензии после введения каждой порции, кроме последней, в течение не более 4 ч, перед промывкой пастообразный осадок стабилизируют раствором фосфорной кислоты, промывку осадка ведут до обеспечения рН 1,5-2,7, после чего осуществляют гранулирование осадка, сушку полученных гранул, обработку их щелочным раствором до обеспечения рН 3-7 и термообработку гранул.
Достижению технического результата способствует то, что порции концентрата берут из расчета того, чтобы масса первой порции составляла не менее 50% от общей массы концентрата.
Достижению технического результата способствует также то, что раствор фосфорной кислоты для стабилизации пастообразного осадка имеет концентрацию 0,5-3,0 моль/л, при этом стабилизацию ведут при массовом отношении Т:Ж=1:2-3.
Достижению технического результата способствует и то, что сушку гранул ведут при температуре не выше 60°С.
Достижению технического результата способствует также и то, что в качестве щелочного раствора для обработки гранул используют раствор каустика или раствор каустика с хлоридом натрия или карбонатом натрия с концентрацией по катиону натрия 10-50 г/л, при этом обработку проводят в течение 15-30 ч.
Достижению технического результата способствует то, что термообработку гранул ведут при температуре 60-100°С.
Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.
Введение концентрата в раствор серной кислоты порциями с выдержкой суспензии после введения каждой порции, кроме последней, в течение не более 4 ч обеспечивает благоприятные условия для повышения степени извлечения титана в раствор. При увеличении промежуточной выдержки суспензии более 4 ч степень извлечения снижается. Выдержка суспензии после введения последней порции может быть более или менее 4 ч в зависимости от природы перерабатываемого титансодержащего концентрата.
Стабилизация пастообразного осадка раствором фосфорной кислоты перед промывкой осадка повышает содержание в целевом продукте функциональных фосфатных групп, что приводит к увеличению сорбционной емкости получаемой титанофосфатной кремнийсодержащей композиции.
Промывка осадка до обеспечения рН 1,5-2,7 позволяет избежать его гидролиза и, тем самым, приводит к увеличению сорбционной емкости получаемой титанофосфатной кремнийсодержащей композиции. При промывке осадка до рН менее 1,5 в его маточнике остается свободная кислота, что затрудняет проведение последующих операций. При промывке осадка до рН более 2,7 происходит замещение фосфатных групп на гидроксильные, что приводит к уменьшению сорбционной емкости получаемой композиции.
Гранулирование осадка и сушка полученных гранул позволяют повысить эффективность щелочной обработки и способствуют получению механически устойчивого гранулированного целевого продукта.
Обработка гранул щелочным раствором до обеспечения рН 3-7 позволяет получить универсальную титанофосфатную кремнийсодержащую композицию, которая может быть использована для очистки как моно-, так и поликомпонентных водных растворов от токсичных и радиоактивных компонентов. Обработка до рН менее 3 приводит к снижению универсальности целевого продукта, а обработка до рН более 7 является технологически нецелесообразной.
Термообработка гранул позволяет удалить из них жидкую фазу и получить целевой продукт в виде механически устойчивых гранул.
Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в повышении степени извлечения титана в раствор, увеличении сорбционной емкости получаемой титанофосфатной кремнийсодержащей композиции и обеспечении ее универсальности с получением целевого продукта в виде механически устойчивых гранул.
В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие конкретные операции и режимные параметры.
Выбор порций концентрата из расчета того, чтобы масса первой порции составляла не менее 50% от общей массы концентрата, определяется кинетическими параметрами процесса его разложения и состоянием титана (IV) в сульфатном растворе.
Концентрация раствора фосфорной кислоты для стабилизации пастообразного осадка в количестве 0,5-3,0 моль/л обеспечивает образование метастабильных титанофосфатных соединений насыщенных функциональными фосфатными группами, что стабилизирует исходную структуру пастообразного осадка.
Стабилизация осадка при массовом отношении Т:Ж=1:2-3 обеспечивает оптимальный контакт раствора фосфорной кислоты с пастообразным осадком и способствует образованию метастабильных титанофосфатных соединений насыщенных функциональными фосфатными группами.
Сушка гранул при температуре не выше 60°С сопровождается формированием структуры, обеспечивающей эффективное проведение щелочной обработки гранул.
Использование в качестве щелочного раствора для обработки гранул раствора каустика или раствора каустика с хлоридом натрия или карбонатом натрия обеспечивает оптимальный режим перевода продукта из водородной формы в солевую путем замещения протона в фосфатной функциональной группе на катион натрия. Концентрация щелочного раствора 10-50 г/л по катиону натрия создает условия замещения, исключающие разрушение гранул.
Обработка гранул в течение 15-30 ч обеспечивает перевод продукта из водородной формы в солевую с получением заданного значения рН гранул.
Термообработка гранул при температуре 60-100°С обеспечивает требуемую степень удаления из них влаги и способствует образованию механически устойчивых гранул.
Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ переработки титансодержащего концентрата в оптимальном режиме и получить универсальную титанофосфатную кремнийсодержащую композицию в виде механически устойчивых гранул.
Сущность и преимущества заявляемого способа могут быть более наглядно проиллюстрированы следующими примерами.
Пример 1
Берут 1000 г сфенового концентрата с содержанием ТiO2 35%, вводят его 3 порциями весом соответственно: 500, 250, 250 г (50, 25 и 25%) в 3 л раствора серной кислоты с концентрацией 600 г/л H2SO4 при температуре кипения с промежуточной выдержкой образующейся суспензии между 1, 2 и 3 порциями в течение соответственно 3 и 3,5 ч, при общем времени выдержки 10,5 ч. Твердый остаток отделяют от титансодержащего раствора, содержащего, г/л: TiO2 - 126, Н2SO4 - 430. Степень извлечения титана в раствор составила 91,7%. В титансодержащий раствор добавляют раствор кремний-фосфатсодержащего реагента до обеспечения мольного отношения TiO2:SiO2:P2O5=1:0,25:1 с образованием осадка, который отделяют фильтрацией. Полученный титансодержащий пастообразный осадок стабилизируют раствором фосфорной кислоты с концентрацией 1 моль/л при массовом отношении Т:Ж=1:2,5. Стабилизированный пастообразный осадок промывают водой до обеспечения рН 1,5, гранулируют посредством экструдера с диаметром фильер 3 мм, сушат полученные гранулы при температуре 60°С в течение 2 ч, после чего обрабатывают в течение 20 ч раствором каустика с концентрацией по катиону натрия 10 г/л до обеспечения рН 5. Термообработку гранул ведут при температуре 60°С с получением титанофосфатной кремнийсодержащей композиции. Сорбционная емкость полученной титанофосфатной кремнийсодержащей композиции составила 2,1 мг-экв/г по цезию, 1,32 мг-экв/г по стронцию. Испытания показали, что гранулы композиции механически устойчивы и самопроизвольно не разрушаются в водной среде.
Пример 2
Берут 1000 г сфенового концентрата с содержанием TiO2 35%, вводят его 4 порциями весом соответственно: 500, 200, 200, 100 г (50, 20, 20 и 10%) в 3 л раствора серной кислоты с концентрацией 600 г/л H2SО4 при температуре кипения с промежуточной выдержкой образующейся суспензии между 1, 2, 3 и 4 порциями в течение соответственно 3, 3,5 и 4 ч, при общем времени выдержки 15 ч. Твердый остаток отделяют от титансодержащего раствора, содержащего, г/л: TiO2 - 131, Н2SO4 - 430. Степень извлечения титана в раствор составила 94,5%. В титансодержащий раствор добавляют раствор кремний-фосфатсодержащего реагента до обеспечения мольного отношения TiO2:SiO2:P2O5=1:0,25:1 с образованием осадка, который отделяют фильтрацией. Полученный титансодержащий пастообразный осадок стабилизируют раствором фосфорной кислоты с концентрацией 3 моль/л при массовом отношении Т:Ж=1:2. Стабилизированный пастообразный осадок промывают водой до обеспечения рН 1,5, гранулируют посредством экструдера с диаметром фильер 3 мм, сушат полученные гранулы при температуре 50°С в течение 3 ч, после чего обрабатывают в течение 30 ч раствором каустика с хлоридом натрия с концентрацией по катиону натрия 50 г/л до обеспечения рН 3. Термообработку гранул ведут при температуре 100°С с получением титанофосфатной кремнийсодержащей композиции. Сорбционная емкость полученной титанофосфатной кремнийсодержащей композиции составила 1,95 мг-экв/г по цезию, 0,80 мг-экв/г по стронцию. Испытания показали, что гранулы композиции механически устойчивы и самопроизвольно не разрушаются в водной среде.
Пример 3
Берут 1000 г перовскитового концентрата с содержанием TiO2 48%, вводят его 4 порциями весом соответственно: 500, 200, 200 и 100 г (50, 20, 20 и 10%) в 3 л раствора серной кислоты с концентрацией 600 г/л H2SO4 при температуре кипения с промежуточной выдержкой образующейся суспензии между 1, 2, 3 и 4 порциями в течение соответственно 3,5, 3,5 и 4 ч, при общем времени выдержки 16 ч. Твердый остаток отделяют от титансодержащего раствора, содержащего, г/л: TiO2 - 126, Н2SO4 - 400. Степень извлечения титана в раствор составила 90,5%. В титансодержащий раствор добавляют раствор кремний-фосфатсодержащего реагента до обеспечения мольного отношения TiO2:SiO2:P2O5=1:0,25:1 с образованием осадка, который отделяют фильтрацией. Полученный титансодержащий пастообразный осадок стабилизируют раствором фосфорной кислоты с концентрацией 1,5 моль/л при массовом отношении Т:Ж=1:2. Стабилизированный пастообразный осадок промывают водой до обеспечения рН 2, гранулируют посредством экструдера с диаметром фильер 3 мм, сушат полученные гранулы при температуре 50°С в течение 3 ч, после чего обрабатывают в течение 25 ч раствором каустика с карбонатом натрия с концентрацией по катиону натрия 40 г/л до обеспечения рН 4. Термообработку гранул ведут при температуре 80°С с получением титанофосфатной кремнийсодержащей композиции. Сорбционная емкость полученной титанофосфатной кремнийсодержащей композиции составила 2,15 мг-экв/г по цезию, 1,25 мг-экв/г по стронцию. Испытания показали, что гранулы композиции механически устойчивы и самопроизвольно не разрушаются в водной среде.
Пример 4
Берут 1000 г титанилсульфата моногидрата, содержащего TiO2 40%, вводят его 3 порциями весом соответственно: 600, 300, 100 г (60, 30 и 10%) в 3 л раствора серной кислоты с концентрацией 500 г/л H2SO4 при температуре кипения с промежуточной выдержкой образующейся суспензии между 1, 2 и 3 порциями в течение соответственно 2,0 и 2,5 ч, при общем времени выдержки 8 ч. Твердый остаток отделяют от титансодержащего раствора, содержащего, г/л: TiO2 - 120, Н2SO4 - 620. Степень извлечения титана в раствор составила 96%. В титансодержащий раствор добавляют раствор кремний-фосфатсодержащего реагента до обеспечения мольного отношения TiO2:SiO2:P2O5=1:0,25:1 с образованием осадка, который отделяют фильтрацией. Полученный титансодержащий пастообразный осадок стабилизируют раствором фосфорной кислоты с концентрацией 0,5 моль/л при массовом отношении Т:Ж=1:3. Стабилизированный пастообразный осадок промывают водой до обеспечения рН 2,7, гранулируют посредством экструдера с диаметром фильер 3 мм, сушат полученные гранулы при температуре 60°С в течение 2 ч, после чего обрабатывают в течение 15 ч раствором каустика с концентрацией по катиону натрия 30 г/л до обеспечения рН 7. Термообработку гранул ведут при температуре 70°С с получением титанофосфатной кремнийсодержащей композиции. Сорбционная емкость полученной титанофосфатной кремнийсодержащей композиции составила 2,22 мг-экв/г по цезию, 1,82 мг-экв/г по стронцию. Испытания показали, что гранулы композиции механически устойчивы и самопроизвольно не разрушаются в водной среде.
Пример 5 (по прототипу)
Берут 1000 г сфенового концентрата, содержащего 35% TiO2, загружают его в 3 л раствора серной кислоты с концентрацией 550 г/л H2SO4 при нагревании до температуры кипения, выдерживают 12,5 ч, после чего отделяют твердый остаток фильтрацией с получением титансодержащего раствора. Степень извлечения титана в раствор составила 79,5%. В титансодержащий раствор вводят кремнийсодержащий раствор, содержащий фосфат-ион, со скоростью его подачи 6,5 об.%/мин до обеспечения мольного соотношения компонентов в пересчете на оксиды
TiO2:SiO2:P2O5=1:0,35:1. Кремнийсодержащий раствор, содержащий фосфат-ион, получают при взаимодействии силиката натрия с 20% фосфорной кислотой. После введения кремнийсодержащего раствора суспензию выдерживают при кипении 1 ч, отстаивают 12 ч, отделяют фильтрацией титансодержащий пастообразный осадок, промывают его водой до рН 3,5 и прокаливают при 250°С. Полученная при этом титанофосфатная кремнийсодержащая композиция обладает сорбционной емкостью 1,5 мг-экв/г по цезию, 0,4 мг-экв/г по стронцию.
Из вышеприведенных примеров видно, что предлагаемый способ переработки титансодержащего концентрата позволяет по сравнению с прототипом повысить степень извлечения титана в раствор до 96%, увеличить сорбционную емкость титанофосфатной кремнийсодержащей композиции в 1,1-1,7 раза по цезию и в 2,0-4,6 раза по стронцию. Получаемый в виде гранул целевой продукт является механически устойчивым и может быть использован для очистки как моно-, так и поликомпонентных водных растворов.
Claims (6)
1. Способ переработки титансодержащего концентрата, включающий разложение концентрата путем введения его при нагревании в раствор серной кислоты и выдержки образующейся суспензии, отделение твердого остатка от титансодержащего раствора, добавление в раствор кремний-фосфатсодержащего реагента с образованием осадка, отделение титансодержащего пастообразного осадка, его промывку водой, термообработку с получением титанофосфатной кремнийсодержащей композиции, отличающийся тем, что концентрат вводят в раствор серной кислоты порциями с выдержкой суспензии после введения каждой порции, кроме последней, в течение не более 4 ч, перед промывкой пастообразный осадок стабилизируют раствором фосфорной кислоты, промывку осадка ведут до обеспечения рН 1,5-2,7, после чего осуществляют гранулирование осадка, сушку полученных гранул, обработку их щелочным раствором до обеспечения рН 3-7 и термообработку гранул.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что порции концентрата берут из расчета того, чтобы масса первой порции составляла не менее 50% от общей массы концентрата.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор фосфорной кислоты для стабилизации пастообразного осадка имеет концентрацию 0,5-3,0 моль/л, при этом стабилизацию ведут при массовом отношении Т:Ж=1:(2-3).
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку гранул ведут при температуре не выше 60°С.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве щелочного раствора для обработки гранул используют раствор каустика или раствор каустика с хлоридом натрия или карбонатом натрия с концентрацией по катиону натрия 10-50 г/л, при этом обработку проводят в течение 15-30 ч.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что термообработку гранул ведут при температуре 60-100°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008112356A RU2367605C1 (ru) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Способ переработки титансодержащего концентрата |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008112356A RU2367605C1 (ru) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Способ переработки титансодержащего концентрата |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2367605C1 true RU2367605C1 (ru) | 2009-09-20 |
Family
ID=41167850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008112356A RU2367605C1 (ru) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Способ переработки титансодержащего концентрата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2367605C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2467953C1 (ru) * | 2011-07-05 | 2012-11-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Способ переработки титансодержащего концентрата |
| CN115558802A (zh) * | 2022-10-21 | 2023-01-03 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种钛精矿干燥过程中异味去除与抗板结的方法 |
| RU2824026C1 (ru) * | 2024-02-21 | 2024-07-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ переработки перовскитового концентрата |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1331828A1 (ru) * | 1986-01-20 | 1987-08-23 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского филиала им.С.М.Кирова АН СССР | Способ переработки сфенового концентрата |
| SU1712311A1 (ru) * | 1990-01-29 | 1992-02-15 | Челябинский филиал Научно-исследовательского и проектного института неорганических пигментов и судовых покрытий | Способ переработки сфенового концентрата |
| US5181956A (en) * | 1990-03-08 | 1993-01-26 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for purifying TiO2 ore |
| RU2178769C1 (ru) * | 2000-06-09 | 2002-01-27 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН | Способ переработки сфенового концентрата |
| RU2207980C1 (ru) * | 2001-12-10 | 2003-07-10 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН | Способ переработки титансодержащего концентрата |
-
2008
- 2008-03-31 RU RU2008112356A patent/RU2367605C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1331828A1 (ru) * | 1986-01-20 | 1987-08-23 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского филиала им.С.М.Кирова АН СССР | Способ переработки сфенового концентрата |
| SU1712311A1 (ru) * | 1990-01-29 | 1992-02-15 | Челябинский филиал Научно-исследовательского и проектного института неорганических пигментов и судовых покрытий | Способ переработки сфенового концентрата |
| US5181956A (en) * | 1990-03-08 | 1993-01-26 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for purifying TiO2 ore |
| RU2178769C1 (ru) * | 2000-06-09 | 2002-01-27 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН | Способ переработки сфенового концентрата |
| RU2207980C1 (ru) * | 2001-12-10 | 2003-07-10 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН | Способ переработки титансодержащего концентрата |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2467953C1 (ru) * | 2011-07-05 | 2012-11-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Способ переработки титансодержащего концентрата |
| CN115558802A (zh) * | 2022-10-21 | 2023-01-03 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种钛精矿干燥过程中异味去除与抗板结的方法 |
| RU2824026C1 (ru) * | 2024-02-21 | 2024-07-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ переработки перовскитового концентрата |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9663375B2 (en) | Processes for the recovery of fluoride and silica products and phosphoric acid from wet-process phosphoric acid facilities and contaminated waste waters | |
| CN102491419B (zh) | 一种废钒催化剂综合回收利用的方法 | |
| CN110304646B (zh) | 一种从铝灰中高效分离氟、氯、氮成分联产氧化铝精矿的方法 | |
| US5356611A (en) | Method of recovering iodine | |
| CN106430307A (zh) | 一种高纯五氧化二钒制备方法 | |
| CN104843712A (zh) | 一种工业氟硅酸的提纯并联产白炭黑的方法 | |
| AU2016247073B2 (en) | Method for purification of spent sulfuric acid from titanium dioxide rutile industry | |
| RU2465207C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных элементов из экстракционной фосфорной кислоты | |
| RU2367605C1 (ru) | Способ переработки титансодержащего концентрата | |
| JPS60212288A (ja) | アンモニウムイオンとフツ素イオンを含む廃水の処理法 | |
| JP3257774B2 (ja) | 六フッ化リン酸リチウムを含有する有機電解液の処理方法 | |
| CN108455647A (zh) | 一种磷酸副产磷石膏与氟硅酸生产氟化钙副产白炭黑与硫酸铵的方法 | |
| RU2467953C1 (ru) | Способ переработки титансодержащего концентрата | |
| CN1234596C (zh) | 以氟硅酸钠为原料制取氟化合物和二氧化硅的生产方法 | |
| RU2652978C1 (ru) | Способ переработки жидких отходов АЭС с борным регулированием | |
| JPH0256958B2 (ru) | ||
| CN108249449A (zh) | 一种高纯石英砂精制过程中酸洗废液的循环利用方法 | |
| JP2013245159A (ja) | クラウス法テールガスを包括的に処理するとともに硫酸マンガンを製造する方法 | |
| JP4041202B2 (ja) | Ｓｒイオン吸着剤、その製造方法及びそれを用いたＳｒイオン含有水の処理方法 | |
| CN101565246A (zh) | 一种从游泳池水中去除氰尿酸的方法 | |
| JP4633272B2 (ja) | ホウ素含有排水の処理方法 | |
| JP2004000846A (ja) | フッ素含有水の処理方法 | |
| RU2382738C1 (ru) | Способ очистки сточных вод от фтора | |
| RU2595657C1 (ru) | Способ получения фосфата титана | |
| JPH0124728B2 (ru) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180401 |