[go: up one dir, main page]

RU2377332C2 - Способ переработки титан-кремнийсодержащего сырья - Google Patents

Способ переработки титан-кремнийсодержащего сырья Download PDF

Info

Publication number
RU2377332C2
RU2377332C2 RU2008106532/02A RU2008106532A RU2377332C2 RU 2377332 C2 RU2377332 C2 RU 2377332C2 RU 2008106532/02 A RU2008106532/02 A RU 2008106532/02A RU 2008106532 A RU2008106532 A RU 2008106532A RU 2377332 C2 RU2377332 C2 RU 2377332C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silicon
titanium
fluorination
ammonium
mixture
Prior art date
Application number
RU2008106532/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008106532A (ru
Inventor
Артем Андреевич Андреев (RU)
Артем Андреевич Андреев
Александр Николаевич Дьяченко (RU)
Александр Николаевич Дьяченко
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет
Общество с ограниченной ответственностью "Фторидные технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет, Общество с ограниченной ответственностью "Фторидные технологии" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет
Priority to RU2008106532/02A priority Critical patent/RU2377332C2/ru
Publication of RU2008106532A publication Critical patent/RU2008106532A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2377332C2 publication Critical patent/RU2377332C2/ru

Links

Landscapes

  • Silicon Compounds (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу переработки титан-кремнийсодержащего сырья и может быть использовано для обескремнивания минерального сырья, получения искусственного рутила, диоксида кремния, диоксида титана и модифицирования его поверхности. Способ включает фторирование исходного сырья фторсодержащей солью аммония с получением профторированной массы, содержащей смесь соединений кремния и титана. После фторирования проводят разделение смеси соединений кремния и титана и получение товарных продуктов на основе диоксидов титана и кремния. Фторирование исходного сырья ведут при температуре 110-195°С или без нагрева. Разделение смеси соединений кремния и титана ведут возгонкой кремнефторида аммония при температуре 305-450°С или водным выщелачиванием. Техническим результатом изобретения является снижение затрат переработки титан-кремнийсодержащего сырья и повышение качества продуктов.

Description

Изобретение относится к переработке титан-кремнийсодержащего сырья, технологиям металлического титана и пигмента на основе его диоксида, и может быть использовано для обескремнивания минерального сырья и получения искусственного рутила. Изобретение может быть использовано для получения диоксидов кремния и титана высокой чистоты, для модифицирования поверхности диоксида титана.
Известен способ переработки лейкоксенового концентрата [патент РФ №2216517, С01G 23/047], содержащего 45-60% диоксида титана и оксида кремния 30-45%, с получением искусственного рутила, включающий обжиг концентрата при температуре 1450-1525°С, последующее охлаждение, измельчение и предварительную дешламацию. После чего продукт выщелачивают в автоклаве, фильтруют с повторной дешламацией твердой фазы. В результате данного способа в конечном продукте содержание диоксида кремния составляет 1,5-3,8 мас.%. Недостатки способа: энергоемкость, многостадийность, недостаточное обекремнивание сырья.
Известен способ [Патент РФ 2250926, С22В 34/12, "Способ переработки титанкремнийсодержащих концентратов"], согласно которому измельченный черновой лейкоксеновый концентрат классифицируют по классу 0,2 мм и подвергают мокрой магнитной сепарации для отделения железосодержащей фракции. Полученную немагнитную фракцию обезвоживают и осуществляют разделение титан- и кремнийсодержащих фракций постадийной флотацией, при этом флотацию на всех стадиях проводят в кислой среде смесью первичных и вторичных аминов. Недостатки способа: многостадийность переработки, использование большого числа реагентов не поддающихся регенерации, как следствие - высокая стоимость.
Известен способ переработки титан-кремнийсодержащих концентратов [патент РФ №2264478, С22В 34/12], выбранный в качестве прототипа, включающий фторирование при 195-205°С кварц-лейкоксенового концентрата (крупностью 0,1 мм) фторидом аммония при нагревании с отделением аммиачной воды, термообработку полученного продукта, разделение соединений кремния и титана возгонкой кремнефторида аммония при 295-305°С, получение диоксидов титана и кремния в виде товарных продуктов. Возгоны кремнефторида аммония осаждают аммиачной водой с получением осадка диоксида кремния, а раствор фторида аммония упаривают с получением фторида аммония, который направляется на фторирование новой порции концентрата. Недостатком способа является повышенные требования к исходному сырью - использование флотационного кварц-лейкоксенового концентрата крупностью 0,1 мм.
Техническим результатом заявленного способа является подготовка сырья для дальнейшей переработки с получением высокочистого диоксида титана. Что достигается тем, что в способе переработки титан-кремнийсодержащего сырья, который включает фторирование исходного сырья фторсодержащей солью аммония при температуре от комнатной до температуры кипения фторирующего реагента, то есть до 240°С, разделение соединений кремния и титана возгонкой кремнефторида аммония при 305-450°С или водным выщелачиванием, получение товарных продуктов на основе диоксидов титана и кремния. Согласно изобретению фторирование исходного сырья осуществляется фторидами аммония в количестве, взятом из расчета содержания кремния в сырье и с учетом образования гексафторосиликата аммония по реакциям:
SiO2+6NH4F=(NH4)2SiF6+4NH3+2H2O,SiO2+3NH4HF2=(NH4)2SiF6+NH3+2H2O.
Сущность изобретения заключается в способе фторирования исходного сырья и отделения кремниевой составляющей. Взаимодействие соединений кремния оксидной формы (диоксид кремния или силикаты) с фторсодержащей солью аммония протекает интенсивно в расплаве фторирующего реагента, то есть при температуре 110-240°С. Однако взаимодействие диоксида кремния с фторидами аммония начинается уже при пониженных температурах (с фторидом аммония образование (NH4)2SiF6 начинается при 130°С, а с гидродифторидом аммония при 50°С). Таким образом, выдерживая смесь при комнатной температуре возможно профторировать кремниевую составляющую сырья, затратив на это большее время, но при этом нет затрат на осуществление нагрева смеси к тому же упрощается аппаратурное оформление и снижаются требования к используемым материалам.
Кремнефториды аммония хорошо растворимы в воде (растворимость (NH4)2SiF6 217,8 г/л при 26,7°С и 369,3 г/л при 68,3°С), соответственно помимо отделения соединений кремния возгонкой при 305-450°С, в результате водного выщелачивания профторированной массы происходит растворение (NH4)2SiF6; последующая фильтрация позволит разделить соединения кремния и титана. Раствор (NH4)2SiF6 возможно использовать как компонент растворов для травления стекла, в производстве NH4HF2, NH4F, NaHF2, CaF2. Действием щелочи на раствор (NH4)2SiF6 получают гель гидратированного диоксида кремния, после фильтрационного отделения которого и термообработки получают диоксид кремния с высокой удельной поверхностью («белая сажа»). При осаждении кремнефторида аммиаком возможна практически полная регенерация фторирующего агента.
Температурный интервал 305-450°С возгонки кремнефторида аммония обусловлен практически полным отделением (NH4)2SiF6 при 305. Верхний уровень температуры прокаливания смеси 450°С обусловлен увеличением скорости возгонки кремнефторида, увеличение данного уровня температуры приводит к необоснованному увеличению затрат на реализацию переработки сырья.
Исходный титансодержащий концентрат содержит не менее 3 мас.% кварца, соответственно проводят дополнительное обескремнивание либо концентрата, либо полупродукта. В пигментных марках диоксида титана содержание диоксида кремния, как правило, колеблется от 0,5 до 2 мас.% В избытке фторирующего агента и при недостаточном перемешивании смеси реагентов происходит образование гептафторосиликата аммония ((NH4)3SiF7 или (NH4)2SiF6·NH4F). На основании этого при переработке исходного сырья удаление диоксида кремния необходимо как минимум наполовину, для чего в заявленном способе фторирующий агент берут в количестве 50-125% от стехиометрии.
Пример 1
Ильменитовый концентрат в количестве 100 г с содержанием диоксида кремния 4 мас.% смешивают с 11,5 г гидродифторида аммония, что соответствует стехиометрическому соотношению для протекания реакции:
SiO2+3NH4HF2=(NH4)2SiF6+NH3+2H2O.
Смесь нагревают до температуры 150°С в течение 30 минут, затем при температуре 350°С отгоняют гексафторосиликат аммония в течение часа. По данным рентгенофлуоресцентного анализа содержание диоксида кремния в твердом остатке не превышало 0,1 мас.%. Содержание титана в возгоне менее 1 мас.%.
Пример 2
Отличается от Примера 1 тем, что после фторирования смеси проводят водное выщелачивание (приливали 3л воды и перемешивали) с последующей фильтрацией осадка ильменита от раствора гексафторосиликата аммония. Степень разделения продуктов как в Примере 1.
Пример 3
Отличается от Примеров 1 и 2 тем, что смесь прессуют и фторирование проводят в течение трех дней без нагревания. После водного выщелачивания и фильтрации ильменита от раствора, содержание диоксида кремния составило 0,3 мас.%.
Пример 4
Отличается от Примеров 1, 2, 3 тем, что в качестве исходного сырья берут кварц-лейкоксеновый концентрат с содержанием диоксида титана 55 мас.% и диоксида кремния 40 мас.%, который смешивают с NH4HF2 в соотношении 1:1,15. При температуре 120°С смесь выдерживают в течение 40 минут с последующим нагреванием до 450°С и выдержкой при этой температуре 30 минут. Содержание диоксида кремния в лейкоксене 0,3 мас.%.
Пример 5
Отличается от Примера 1 тем, что профторированную смесь прокаливают при 305°С в течение 4,5 часов.

Claims (1)

  1. Способ переработки титан-кремнийсодержащего сырья, включающий фторирование исходного сырья фторсодержащей солью аммония с получением профторированной массы, содержащей смесь соединений кремния и титана, разделение смеси соединений кремния и титана, получение товарных продуктов на основе диоксидов титана и кремния, отличающийся тем, что фторирование сырья ведут при температуре 110-195°С или без нагрева, а разделение смеси соединений кремния и титана ведут возгонкой кремнефторида аммония при температуре 305-450°С или водным выщелачиванием.
RU2008106532/02A 2008-02-19 2008-02-19 Способ переработки титан-кремнийсодержащего сырья RU2377332C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008106532/02A RU2377332C2 (ru) 2008-02-19 2008-02-19 Способ переработки титан-кремнийсодержащего сырья

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008106532/02A RU2377332C2 (ru) 2008-02-19 2008-02-19 Способ переработки титан-кремнийсодержащего сырья

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008106532A RU2008106532A (ru) 2009-08-27
RU2377332C2 true RU2377332C2 (ru) 2009-12-27

Family

ID=41149349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008106532/02A RU2377332C2 (ru) 2008-02-19 2008-02-19 Способ переработки титан-кремнийсодержащего сырья

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2377332C2 (ru)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1008676A (en) * 1960-11-17 1965-11-03 Laporte Titanium Ltd Improvements in and relating to the manufacture of titanium dioxide
US4759916A (en) * 1983-04-11 1988-07-26 The Dow Chemical Company Process for preparing a pigmentary titanium dioxide
US5458864A (en) * 1989-11-16 1995-10-17 Nissan Chemical Industries Ltd. Process for producing high-purity silica by reacting crude silica with ammonium fluoride
EP0717783A1 (en) * 1993-09-07 1996-06-26 Technological Resources Pty. Ltd. Upgrading titaniferous materials
RU2097321C1 (ru) * 1996-02-20 1997-11-27 Институт химии Дальневосточного отделения РАН Способ получения гексафторсиликата аммония
US5885536A (en) * 1994-04-15 1999-03-23 Technological Resources Pty Ltd Process for alkaline leaching a titaniferous material
RU2157523C1 (ru) * 1999-11-01 2000-10-10 Государственное учреждение - Институт химии Дальневосточного отделения РАН Способ определения кремния
RU2264478C1 (ru) * 2004-05-26 2005-11-20 Федун Марина Петровна Способ переработки титан-кремнийсодержащих концентратов

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1008676A (en) * 1960-11-17 1965-11-03 Laporte Titanium Ltd Improvements in and relating to the manufacture of titanium dioxide
US4759916A (en) * 1983-04-11 1988-07-26 The Dow Chemical Company Process for preparing a pigmentary titanium dioxide
US5458864A (en) * 1989-11-16 1995-10-17 Nissan Chemical Industries Ltd. Process for producing high-purity silica by reacting crude silica with ammonium fluoride
EP0717783A1 (en) * 1993-09-07 1996-06-26 Technological Resources Pty. Ltd. Upgrading titaniferous materials
US5885536A (en) * 1994-04-15 1999-03-23 Technological Resources Pty Ltd Process for alkaline leaching a titaniferous material
RU2097321C1 (ru) * 1996-02-20 1997-11-27 Институт химии Дальневосточного отделения РАН Способ получения гексафторсиликата аммония
RU2157523C1 (ru) * 1999-11-01 2000-10-10 Государственное учреждение - Институт химии Дальневосточного отделения РАН Способ определения кремния
RU2264478C1 (ru) * 2004-05-26 2005-11-20 Федун Марина Петровна Способ переработки титан-кремнийсодержащих концентратов

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008106532A (ru) 2009-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2058408C1 (ru) Способ переработки титансодержащего минерального сырья
WO2013017000A1 (zh) 酸解渣再利用制备钛白粉时的预处理方法
CN108190919A (zh) 一种从酸性含氟废液中分离回收氟化钠的方法
US20190031524A1 (en) Improved methods of extraction of products from titanium-bearing minerals
US10294117B2 (en) Extraction of products from titanium-bearing minerals
JP7525482B2 (ja) チタン担持材料からの生成物の抽出方法
RU2624749C2 (ru) Способ получения оксида бериллия и металлического бериллия
Ultarakova et al. Processing of titanium production sludge with the extraction of titanium dioxide
NO118431B (ru)
AU685018B2 (en) Process for preparing high-purity zirconium oxychloride crystals
RU2377332C2 (ru) Способ переработки титан-кремнийсодержащего сырья
WO2015150907A2 (en) High purity synthetic fluorite and process for preparing the same
RU2390572C1 (ru) Способ переработки кварц-лейкоксеновых концентратов
Yessengaziyev et al. Fluoroammonium method for processing of cake from leaching of titanium-magnesium production sludge
JPS6321212A (ja) 高純度シリカの製造方法
RU2740995C1 (ru) Способ получения микрокремнезема из природного диатомита осаждением раствора азотной кислоты
RU2317252C2 (ru) Способ обескремнивания минерального сырья
RU2144504C1 (ru) Способ разделения железа и титана
RU2363742C1 (ru) Способ выделения ценных компонентов из угольных золошлаков
RU2333891C2 (ru) Способ разложения бериллиевых концентратов
RU2281913C2 (ru) Способ получения диоксида титана
RU2182886C2 (ru) Способ разделения титана и железа
RU2576710C1 (ru) Способ бифторидной переработки редкого и редкоземельного минерального сырья
WO2007030029A1 (fr) Procede de desilication de matieres premieres minerales
CN120136110A (zh) 一种高纯度二氧化硅的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110220