RU2546945C1 - Method of processing beryllium concentrate mixture - Google Patents
Method of processing beryllium concentrate mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2546945C1 RU2546945C1 RU2013153656/02A RU2013153656A RU2546945C1 RU 2546945 C1 RU2546945 C1 RU 2546945C1 RU 2013153656/02 A RU2013153656/02 A RU 2013153656/02A RU 2013153656 A RU2013153656 A RU 2013153656A RU 2546945 C1 RU2546945 C1 RU 2546945C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- beryllium
- solution
- temperature
- activation
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 22
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- KQHXBDOEECKORE-UHFFFAOYSA-L beryllium sulfate Chemical compound [Be+2].[O-]S([O-])(=O)=O KQHXBDOEECKORE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 23
- WPJWIROQQFWMMK-UHFFFAOYSA-L beryllium dihydroxide Chemical compound [Be+2].[OH-].[OH-] WPJWIROQQFWMMK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 13
- 229910001865 beryllium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 claims description 4
- 229910052614 beryl Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 abstract 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 abstract 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 12
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 11
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 9
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 6
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 5
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 230000001180 sulfating effect Effects 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 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
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 108010056230 butyloxycarbonyl-phenylalanyl-prolyl-arginine Proteins 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000006115 defluorination reaction Methods 0.000 description 1
- QZVSYHUREAVHQG-UHFFFAOYSA-N diberyllium;silicate Chemical compound [Be+2].[Be+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] QZVSYHUREAVHQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052876 emerald Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 229910052842 phenakite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005303 weighing 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
- Paper (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение может быть использовано при переработке бериллийсодержащих рудных концентратов до гидроксида бериллия.The invention can be used in the processing of beryllium-containing ore concentrates to beryllium hydroxide.
Основными промышленными источниками бериллия являются берилловые и бертрандит-фенакит-флюоритовые концентраты (БК и БФФК) [1], в которых содержатся порядка 2% масс. и 4% масс. бериллия соответственно в виде берилла [Be3Al2(Si6O18)], бертрандита [Be4(Si2O7)(OH)2] и фенакита [Be2(SiO4)]. БК и БФФК содержат также минералы пустой породы: флюорит - CaF2, кварц - SiO2 и др.The main industrial sources of beryllium are beryl and bertrandite-phenakite-fluorite concentrates (BK and BFK) [1], which contain about 2% of the mass. and 4% of the mass. beryllium, respectively, in the form of beryllium [Be 3 Al 2 (Si 6 O 18 )], bertrandite [Be 4 (Si 2 O 7 ) (OH) 2 ] and phenakite [Be 2 (SiO 4 )]. BK and BPFK also contain gangue minerals: fluorite - CaF 2 , quartz - SiO 2 , etc.
Известен способ извлечения бериллия из БК [2], принятый за аналог, включающий активацию БК путем его измельчения до получения рентгеноаморфного продукта с крупностью частиц менее 5 мкм. Активированный концентрат сульфатизируют 93%-ной серной кислотой не менее 0,5 ч при температуре 95÷105°C с непрерывным механическим удалением продуктов реакции с поверхности частиц концентрата и затем не менее 1,5 ч при температуре 250÷300°C. Сульфатизированный продукт выщелачивают водой. Пульпу выщелачивания нейтрализуют раствором аммиака до pH 3,5 и фильтруют. Кек промывают от сульфата бериллия водой, подкисленной серной кислотой. Пульпу промывки разделяют на промывной раствор и отвальный кек. Извлечение бериллия из концентрата в раствор при этом составляет 95% масс.A known method for the extraction of beryllium from BK [2], taken as an analogue, including activation of BK by grinding it to obtain an X-ray amorphous product with a particle size of less than 5 microns. The activated concentrate is sulfated with 93% sulfuric acid for at least 0.5 hours at a temperature of 95 ÷ 105 ° C with continuous mechanical removal of the reaction products from the surface of the particles of the concentrate and then for at least 1.5 hours at a temperature of 250 ÷ 300 ° C. The sulfated product is leached with water. The leach pulp is neutralized with an ammonia solution to a pH of 3.5 and filtered. Cake is washed from beryllium sulfate with water, acidified with sulfuric acid. The washing pulp is divided into a washing solution and a dump cake. The extraction of beryllium from the concentrate in the solution is 95% of the mass.
Недостатком способа-аналога является то, что он может быть использован только для переработки БК и не предусматривает возможности совместной переработки БК с БФФК.The disadvantage of the analogue method is that it can be used only for processing BK and does not provide for the possibility of joint processing of BK with BFK.
Для переработки бериллийсодержащих концентратов используется также способ [3], принятый за аналог, который включает активацию БФФК путем его измельчения до крупности менее 9 мкм и последующую обработку измельченного сырья 93%-ной серной кислотой при температуре 250÷300°C в течение 30 мин. Образующийся при этом газообразный фторид кремния абсорбируют с получением кремнефтористо-водородной кислоты; на стадии сульфатизации полнота удаления фтора из БФФК в газовую фазу составляет 88÷90%. Сульфатизированный продукт выщелачивают водой. Сернокислую пульпу со стадии выщелачивания нейтрализуют раствором аммиака до pH 3,5 и фильтруют. Отфильтрованный кек промывают от сульфата бериллия водой, подкисленной серной кислотой. Из раствора сульфата бериллия осаждают черновой гидроксид бериллия путем нейтрализации данного раствора раствором аммиака. Согласно заявляемому способу обеспечивается извлечение бериллия из концентрата в раствор 98÷99%, а полнота осаждения бериллия в черновой гидроксид составляет 99,5%. Таким образом, извлечение бериллия из БФФК в черновой гидроксид бериллия находится в пределах 97,5÷98,5%.For the processing of beryllium-containing concentrates, the method [3], adopted as an analogue, includes the activation of BPPA by grinding it to a particle size of less than 9 microns and the subsequent processing of the crushed raw material with 93% sulfuric acid at a temperature of 250–300 ° C for 30 minutes. The resulting gaseous silicon fluoride is absorbed to obtain hydrofluoric acid; at the stage of sulfatization, the completeness of fluorine removal from BFPC to the gas phase is 88–90%. The sulfated product is leached with water. Sulfuric acid pulp from the leaching stage is neutralized with an ammonia solution to a pH of 3.5 and filtered. The filtered cake is washed from beryllium sulfate with water, acidified with sulfuric acid. Draft beryllium hydroxide is precipitated from a solution of beryllium sulfate by neutralizing this solution with an ammonia solution. According to the claimed method, the extraction of beryllium from the concentrate into the solution is 98 ÷ 99%, and the completeness of the deposition of beryllium in the rough hydroxide is 99.5%. Thus, the extraction of beryllium from BFPC to rough beryllium hydroxide is in the range of 97.5–98.5%.
Недостатком данного способа-аналога является то, что он может быть использован только для переработки БФФК и не предусматривает возможности совместной переработки БФФК с БК.The disadvantage of this analogue method is that it can only be used for processing BFK and does not provide for the possibility of joint processing of BFK with BK.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому изобретению является способ совместной переработки БК и БФФК, основанный на активации их смеси, путем ее плавления с кальцинированной содой [1].Closest to the totality of the features of the claimed invention is a method for the joint processing of BK and BFK, based on the activation of their mixture, by melting it with soda ash [1].
Согласно данному способу, принятому за прототип, БК, БФФК и соду смешивают с получением массового соотношения SiO2:(CaO+Na2O) в шихте, равного 1,1÷1,3 (добавка дорогостоящей соды при этом составляет 5÷10% к массе смеси БК с БФФК.) Приготовленную шихту плавят при температуре 1350°C в течение 30 мин, плав гранулируют водой, гранулят подвергают мокрому измельчению до крупности менее 150 мкм, полученную водно-гранулятную пульпу сгущают и проводят ее сульфатизацию серной кислотой при 120°C. Далее сульфат бериллия выщелачивают из сульфатной массы водой. Описанный способ совместной переработки бериллиевых концентратов обеспечивает извлечение бериллия из гранулята в сернокислый раствор на 97-99%. При проведении сульфатизации гранулята по способу-прототипу фтор, содержащийся в грануляте, не удаляется из него и практически полностью остается в составе сульфатизированного гранулята. После выщелачивания сульфатизированного гранулята фтор, содержащийся в нем, целиком извлекается в раствор сульфата бериллия.According to this method, adopted as a prototype, BK, BFFK and soda are mixed to obtain a mass ratio of SiO 2 : (CaO + Na 2 O) in the mixture equal to 1.1 ÷ 1.3 (the addition of expensive soda in this case is 5 ÷ 10% to the weight of the mixture of BC with BFFC.) The prepared mixture is melted at a temperature of 1350 ° C for 30 minutes, the melt is granulated with water, the granulate is wet milled to a particle size of less than 150 microns, the resulting water-granulate pulp is concentrated and it is sulfated with sulfuric acid at 120 ° C. Next, beryllium sulfate is leached from the sulfate mass with water. The described method for the joint processing of beryllium concentrates provides the extraction of beryllium from granulate into a sulfate solution by 97-99%. When carrying out sulfate granulation according to the prototype method, the fluorine contained in the granulate is not removed from it and almost completely remains in the composition of the sulfated granulate. After leaching of the sulfated granulate, the fluorine contained in it is completely recovered in a solution of beryllium sulfate.
При переработке полученного таким образом раствора сульфата бериллия до чернового гидроксида бериллия (по способу-аналогу) не достигается высокой полноты осаждения бериллия в гидроксид. Причиной тому является образование водорастворимых фторбериллата аммония и фторбериллата натрия в сульфатном растворе. Указанные фторбериллаты являются прочными водорастворимыми соединениями бериллия, из которых в процессе нейтрализации сульфатного раствора раствором аммиака не удается с достаточной полнотой осадить бериллий в его черновой гидроксид.When processing the beryllium sulfate solution thus obtained to a crude beryllium hydroxide (by the method analogous), a high degree of completeness of the deposition of beryllium into hydroxide is not achieved. The reason for this is the formation of water-soluble ammonium fluoroberylate and sodium fluoroberylate in a sulfate solution. These fluoroberylates are strong water-soluble compounds of beryllium, of which, in the process of neutralizing a sulfate solution with an ammonia solution, it is not possible to precipitate beryllium in its crude hydroxide with sufficient completeness.
Способ-прототип в отличие от способов-аналогов позволяет осуществлять совместную переработку БК с БФФК. Вместе с тем, способ-прототип не лишен недостатков. В частности, недостатком способа-прототипа является неполнота осаждения бериллия в черновой гидроксид вследствие высокого содержания фтора в исходном БФФК. Другой недостаток способа-прототипа заключается в том, что при его реализации безвозвратно теряется весь фтор, содержащийся в БФФК (фтор вместе с бериллием извлекается в сульфатный раствор из гранулята на стадии его сульфатизации и далее сбрасывается в отвал с маточным раствором со стадии осаждения чернового гидроксида бериллия). Кроме того, способ-прототип требует использования дорогостоящей кальцинированной соды при плавке смеси БК с БФФК.The prototype method, in contrast to the analogue methods, allows for the joint processing of BK with BFK. However, the prototype method is not without drawbacks. In particular, the disadvantage of the prototype method is the incompleteness of the deposition of beryllium in the rough hydroxide due to the high fluorine content in the original BPFK. Another disadvantage of the prototype method is that when it is implemented, all fluorine contained in BFFC is irretrievably lost (fluorine together with beryllium is extracted into the sulfate solution from the granulate at the stage of its sulfatization and then dumped into the dump with the mother liquor from the stage of deposition of the beryllium crude hydroxide ) In addition, the prototype method requires the use of expensive soda ash when melting a mixture of BK with BFFK.
Задачей заявляемого изобретения является разработка способа переработки смеси БК с БФФК, обеспечивающего: 1) переработку указанной смеси без использования дорогостоящей кальцинированной соды; 2) утилизацию фтора из данной смеси.The objective of the invention is the development of a method of processing a mixture of BC with BFFK, providing: 1) processing of this mixture without the use of expensive soda ash; 2) utilization of fluorine from this mixture.
Сущность заявляемого способа переработки смеси бериллиевых концентратов заключается в том, что в отличие от известного способа-прототипа, включающего активацию смеси, сульфатизацию активированной смеси серной кислотой, выщелачивание сульфатизированной смеси, разделение пульпы выщелачивания на раствор сульфата бериллия и кек, осаждение гидроксида бериллия из раствора, согласно заявляемому изобретению активацию смеси выполняют путем ее измельчения до получения рентгеноаморфного продукта с крупностью частиц менее 5 мкм, активированную смесь сульфатизируют в течение 45 мин при температуре 100÷110°C с непрерывным механическим удалением продуктов реакции с поверхности частиц активированной смеси и затем не менее 2 ч при температуре 280÷300°C.The essence of the proposed method for processing a mixture of beryllium concentrates is that, in contrast to the known prototype method, which includes activating the mixture, sulfating the activated mixture with sulfuric acid, leaching the sulfated mixture, separating the leaching pulp into a solution of beryllium sulfate and cake, precipitating beryllium hydroxide from the solution, according to the claimed invention, the activation of the mixture is carried out by grinding it to obtain an x-ray amorphous product with a particle size of less than 5 microns, activated The mixture is sulfated for 45 min at a temperature of 100 ÷ 110 ° C with continuous mechanical removal of the reaction products from the surface of the particles of the activated mixture and then for at least 2 hours at a temperature of 280 ÷ 300 ° C.
Решение поставленной задачи и достижение соответствующих технических результатов обеспечиваются тем, что в известном способе переработки смеси бериллиевых концентратов, включающем активацию смеси, сульфатизацию активированной смеси серной кислотой, выщелачивание сульфатизированной смеси, разделение пульпы выщелачивания на раствор сульфата бериллия и кек, осаждение гидроксида бериллия из раствора, согласно заявляемому изобретению активацию смеси выполняют путем ее измельчения до получения рентгеноаморфного продукта с крупностью частиц менее 5 мкм, активированную смесь сульфатизируют в течение 45 мин при температуре 100÷110°C с непрерывным механическим удалением продуктов реакции с поверхности частиц активированной смеси и затем не менее 2 ч при температуре 280÷300°C.The solution of this problem and the achievement of relevant technical results are ensured by the fact that in the known method of processing a mixture of beryllium concentrates, including activating the mixture, sulfating the activated mixture with sulfuric acid, leaching the sulfated mixture, separating the leaching pulp into a solution of beryllium sulfate and cake, precipitating beryllium hydroxide from the solution, according to the claimed invention, the activation of the mixture is performed by grinding it to obtain an x-ray amorphous product with a particle size particles less than 5 microns, the activated mixture is sulfated for 45 minutes at a temperature of 100 ÷ 110 ° C with continuous mechanical removal of reaction products from the surface of the particles of the activated mixture and then at least 2 hours at a temperature of 280 ÷ 300 ° C.
Согласно заявляемому способу в процессе активации смеси БК с БФФК путем ее измельчения происходит разрушение кристаллических решеток и увеличение удельной поверхности содержащихся в ней минералов (механоактивация минералов), что повышает их химическую активность и обеспечивает в дальнейшем возможность глубокого вскрытия активированной таким образом смеси концентратов 93%-ной серной кислотой при температуре 280÷300°C, с образованием водорастворимого сульфата бериллия и газообразного фторида кремния. Газообразный фторид кремния выводится из зоны реакции и утилизируется в отдельном аппарате в виде кремнефтористоводородной кислоты. За счет обесфторивания смеси концентратов в процессе ее вскрытия серной кислотой на операции выщелачивания обеспечивается получение раствора сульфата бериллия с низким содержанием фтора, что позволяет в дальнейшем повысить полноту осаждения бериллия из сульфатного раствора в гидроксид бериллия. За счет повышения извлечения бериллия из раствора в гидроксид заявляемый способ позволяет повысить извлечение бериллия из смеси БК с БФФК в гидроксид бериллия.According to the claimed method, in the process of activation of a mixture of BC with BFK by grinding it, the crystal lattices are destroyed and the specific surface area of the minerals contained in it (mechanical activation of minerals) is increased, which increases their chemical activity and further provides the possibility of deep opening of the mixture of concentrates so activated 93% sulfuric acid at a temperature of 280 ÷ 300 ° C, with the formation of water-soluble beryllium sulfate and gaseous silicon fluoride. Gaseous silicon fluoride is removed from the reaction zone and disposed of in a separate apparatus in the form of hydrofluoric acid. Due to the defluorination of the concentrate mixture during its opening with sulfuric acid during the leaching operation, a solution of beryllium sulfate with a low fluorine content is obtained, which further improves the completeness of the deposition of beryllium from the sulfate solution into beryllium hydroxide. By increasing the extraction of beryllium from a solution into hydroxide, the inventive method allows to increase the extraction of beryllium from a mixture of BK with BFK in beryllium hydroxide.
Пример осуществления способаAn example of the method
Заявляемый способ осуществляют путем приготовления смеси БК и БФФК, массовое соотношение которых в смеси составляет 1:3,4. Химический состав использованных БК и БФФК представлен в табл.1.The inventive method is carried out by preparing a mixture of BK and BFK, the mass ratio of which in the mixture is 1: 3.4. The chemical composition of the used BC and BFFC are presented in table 1.
Навеску полученной смеси БК и БФФК массой 50 г, содержащую 1,77 г бериллия, измельчают (механоактивируют) в планетарной мельнице с получением рентгеноаморфного продукта. Сухую измельченную смесь обрабатывают 93%-ной серной кислотой с расходом кислоты 0,8 мл на 1 г смеси. Полученную реакционную массу сульфатизируют, выдерживая смесь вначале 45 мин при температуре 100÷110°C (непрерывно растирая пестиком), затем не менее 2 ч при температуре 280÷300°C. При этом газообразный фторид кремния абсорбируют в отдельном аппарате с получением кремнефтористоводородной кислоты.A portion of the resulting mixture of BK and BFKA weighing 50 g, containing 1.77 g of beryllium, is ground (mechanically activated) in a planetary mill to obtain an X-ray amorphous product. The dry crushed mixture is treated with 93% sulfuric acid with an acid flow rate of 0.8 ml per 1 g of the mixture. The resulting reaction mass is sulfated, keeping the mixture for 45 minutes at a temperature of 100 ÷ 110 ° C (continuously grinding with a pestle), then for at least 2 hours at a temperature of 280 ÷ 300 ° C. In this case, gaseous silicon fluoride is absorbed in a separate apparatus to obtain hydrofluoric acid.
В процессе сернокислотного вскрытия активированной смеси концентратов расход серной кислоты, растирание реакционной массы, температурный режим и длительность данного процесса назначают исходя из получения требуемой полноты вскрытия смеси концентратов.In the process of sulfuric acid opening of an activated mixture of concentrates, the consumption of sulfuric acid, grinding of the reaction mixture, the temperature regime and the duration of this process are determined on the basis of obtaining the required completeness of opening the mixture of concentrates.
Сульфатизированный продукт выщелачивают водой при Т:Ж=1:5 (по исходной смеси) при температуре 95÷100°C в течение 20 мин. Сернокислую пульпу с операции выщелачивания нейтрализуют 8÷10%-ным раствором аммиака до pH 3,5, после чего фильтруют. Полученный после фильтрования кек подвергают двукратной фильтр-репульпационной отмывке водным раствором сульфата аммония, подкисленным серной кислотой до pH 3,5 при Т:Ж=1:7 (по исходной смеси), температуре 80÷90°C в течение 15 мин. Отмытый кек сушат до постоянного веса, анализируют на содержание бериллия, после чего по остаточному количеству бериллия в кеке определяют полноту извлечения бериллия из концентрата. Из сульфатного раствора раствором аммиака осаждают черновой гидроксид бериллия.The sulfated product is leached with water at T: W = 1: 5 (in the initial mixture) at a temperature of 95 ÷ 100 ° C for 20 minutes. Sulfuric acid pulp from the leaching operation is neutralized with 8 ÷ 10% ammonia solution to a pH of 3.5, and then filtered. The cake obtained after filtering is subjected to double filter-repulpative washing with an aqueous solution of ammonium sulfate, acidified with sulfuric acid to pH 3.5 at T: W = 1: 7 (in the initial mixture), at a temperature of 80 ÷ 90 ° C for 15 minutes. The washed cake is dried to constant weight, analyzed for beryllium content, after which the completeness of beryllium extraction from the concentrate is determined by the residual beryllium in the cake. Beryllium crude hydroxide is precipitated from a sulfate solution with an ammonia solution.
Для сравнения с заявляемым изобретением получают сульфатизированный продукт по способу-прототипу. С этой целью готовят смесь БК и БФФК из расчета получения массового соотношения в смеси 1:(3,1÷3,7), содержащую 1,76÷1,78 г бериллия в навеске. К приготовленной смеси добавляют карбонат натрия, полученную шихту загружают в графитовый тигель и плавят при температуре 1350°C в течение 30 мин. Расплав сливают в холодную воду (температура воды 15°C), полученные гранулы высушивают и измельчают. Измельченный плав распульповывают в воде при соотношении Т:Ж=1:1. В полученную пульпу добавляют 93%-ную серную кислоту из расчета 0,8 мл кислоты на 1 г гранулята, образовавшуюся реакционную массу выдерживают в течение 5 мин при температуре 120°C. Переработку полученного таким образом сульфатизированного продукта выполняют аналогично переработке сульфатизированного продукта по заявляемому изобретению.For comparison with the claimed invention receive sulfated product by the prototype method. For this purpose, a mixture of BC and BFFC is prepared from the calculation of the mass ratio in the mixture 1: (3.1 ÷ 3.7), containing 1.76 ÷ 1.78 g of beryllium in a sample. Sodium carbonate is added to the prepared mixture, the resulting mixture is loaded into a graphite crucible and melted at a temperature of 1350 ° C for 30 minutes. The melt is poured into cold water (water temperature 15 ° C), the obtained granules are dried and crushed. The crushed melt is pulp in water at a ratio of T: W = 1: 1. In the resulting pulp add 93% sulfuric acid at the rate of 0.8 ml of acid per 1 g of granulate, the resulting reaction mass is kept for 5 min at a temperature of 120 ° C. The processing of the thus obtained sulfated product is carried out similarly to the processing of the sulfated product according to the claimed invention.
В табл.2 приведены результаты реализации заявляемого способа и, для сравнения, способа-прототипа.Table 2 shows the results of the implementation of the proposed method and, for comparison, the prototype method.
Из данных, представленных в табл.2, следует, что использование заявляемого способа в сравнении со способом-прототипом, позволяет на стадии сульфатизации смеси БК с БФФК обесфторивать ее на 98,5% (пример 1, табл.2) за счет извлечения фтора в виде газообразного фторида кремния. После абсорбции фторида кремния в отдельном аппарате может быть получена кремнефтористоводородная кислота. За счет удаления из смеси концентратов фтора и части кремния происходит его обогащение бериллием на 11%. Для сравнения, способ-прототип позволяет утилизировать лишь 6% фтора, содержащегося в смеси БК с БФФК (примеры 3, 4, табл.2).From the data presented in table 2, it follows that the use of the proposed method in comparison with the prototype method allows at the stage of sulfatization of the mixture of BC with BFFK to defluorize it by 98.5% (example 1, table 2) due to the extraction of fluorine in in the form of gaseous silicon fluoride. After absorption of silicon fluoride in a separate apparatus, hydrofluoric acid can be obtained. By removing fluorine concentrates and part of silicon from the mixture, it is enriched with beryllium by 11%. For comparison, the prototype method allows you to utilize only 6% of the fluorine contained in the mixture of BK with BFFK (examples 3, 4, table 2).
Кроме того, в заявляемом способе, по сравнению со способом-прототипом, при подготовке шихты не используется дорогостоящая кальцинированная сода, добавка которой, по способу-прототипу, достигает 10% к массе смеси БК с БФФК (примечание 2 и 3, табл.2).In addition, in the claimed method, in comparison with the prototype method, the preparation of the charge does not use expensive soda ash, the addition of which, according to the prototype method, reaches 10% by weight of the mixture of BC with BFFK (note 2 and 3, table 2) .
Как видно из табл.2, использование заявляемого способа обеспечивает максимальное извлечение бериллия из смеси БК с БФФК в черновой гидроксид бериллия, достигаемое по способу-прототипу, т.е. 96% (примеры 1, 3 и 4, табл.2).As can be seen from table 2, the use of the proposed method provides the maximum extraction of beryllium from a mixture of BK with BFK in rough beryllium hydroxide, achieved by the prototype method, i.e. 96% (examples 1, 3 and 4, table 2).
Источники информацииInformation sources
1. Журкова З.А., Матясова В.Е., Матясов Н.Г., Самойлов В.И. Способ извлечения бериллия из бериллийсодержащих концентратов. Патент РФ 2107742. 1998. Бюл. №9.1. Zhurkova Z.A., Matyasova V.E., Matyasov N.G., Samoilov V.I. A method of extracting beryllium from beryllium-containing concentrates. RF patent 2107742. 1998. Bull. No. 9.
2. Аксютенко B.C., Кочнев В.В., Ошлаков С.П., Самойлов В.И., Сырнев Б.В., Франц Е.В., Цораева С.Г., Шахворостов Ю.В. Способ извлечения бериллия из берилловых концентратов. Патент РФ 2313489. 2007. Бюл. №36.2. Aksyutenko B.C., Kochnev V.V., Oshlakov S.P., Samoilov V.I., Syrnev B.V., Franz E.V., Tsoraeva S.G., Shakhvorostov Yu.V. A method of extracting beryllium from beryl concentrates. RF patent 2313489. 2007. Bull. Number 36.
3. Дьячков Б.А., Леваневский И.О., Переседов А.В., Романов В.А., Самойлов В.И., Сосунов Ю.М. Способ переработки бертрандит-фенакит-флюоритовых концентратов. Патент РФ 2324653. 2008. Бюл. №14.3. Dyachkov B.A., Levanevsky I.O., Peresedov A.V., Romanov V.A., Samoilov V.I., Sosunov Yu.M. A method of processing bertrandite-phenakite-fluorite concentrates. RF patent 2324653. 2008. Bull. Number 14.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013153656/02A RU2546945C1 (en) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | Method of processing beryllium concentrate mixture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013153656/02A RU2546945C1 (en) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | Method of processing beryllium concentrate mixture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2546945C1 true RU2546945C1 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=53296118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013153656/02A RU2546945C1 (en) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | Method of processing beryllium concentrate mixture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2546945C1 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2162323A (en) * | 1935-06-20 | 1939-06-13 | Degussa | Process for the recovery of beryllium compounds |
| US3375060A (en) * | 1964-07-31 | 1968-03-26 | Dow Chemical Co | Method of producing hydrogen fluoride and solubilized beryllium |
| US4729881A (en) * | 1986-12-16 | 1988-03-08 | Fmc Corporation | Hydrometallurgical process for the production of beryllium |
| WO2004044253A2 (en) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Mti - Metal Technologies Israel Ltd. | Method of leaching beryllium from beryllium-containing ores using fluosilicic acid |
| WO2004043862A1 (en) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Mti - Metal Technologies Israel Ltd. | Method of leaching beryllium values using hydrofluoric acid |
| RU2309122C2 (en) * | 2006-02-20 | 2007-10-27 | Акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" | Method of processing beryllium-containing concentrates |
| RU2313489C2 (en) * | 2006-02-14 | 2007-12-27 | Республиканское государственное казенное предприятие "Восточно-Казахстанский государственный технический Университет им. Д. Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан" | Method of extraction of beryllium from beryllium concentrates |
| RU2324653C2 (en) * | 2006-02-14 | 2008-05-20 | Республиканское государственное казенное предприятие "Восточно-Казахстанский государственный технический Университет им. Д. Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан" | Method of bertrandite-phenacite-fluorite concentrate processing |
-
2013
- 2013-12-03 RU RU2013153656/02A patent/RU2546945C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2162323A (en) * | 1935-06-20 | 1939-06-13 | Degussa | Process for the recovery of beryllium compounds |
| US3375060A (en) * | 1964-07-31 | 1968-03-26 | Dow Chemical Co | Method of producing hydrogen fluoride and solubilized beryllium |
| US4729881A (en) * | 1986-12-16 | 1988-03-08 | Fmc Corporation | Hydrometallurgical process for the production of beryllium |
| WO2004044253A2 (en) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Mti - Metal Technologies Israel Ltd. | Method of leaching beryllium from beryllium-containing ores using fluosilicic acid |
| WO2004043862A1 (en) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Mti - Metal Technologies Israel Ltd. | Method of leaching beryllium values using hydrofluoric acid |
| RU2313489C2 (en) * | 2006-02-14 | 2007-12-27 | Республиканское государственное казенное предприятие "Восточно-Казахстанский государственный технический Университет им. Д. Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан" | Method of extraction of beryllium from beryllium concentrates |
| RU2324653C2 (en) * | 2006-02-14 | 2008-05-20 | Республиканское государственное казенное предприятие "Восточно-Казахстанский государственный технический Университет им. Д. Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан" | Method of bertrandite-phenacite-fluorite concentrate processing |
| RU2309122C2 (en) * | 2006-02-20 | 2007-10-27 | Акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" | Method of processing beryllium-containing concentrates |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| GB1252081 A,, 03.11.1971 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6687608B2 (en) | Collection method | |
| ES2929719T3 (en) | Lithium recovery from phosphate ores | |
| RS61569B1 (en) | Methods for treating lithium-containing materials | |
| MXPA03000209A (en) | Production of zinc oxide from acid soluble ore using precipitation method. | |
| CN107344725B (en) | Sulfuric acid straight dipping process extracts the preparation process of elemental lithium in lithium ore | |
| RU2519692C1 (en) | Extraction of rare-earth elements from hard materials containing rare-earth metals | |
| RU2546945C1 (en) | Method of processing beryllium concentrate mixture | |
| AU2016101526B4 (en) | Recovery Process | |
| RU2547060C1 (en) | Method of combined processing of beryllium concentrates | |
| RU2356961C2 (en) | Method of lithium extraction from mineral raw materials | |
| RU2546952C1 (en) | Method of working of lithium concentrates mixture | |
| RU2313489C2 (en) | Method of extraction of beryllium from beryllium concentrates | |
| RU2319755C2 (en) | Method used for extraction of lithium out of the lepidolithium concentrate | |
| RU2324653C2 (en) | Method of bertrandite-phenacite-fluorite concentrate processing | |
| RU2634559C1 (en) | Lepidolithic concentrate processing method | |
| RU2566414C1 (en) | Method of producing potassium sulphate from polyhalite ore | |
| RU2299253C2 (en) | Method of extraction of lithium from the mixture of the lepidolite and spodumene concentrates | |
| RU2646296C1 (en) | Lepidolithic concentrate processing method | |
| RU2353582C2 (en) | Method of obtaining berillium hydroxide | |
| RU2350562C2 (en) | Method of beryllium recovery from beryllium concentrates | |
| RU2309122C2 (en) | Method of processing beryllium-containing concentrates | |
| RU2317256C2 (en) | Process of production of cryolite from aluminum-containing crude ore | |
| RU2371492C2 (en) | Extraction method of lithium from spodumene-containing beryllium concentrate | |
| RU2561402C2 (en) | Mixture for producing beryllium sulphate from mixture of beryllium concentrates | |
| RU2354727C2 (en) | Method of berillium extraction from raw mineral material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151204 |