RU2769684C1 - Способ переработки цирконового концентрата - Google Patents
Способ переработки цирконового концентрата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769684C1 RU2769684C1 RU2021132431A RU2021132431A RU2769684C1 RU 2769684 C1 RU2769684 C1 RU 2769684C1 RU 2021132431 A RU2021132431 A RU 2021132431A RU 2021132431 A RU2021132431 A RU 2021132431A RU 2769684 C1 RU2769684 C1 RU 2769684C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ammonium
- concentrate
- solution
- temperature
- hours
- Prior art date
Links
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 37
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N ammonium fluoride Chemical compound [NH4+].[F-] LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229960001866 silicon dioxide Drugs 0.000 claims abstract description 22
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 22
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 11
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 10
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 8
- LRCFXGAMWKDGLA-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;hydrate Chemical compound O.O=[Si]=O LRCFXGAMWKDGLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229960004029 silicic acid Drugs 0.000 claims abstract description 7
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 6
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 abstract description 4
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- OMQSJNWFFJOIMO-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrafluoride Chemical compound F[Zr](F)(F)F OMQSJNWFFJOIMO-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- LXPCOISGJFXEJE-UHFFFAOYSA-N oxifentorex Chemical compound C=1C=CC=CC=1C[N+](C)([O-])C(C)CC1=CC=CC=C1 LXPCOISGJFXEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910019975 (NH4)2SiF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-8-nitroquinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC(OC)=CC([N+]([O-])=O)=C21 MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017665 NH4HF2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 229910006501 ZrSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- HUOJAJIXHLNXLN-UHFFFAOYSA-N fluoro hypofluorite zirconium Chemical compound [Zr].FOF HUOJAJIXHLNXLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MDQRDWAGHRLBPA-UHFFFAOYSA-N fluoroamine Chemical group FN MDQRDWAGHRLBPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- SHXXPRJOPFJRHA-UHFFFAOYSA-K iron(iii) fluoride Chemical compound F[Fe](F)F SHXXPRJOPFJRHA-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G25/00—Compounds of zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/02—Roasting processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
- C22B34/14—Obtaining zirconium or hafnium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии редких металлов, а именно к способам переработки цирконового концентрата, и может быть использовано для получения бадделеитового концентрата – сырья для производства цирконийсодержащих продуктов: керамического диоксида циркония и металлического циркония и его сплавов, а также диоксида кремния в виде товарного продукта. Используют предварительно активированный цирконовый концентрат, который перемешивают с 10-40% раствором гидродифторида аммония при массовом соотношении концентрата к раствору гидродифторида аммония как 1:(5-20) при температуре от 25°С до 90°С в течение 1 – 4 ч, улавливая при этом аммиак водой с получением водного раствора аммиака. Отфильтрованный от полученной пульпы твердый осадок сушат при температуре 60-80°С в течение 2-6 ч, а затем обжигают его при 600-900°С в течение 1-4 ч, получая бадделеитовый концентрат. Отходящие газы улавливают водой и объединяют с раствором фторида аммония после последующей фильтрации суспензии диоксида кремния. Фильтрат обрабатывают водным раствором аммиака. Полученную суспензию гидратированного диоксида кремния фильтруют, а осадок прокаливают при температуре 500-800°С в течение 2-6 ч, получая диоксид кремния в виде продукта. При этом отходящие газы улавливают водой с получением гидродифторида аммония, который объединяют с раствором фторида аммония после фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния и с раствором, полученным после улавливания газов при сушке и обжиге осадка пульпы. Объединенные растворы фторидов аммония упаривают при температуре 130-170°С, получая кристаллический гидродифторид аммония для фторирования новой порции исходного концентрата. Способ обеспечивает переработку цирконового концентрата с получением товарной продукции - диоксида кремния и бадделеитового концентрата по замкнутой схеме. 3 пр.
Description
Изобретение относится к металлургии редких металлов, а именно к способам переработки цирконового концентрата, и может быть использовано для получения бадделеитового концентрата – сырья для производства цирконийсодержащих продуктов: керамического диоксида циркония и металлического циркония и его сплавов, а также диоксида кремния в виде товарного продукта.
Известен способ переработки цирконового концентрата [Л.Г. Нехамкин. «Металлургия Циркония и гафния». М: «Металлургия», 1979 С. 26] который включает обескремнивания активированного цирконового концентрата в электродуговой печи с помощью 50%-ного раствора гидроксида натрия при 120°С в течение 1 ч с переводом кремния в раствор в виде силиката натрия, последующим центрифугированием и получением обескремненного диоксида кремния, фактически являющегося бадделеитовым концентратом.
Реализация данного способа сопровождается безвозвратными потерями гидроксида натрия, что в свою очередь требует организации перманентного производства данного реагента.
Известен способ переработки циркона [RU 2434956 C2, МПК C22B 34/14 (2006.01), C22B1/16 (2006.01), C22B3/10 (2006.01), опубл. 27.11.2011)], который включает смешивание циркона с раствором хлорида магния с образованием пульпы, которую подвергают распылительному обжигу с образованием газообразной смеси паров воды и хлористого водорода и твердой смеси циркона и оксида магния. Смесь спекают при 125÷1300°С с получением пека. Пек обрабатывают соляной кислотой с получением суспензии, которую нагревают при 107±5°С до величины рН, равной 6,5÷7,0 с образованием твердого продукта, состоящего из диоксидов циркония, кремния и хлорида магния, который выщелачивают подкисленной водой с получением раствора хлорида магния и диссоциированного циркона - смеси ассоциированных диоксидов циркония и кремния. Смесь промывают водой, а затем обрабатывают водным раствором фторида аммония с образованием водного раствора гексафторосиликата аммония, паров аммиака и нерастворимого в водном растворе фторида аммония диоксида циркония, который промывают и сушат с получением товарного продукта в виде технического диоксида циркония. Фильтрат насыщают парами аммиака с получением пульпы, состоящей из водного раствора фторида аммония и гидратированного диоксида кремния, который промывают и сушат с получением товарного продукта в виде гидратированного диоксида кремния.
Данный способ позволяет получить товарные продукты - технический диоксид циркония и гидратированный диоксид кремния по замкнутой технологической схеме.
Известен способ переработки цирконового концентрата [RU 2048559 C1, МПК C22B34/14 (1995.01) опубл. 20.11.1995)], выбранный в качестве прототипа, который включает смешивание цирконового концентрата с гидродифторидом аммония в массовом соотношении 1:2,3-2,6 и температуре 50-190°С в течение 3-72 часов. Фторирование протекает в три стадии с образованием комплексных солей.
ZrO2 + 3,5NH4HF2 → (NH4)3ZrF7 + 0,5NH3 + 2H2O
SiO2 + 3,5NH4HF2 → (NH4)3SiF7 + 0,5NH3 + 2H2O
ZrSiO4 + 7NH4HF2 → (NH4)ZrF7 + (NH4)3SiF7 + NH3 + 4H2O
В газовую фазу переходят аммиак и пары воды.
Профторированный продукт нагревают без доступа воздуха до 330-650°С в течение 0,5-3 ч с одновременной конденсацией при 230-270°С гексафторосиликата аммония и при 25-150°С фторида аммония, с возвращением его на стадию фторивания.
Процесс возгонки гексафторосиликата аммония сопровождается одновременным термическим разложением фтораммониевых солей всех компонентов концентрата продуктов фторирования. При этом имеют место следующие процессы:
(NH4)3ZrF7 → ZrF4↑ + 3NH4F
(NH4)3SiF7 → (NH4)2SiF6↑ + NH4F
(NH4)3FeF6 → FeF3↑ + 3NH4F
Далее обескремненный продукт, содержащий тетрафторид циркония, примеси нелетучих фторидов металлов и частично оксифторид циркония, подвергают сухой перегонке без доступа воздуха либо в инертной атмосфере при температуре 900-1100°С в течение 4-5 ч с выделением путем конденсации при 250-850°С очищенного тетрафторида циркония. Полученный в результате перегонки тетрафторид циркония подвергают пирогидролизу при температуре 900-920°С в течение 0,5-1 ч и получают диоксид циркония моноклинной модификации.
В ходе всей переработки возможна регенерация основного и единственного реагента - гидродифторида аммония. Фактически только шлам при испарении тетрафторида циркония удерживает на себе не более 2% фтора, все остальные продукты (целевые и побочные) возвращают фтор и аммоний в форме фторида или гидродифторида аммония и аммиака в технологическую цепочку.
Техническим результатом заявляемого изобретения является создание способа переработки цирконового концентрата, позволяющего получить товарные продукты - бадделеитовый концентрат и диоксид кремния по замкнутой технологической схеме.
Предложенный способ переработки цирконового концентрата, также как в прототипе, включает его смешение с гидродифторидом аммония с получением аммиачной воды, которую улавливают для дальнейшего получения товарных диоксида циркония и диоксида кремния по замкнутому циклу с возвращением гидродифторида аммония в технологическую схему.
Согласно изобретению используют предварительно активированный цирконовый концентрат. Перемешивают его с 10-40% раствором гидродифторида аммония при массовом соотношении концентрата к раствору гидродифторида аммония как 1 : (5-20) при температуре от 25°С до 90°С в течение 1 – 4 часов. Отфильтрованный от полученной пульпы твердый осадок сушат при температуре 60-80°С в течение 2-6 часов, а затем обжигают при 600-900°С в течение 1-4 часов, получая бадделеитовый концентрат, при этом улавливают отходящие газы водой. Фильтрат обрабатывают водным раствором аммиака. Полученную суспензию гидратированного диоксида кремния фильтруют, а осадок прокаливают при температуре 500-800°С в течение 2-6 часов, получая диоксид кремния в виде продукта, при этом улавливают отходящие газы водой с получением фторидов аммония, которые объединяют с раствором фторида аммония после фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния и с раствором, полученным после улавливания газов при сушке и обжиге осадка пульпы. Объединенные растворы фторидов аммония упаривают при температуре 130-170°С, получая кристаллический гидродифторид аммония для фторирования новой порции исходного концентрата.
Режимы проведения предложенного способа обусловлены кинетикой процесса, в частности, увеличением скорости протекания реакций при нагревании. Увеличение температуры, при которой перемешивают термически активированный цирконовый концентрат с раствором гидродифторида аммония, свыше 90°С и увеличение концентрации гидродифторида аммония выше указанной, ведет к снижению скорости диффузии компонентов, что в свою очередь снижает скорость протекания всего процесса. Рост температуры также активирует протекание реакции образования гексафтороцирконата аммония, что в последующем, отрицательно сказывается на разделении циркония и кремния. Использование более низких температур и концентраций является нерациональным решением ввиду необходимости организации дополнительного охлаждения системы, что также влечет за собой низкую эффективность процесса.
Сушка и последующий обжиг твердого осадка при 600-900°С в течение 1-4 часов позволяет получить бадделеитовый концентрат с повышенной концентрацией циркония. Все газы после обжига направляют на улавливание водой и последующее упаривание раствора фторида аммония.
Прокаливание осадка, полученного после фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния, при температуре 500-800°С в течение 2-6 часов, позволяет получить диоксид кремния в виде продукта, который может быть использован в металлургии, например, для получения ферросилиция. Все газы после прокаливания направляют на улавливание водой и последующее упаривание раствора фторидов аммония.
Раствор фторида аммония, полученный в результате смешения растворов после фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния и уловленных водой газов после обжига, упаривают при температуре 130-170°С.
Регенерация фторидов аммония позволяет организовать безотходное производство, что согласуется с современными тенденциями развития технологии переработки минерального и техногенного сырья.
Бадделеитовый концентрат, полученный предложенным способом, содержит 80,10-92,01% ZrO2, а доля диоксида кремния в сырье снижена с 23,21% до 1,67-6,32%.
Пример 1
Термически активированный в плазмотроне цирконовый концентрат (Zirco+), произведенный в OOO «Технокерамика» в соответствии с СТО 68051575.003-2017, содержащий ZrO2 – 70,29%; SiO2 – 23,21%; прочие попутные примеси – 6,5%, смешали в тефлоновом стакане с 30% раствором гидродифторида аммония (NH4НF2). Массовое соотношение исходного концентрата к раствору гидродифторида аммония составляло 1 к 5. Перемешивание пульпы осуществляли электромагнитной мешалкой с подогревом. Процесс вели в течение 3 часов при температуре смеси 90°С в ходе чего протекает реакция:
SiO2 + 3NH4НF2 → (NH4)2SiF6 + NH3 + 2H2O.
Диоксид циркония, в условиях проведения реакции, остается инертным.
По окончании времени процесса, посредством фильтрации отделили осадок от раствора и сушили его в муфельной печи при температуре 80°С в течение 4 часов. Осадок содержал: ZrO2 – 83,68%; SiO2 – 1,76%; прочие попутные примеси – 14,56%.
Пары воды и аммиака улавливали с получением аммиачной воды.
Последующий обжиг осадка при 700°С в муфельной печи в течение 3 часов позволил получить бадделеитовый концентрат со следующим составом в пересчете на оксиды: ZrO2 – 92,01%; SiO2 – 1,67%; прочие попутные примеси – 6,32%. Отходящие при этом газы направляли на смешение с водой для доулавливания остаточных фторидов аммония.
Полученный после фильтрации пульпы раствор обрабатывали водным раствором аммиака с концентрацией, равной 25%. Образовавшуюся суспензию гидратированного диоксида кремния фильтровали и получили осадок гидратированного диоксида кремния, который направили в муфельную печь на прокаливание при температуре 600°С в течение 6 часов с получением диоксида кремния в качестве продукта.
Раствор фторида аммония, полученный после фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния, смешивали с раствором фторида аммония, полученным после доулавливания остаточных фторидов аммония, а затем упаривали в тефлоновом стакане в муфельной печи при температуре 150°С, получив кристаллический гидродифторид аммония, который может быть использован для переработки новой партии сырья.
Пример 2
Термически активированный в плазмотроне цирконовый концентрат такого же состава, как в примере 1, смешали с 40% раствором гидродифторида аммония при массовом соотношении твердого к жидкому, как 1 к 10. Выщелачивание проводили в течение 4 часов при температуре 25°С. Выделяющийся аммиак улавливали водой с получением водного раствора аммиака.
Полученный после фильтрации пульпы осадок сушили при 70°С в течение 2 часов. Осадок содержал: ZrO2 – 79,62%; SiO2 – 4,67%; прочие попутные примеси – 15,71%.
Дальнейший обжиг проводили при 900°С в течение 4 часов. Состав полученного бадделеитового концентрата: ZrO2 – 88,06%; SiO2 – 4,23%; прочие попутные примеси – 7,71%. Все газы после обжига направляли на улавливание водой и последующее упаривание раствора фторида аммония.
Получение диоксида кремния осуществляли прокаливанием осадка, полученного при фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния при 800°С в течение 2 часов. Все газы после прокаливания осадка направляли на улавливание водой и последующее упаривание раствора фторида аммония.
Регенерацию гидродифторида аммония осуществляли упариванием раствора фторида аммония при температуре 170°С в муфельной печи.
Пример 3
Отличается от предыдущих примеров тем, что термически активированный в плазмотроне цирконовый концентрат смешивали с 10% раствором гидродифторида аммония при массовом соотношении твердого к жидкому как 1 к 20. Выщелачивание проводили в течение 1 часа при температуре 60°С.
Последующий осадок сушили при 60°С в течение 6 часов. Осадок содержал: ZrO2 – 80,10%; SiO2 – 7,18%; прочие попутные примеси – 12,72%.
Дальнейший обжиг проводили при 600°С в течение 1 часа. Состав полученного бадделеитового концентрата: ZrO2 – 86,10%; SiO2 – 6,32%; прочие попутные примеси – 7,58%.
Получение диоксида кремния осуществляли прокаливанием при 500°С в течение 3 часов.
Регенерацию гидродифторида аммония осуществляли при температуре 130°С.
Claims (1)
- Способ переработки цирконового концентрата, включающий его смешение с гидродифторидом аммония с получением аммиачной воды, которую улавливают для дальнейшего получения товарных диоксида циркония и диоксида кремния по замкнутому циклу с возвращением гидродифторида аммония в технологическую схему, отличающийся тем, что используют предварительно активированный цирконовый концентрат, перемешивают его с 10-40% раствором гидродифторида аммония при массовом соотношении концентрата к раствору гидродифторида аммония как 1:(5-20) при температуре от 25°С до 90°С в течение 1–4 ч, отфильтрованный от полученной пульпы твердый осадок сушат при температуре 60-80°С в течение 2-6 ч, а затем обжигают при 600-900°С в течение 1-4 ч с получением бадделеитового концентрата, при этом улавливают отходящие газы водой, фильтрат обрабатывают водным раствором аммиака, полученную суспензию гидратированного диоксида кремния фильтруют, а осадок прокаливают при температуре 500-800°С в течение 2-6 ч с получением диоксида кремния в виде продукта, при этом улавливают отходящие газы водой с получением фторидов аммония, которые объединяют с раствором фторида аммония после фильтрации суспензии гидратированного диоксида кремния и с раствором, полученным после улавливания газов при сушке и обжиге осадка пульпы, объединенные растворы фторидов аммония упаривают при температуре 130-170°С с получением кристаллического гидродифторида аммония для фторирования новой порции исходного концентрата.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021132431A RU2769684C1 (ru) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | Способ переработки цирконового концентрата |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021132431A RU2769684C1 (ru) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | Способ переработки цирконового концентрата |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2769684C1 true RU2769684C1 (ru) | 2022-04-05 |
Family
ID=81076239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021132431A RU2769684C1 (ru) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | Способ переработки цирконового концентрата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2769684C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2048559C1 (ru) * | 1993-06-15 | 1995-11-20 | Институт химии Дальневосточного отделения РАН | Способ переработки циркониевого концентрата |
| RU2365647C1 (ru) * | 2008-02-19 | 2009-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ переработки титансодержащего сырья |
| WO2011013085A1 (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-03 | The South African Nuclear Energy Corporation Limited | Treatment of zirconia-based material with ammonium bi-fluoride |
| RU2576710C1 (ru) * | 2014-10-08 | 2016-03-10 | ЭкоЛайв Текнолоджис Лимитед | Способ бифторидной переработки редкого и редкоземельного минерального сырья |
-
2021
- 2021-11-09 RU RU2021132431A patent/RU2769684C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2048559C1 (ru) * | 1993-06-15 | 1995-11-20 | Институт химии Дальневосточного отделения РАН | Способ переработки циркониевого концентрата |
| RU2365647C1 (ru) * | 2008-02-19 | 2009-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ переработки титансодержащего сырья |
| WO2011013085A1 (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-03 | The South African Nuclear Energy Corporation Limited | Treatment of zirconia-based material with ammonium bi-fluoride |
| RU2576710C1 (ru) * | 2014-10-08 | 2016-03-10 | ЭкоЛайв Текнолоджис Лимитед | Способ бифторидной переработки редкого и редкоземельного минерального сырья |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СМОРОКОВ А.А. и др. Получение диоксида циркония с использованием фторидов аммония., Ползуновский вестник., 2017, N3, с.126-130. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2058408C1 (ru) | Способ переработки титансодержащего минерального сырья | |
| RU2554136C2 (ru) | Способ получения глинозема | |
| JPH09278444A (ja) | 酸素吸収放出能を有する複合酸化物及びその製造法 | |
| RU2365647C1 (ru) | Способ переработки титансодержащего сырья | |
| CA1302047C (en) | Method for producing titanium fluoride | |
| RU2602124C1 (ru) | Способ очистки зольного графита | |
| CN105036739B (zh) | 用钇稳定氧化锆固体废料制备锆钇和锆铝复合粉体的方法 | |
| CN102625779B (zh) | 用二氟化铵处理基于二氧化锆的物质 | |
| JPH01126220A (ja) | 冶金品位のアルミナの製造方法 | |
| KR101523978B1 (ko) | 미네랄의 처리 | |
| RU2624749C2 (ru) | Способ получения оксида бериллия и металлического бериллия | |
| RU2769684C1 (ru) | Способ переработки цирконового концентрата | |
| RU2386713C1 (ru) | Способ переработки цирконийсодержащего сырья | |
| CA1122416A (en) | Method of extracting columbium-tantalum values from pyrochlore ores | |
| RU2136771C1 (ru) | Способ переработки титансодержащего минерального сырья | |
| RU2048559C1 (ru) | Способ переработки циркониевого концентрата | |
| RU2780207C1 (ru) | Способ переработки полиметаллического шлака | |
| RU2120487C1 (ru) | Способ переработки золотосодержащего сырья | |
| RU2390572C1 (ru) | Способ переработки кварц-лейкоксеновых концентратов | |
| RU2768386C1 (ru) | Способ переработки кварц-лейкоксенового концентрата | |
| CN104736482B (zh) | 生产氧化铝的方法 | |
| RU2667932C1 (ru) | Способ переработки монацитового сырья | |
| AU2005230943A1 (en) | F-treatment of titanium materials | |
| RU2434956C2 (ru) | Способ переработки циркона с получением диоксида циркония | |
| CN105197938B (zh) | 酸热法处理低品铝土矿的综合利用方法 |