CZ2020139A3 - Způsob sdružené produkce technického silikátu a sloučenin alkalických kovů, zejména lithia - Google Patents
Způsob sdružené produkce technického silikátu a sloučenin alkalických kovů, zejména lithia Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2020139A3 CZ2020139A3 CZ2020-139A CZ2020139A CZ2020139A3 CZ 2020139 A3 CZ2020139 A3 CZ 2020139A3 CZ 2020139 A CZ2020139 A CZ 2020139A CZ 2020139 A3 CZ2020139 A3 CZ 2020139A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- alkali metal
- metal compounds
- mixture
- silicate
- alkali
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D15/00—Lithium compounds
- C01D15/04—Halides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D3/04—Chlorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D3/04—Chlorides
- C01D3/08—Preparation by working up natural or industrial salt mixtures or siliceous minerals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/364—Avoiding environmental pollution during cement-manufacturing
- C04B7/365—Avoiding environmental pollution during cement-manufacturing by extracting part of the material from the process flow and returning it into the process after a separate treatment, e.g. in a separate retention unit under specific conditions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/60—Methods for eliminating alkali metals or compounds thereof, e.g. from the raw materials or during the burning process; methods for eliminating other harmful components
-
- 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
- C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
- C22B26/10—Obtaining alkali metals
- C22B26/12—Obtaining lithium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Způsob sdružené produkce technického silikátu a sloučenin alkalických kovů, při kterém směs tvořená- surovinou a/nebo koncentrátem alumosilikátových minerálů s obsahem alkalických kovů včetně lithiaa činidly, která obsahují- alespoň jednu látku ze skupiny uhličitanů, oxidů, hydroxidů, síranů a chloridů kovů alkalických zemin, zejména Ca a Mg,- alespoň jednu látku schopnou během termického procesu uvolnit nebo vytvořit chloridové anionty, a to nejvýše v množství odpovídajícím molárně stechiometrickému poměru 1:1 k sumě kationtů alkalických kovů ve směsise podrobí termickému zpracování do teplot 1700 °C, během nějž se z pecní atmosféry odebírají vytékané sloučeniny alkalických kovů a na jehož konci vytéká z pece technický silikát. Přitom celkový obsah kovů alkalických zemin, zejména Ca a Mg, v surovinové směsi alumosilikátu a v činidlech přepočtený na obsah oxidů je menší než 20 % hmotn, přičemž se při daném složení vstupní směsi, nastavením teploty výpalu a času setrvání taveniny v žárovém pásu, jakož i regulací množství spalin s parami vytékaných sloučenin alkalických kovů odebraných z pecní atmosféry řídí poměr mezi obsahem alkálií v technickém silikátu a množstvím alkálií, zejména KCl, LiCl a RbCl, získaných jejich vytékáním.
Description
Způsob sdružené produkce technického silikátu a sloučenin alkalických kovů, zejména lithia
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu bezodpadového zpracování hornin obsahujících alkalické kovy, zejména lithium, při kterém se získává hodnotný stavební materiál - technický silikát a zároveň rozpustné soli alkalických kovů.
Dosavadní stav techniky
Je známo několik způsobů získávání alkalických kovů - lithia, sodíku, draslíku rubidia a cesia - ze silikátových, alumosilikátových, fosfátových a dalších hornin, jako jsou cinvaldit, lepidolit, spodumen, petalit apod. Patří sem v zásadě vyluhování v autoklávu, spékání a ostatní způsoby.
Vyluhování v autoklávu, tedy za zvýšené teploty a tlaku, probíhá buď v kyselém prostředí zředěných H2SO4, HC1 apod., nebo v alkalickém prostředí roztoků NaOH nebo Na2COs, anebo v neutrálním prostředí na bázi chloridů, síranů apod. Principiálně zde dochází v hydrotermálních podmínkách k disociaci struktury prvků obsažených v aniontové části molekuly, přičemž dojde k rozpouštění alkalických kovů. Nerozpustný silikátový, respektive alumosilikátový, zbytek sedimentuje ve formě kalu na dně autoklávu. V alkalickém prostředí se v hydrotermálních podmínkách rozpouští rovněž část silikátového anionu. Rozpuštěný S1O2 je následně z roztoku vysrážen pomocí CO2 ve formě křemičitého gelu. Nevýhoda způsobů vyluhování v autoklávu spočívá v nízké produktivitě. Zároveň vzniká značné množství velmi obtížně využitelného odpadu, tzv. silikátového nebo alumosilikátového loužence. Tento materiál končí v deponiích.
Spékací způsoby představují pravděpodobně nej rozšířenější cestu získávaní alkalických kovů. Jedná se o sintraci minerálů, které obsahují alkalické kovy, spolu s různými spékacími činidly. Jako spékací činidla jsou nej častěji využívány chloridy CaCL, NaCl, karbonáty CaCO,. CaMgCCL, MgCCh a Na2CC>3, oxidy CaO a MgO, sírany CaSO4 Na2SO4 a K2SO4, eventuálně NaOH a další. Časté je rovněž použití směsí výše uvedených činidel. Spékání nej častěji probíhá v rotačních pecích v teplotním režimu do 1150 °C. Během sintrace dochází k rozkladu silikátových, alumosilikátových či fosfátových minerálů a uvolnění alkalických kovů do rozpustné formy. Aniontová složka je oddělena v nerozpustné formě nebo se váže na aniontovou složku kovů alkalických zemin, přičemž vznikají nerozpustné křemičitany, hlinitokřemičitany či fosforečnany. Výsledkem je tzv. spečenec, který se následně louhuje ve vodném prostředí. Dle zvolené technologie a typu spečence produkt buďto přímo z pece vypadává do vody, kde dochází k samovolnému rozpadu, eventuálně je před loužením pomalu chlazen na vzduchu. V některých případech je nutno spečenec mlít. Po separaci alkalických kovů opět vzniká v podstatě nevyužitelný odpad, který je nutno deponovat.
Jak postupy s využitím hydrotermálního vyluhování, tak i postupy spékání a následného loužení jsou investičně i provozně náročné. V procesu spékání se vyvíjí značné množství emisí CO2. V obou případech pak vzniká enormní množství pevného, pouze obtížně využitelného odpadu, který často obsahuje zbytky činidel nutných pro spékání nebo loužení. Proto lze těmito metodami ve své podstatě průmyslově zpracovávat pouze rudy, které jsou na Li bohatší (např. polucitové, spodumenové nebo amblygonitové). Chudší silikátové rudy, jako cinvaldit, lepidolit, polylithionti, lithionit, Li-muskovit a další, nejsou dosud známými technologiemi efektivně ekonomicky a ekologicky zpracovatelné.
V CZ 306932 B6 se popisuje způsob získávání rozpustných solí vzácných alkalických kovů Li, Rb a Cs a to i z chudých koncentrátů silikátových minerálů. Minerál a/nebo směs minerálů se přidá k vápenci surovinové směsi pro výpal portlandského slínku před jejím mletím jako plná nebo částečná náhražka silikátové a/nebo železité korekce v množství 0,5 až 35 % hmota., vztaženo ke
CZ 2020 - 139 A3 hmotnosti CaO obsaženého v surovinové směsi pro výpal portlandského slínku. Výpal na portlandský slínek se provádí v cementářské peci vybavené chloridovým by-passem a předkalcinátorem. Spolu se spalinami vyhřívajícími cementářskou pec apředkalcinátor je přiváděn chlór v molámím poměru alespoň 1:1 vztaženo k sumě alkalických kovů extrahovaných ze surovinové směsi pro výpal portlandského slínku, pro zajištění přechodu alkalických kovů ze surovinové směsi pro výpal portlandského slínku do chloridových odprašků odváděných chloridovým by-passem z cementářské pece, přičemž až 60 % celkového množství chlóru se přivádí do předkalcinátoru cementářské pece za teploty ne vyšší než 1000 °C.
Uvedený způsob, přestože se jedná o v podstatě bezodpadovou technologii, nelze aplikovat bez velkých zásahů do celé chemie a technologie výroby slínku, přičemž tento způsob nemůže zajistit z ekonomického hlediska přijatelnou výtěžnost lithia.
Obdobný způsob výroby, ale při jiných stechiometrických poměrech vstupní suroviny řeší spis CZ 2017-343 A3. Využita je opět v podstatě cementářská technologie slinování s částečným natavením suroviny v rozmezí teplot 1100 °C až 1700 °C, při tlaku v rozmezí 20 kPa až 150 kPa po dobu 15 až 360 min. Surovina je tvořena směsí fýlosilikátu a činidla tak aby při výpalu došlo k tvorbě zásadité, anebo kyselé strusky, eventuálně portlandského slínku. Činidlo je tvořeno jednak složkou, zejména vápencem, pro tvorbu latentně hydraulického materiálu, a jednak látkou, zejména CaCh, schopnou uvolnit aniont pro vyvázání a vytékání alkalických kovů. Ty jsou následně spolu se spalinami zachytávány ve výměníkovém systému. V tomto spisuje v definici vsázky stanoven obsah kovů alkalických zemin, zejména Ca, přepočtený na obsah oxidů v surovinové směsi na nejméně 20 % hmota. Tato hranice se v popisové části spisu teoreticky zdůvodňuje tím, že při nižším obsahu CaO ve směsi, než je 20 % hmota, by údajně docházelo k zachycení alkalických kovů do živcových minerálů.
Ukazuje se však, že při dynamickém způsobu výpalu eventuálně při výpalu v tenké vrstvě směsi je vypaření sloučenin alkalických kovů překvapivě možné i při vyšších dávkách litných silikátů, kdy je obsahu oxidů kovů alkalických zemin (zejména CaO a MgO) v surovinové směsi nižším než 20 % hmota. Takto lze s výhodou udržet výtěžnost alkalických kovů i při výrazném zvýšení zastoupení Li silikátového koncentrátu ve směsi. Kromě toho citovaný spis úplně pomíjí možnost zpracování i jiných vstupních surovin, než jsou fylosilikáty, např. spodumeny apod.
Vynález si klade za úkol navrhnout způsob k bezodpadovému zpracování hornin obsahujících lítané minerály a koncentrátů připravených z těchto hornin, při kterém je obsah lítaných minerálů v surovinové směsi maximalizován a obsah činidel omezen na nejmenší míru. Způsobem podle vynálezu je současně produkováno silikátové sklo, eventuálně jiný podobný technický silikát, a při tom dochází k produkci halogenidů alkalických kovů.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol splňuje způsob sdružené produkce technického silikátu a sloučenin alkalických kovů, při kterém směs tvořená
- surovinou a/nebo koncentrátem alumosilikátových minerálů s obsahem alkalických kovů včetně lithia a činidly, která obsahují
- alespoň jednu látku ze skupiny uhličitanů, oxidů, hydroxidů, síranů a chloridů kovů alkalických zemin, zejména Ca a Mg,
- alespoň jednu látku schopnou během termického procesu uvolnit nebo vytvořit chloridové
CZ 2020 - 139 A3 anionty, a to nejvýše v množství odpovídajícím molámě stechiometrickému poměru 1 : 1 k sumě kationtů alkalických kovů ve směsi se podrobí termickému zpracování do teplot 1700 °C po dobu 10 až 540 minut při atmosférickém tlaku s technologickou odchylkou (-6 +2 kPa), během nějž se z pecní atmosféry odebírají vytékané sloučeniny alkalických kovů a na jehož konci vytéká z pece technický silikát. Přitom celkový obsah kovů alkalických zemin, zejména Ca a Mg, v surovinové směsi alumosilikátu a v činidlech přepočtený na obsah oxidů je menší než 20 % hmota, přičemž se při daném složení vstupní směsi, nastavením teploty výpalu a času setrvání taveniny v žárovém pásu, jakož i regulací množství spalin s parami vytékaných sloučenin alkalických kovů odebraných z pecní atmosféry řídí poměr mezi obsahem alkálií v technickém silikátu a množstvím alkálií, zejména KC1, LÍCI a RbCl, získaných jejich vytékáním.
Páry sloučenin alkalických kovů se z pecní atmosféry odtahují společně s ostatními plynnými zplodinami do systému kapalinového čištění spalin, kde se chladí pomocí přisávání chladicího vzduchu a rozstřiku vody a návazně se z nich separuje kapalná fáze s obsahem sloučenin alkalických kovů a pevná fáze, která obsahuje jemný alumosilikátový úlet z pece. Pevná fáze se vrací zpět do suroviny.
Kapalná fáze je dále chemicky zpracována známými chemicko-technologickými postupy pro eventuální získání žádaných sloučenin alkalických kovů.
Termické zpracování se může provádět dynamickým způsobem, tj mícháním taveniny.
Výhodně se při výrobě taveného silikátu a tavených silikátových tvarovek využije tavení směsi v tenké vrstvě do 50 mm v kontinuální peci s bodově řízeným ohřevem a selektivním odtahem spalin.
S výhodou se při výrobě taveného silikátu a tavených silikátových tvarovek v tenké vrstvě nechá technický silikát na konci termického zpracování řízené chladnout pro eliminaci objemových změn a k prodloužení doby těkání sloučenin alkalických kovů.
Surovinová směs se může připravovat prostým smísením a homogenizací alumosilikátu s výše uvedenými činidly za sucha nebo za mokra. Tím je dosaženo významné úspory energie.
Surovinová směs se může rovněž připravovat technologií mokrého mletí alumosilikátu s výše uvedenými činidly a výsledná suspenze se suší při současné tvorbě sbalků. Dosaženo je tak dokonalé homogenity vsázky.
Výhodně lze změnou poměru Ca a Mg v rozmezí 100 %:0 % až 0 %:100 % měnit viskozitu taveniny.
Výhodně se využije kombinace technologií spékání - loužení, kdy ve fázi ohřevu směsi alumosilikátu a činidel do teploty 1000 °C dochází k tvorbě tzv. spečence, který lze před vstupem do vysokoteplotní fáze oddělit a podrobit loužení podle postupu uvedených v patentech např. v CN 104649302. Zbytek po loužení lze vysušit a použít ve stavebním průmyslu jako součást cementových kompozita nebo jako surovinu pro výrobu tavených výrobků.
Vynález je založen na sdružené produkci technického silikátu s modifikovaným obsahem alkalických kovů a sloučenin těchto kovů tak, že při termickém zpracování směsi alumosilikátu, který obsahuje alkalické kovy, činidel, která obsahují kovy alkalických zemin, Ca a Mg, a činidel schopných uvolnit chloridový aniont, dochází postupně při teplotě do 1700 °C k úplné destrukci struktury všech složek směsi a vzniku taveniny s modifikovaným obsahem alkalických kovů. Zároveň postupně dochází ke vzniku sloučenin alkalických kovů schopných těkání do pecní atmosféry, ze které jsou systémem kapalinové extrakce zachycovány.
CZ 2020 - 139 A3
Na rozdíl od doposud známých metod má uvedený způsob zpracování směsi alumosilikátu a činidel několik zásadních odlišností a výhod. Nej významnější odlišností je celkový obsah kovů alkalických zemin, zejména Ca a Mg, ve vsázce přepočtený na obsah oxidů v surovinové směsi, který je menší než 20 % hmoto. Tento nízký obsah kovů alkalických zemin ve srovnání se známým stavem techniky umožňuje výrazně zvýšit poměrné množství zpracovaného alumosilikátu, při výrazném snížení množství činidel, dále umožňuje výrazně snížit bod tavení směsi, kdy viskozito taveniny významně ovlivňuje poměr kovů Ca a Mg. Při termickém zpracování dynamickým způsobem, tj. míchání taveniny, eventuálně při zpracování v tenké vrstvě do 50 mm v rozmezí teplot 1050 až 1700 °C po dobu 10 až 540 minut při atmosférickém tlaku s technologickou odchylkou (-15 +10 kPa) stále dochází, oproti teoretickým podkladům, k těkání sloučenin alkalických kovů do prostoru pece, a tedy modifikaci jejich obsahu v tavenině. Dále velmi nízký poměr oxidů Ca a Mg k sumě ostatních oxidů směsi významně ovlivní uhlíkovou stopu, která je spojená zejména s disociací karbonátů, které jsou součástí použitých činidel. Nízký bod tavení navržených směsí rovněž umožňuje snížení energetické náročnosti termického procesu a zejména působí preventivně proti ucpání pecního systému. Zároveň, nízký bod tavení umožňuje zjednodušit přípravu suroviny prostým smícháním vstupních složek, a to jak za sucha, tak za mokra, bez nutnosti mletí.
Navržená technologie zároveň nově umožňuje využití kombinace se známou technologií spékání loužení, kdy se fázi ohřevu směsi alumosilikátu a činidel do teploty 1000 °C dochází k tvorbě tzv. spečence, který lze před vstupem do vysokoteplotní fáze oddělit a podrobit loužení podle postupu uvedených např. v CN 104649302. Zbytek po loužení lze vysušit a použít ve stavebním průmyslu jako součást cementových kompozitů nebo jako surovinu pro výrobu tavených výrobků.
Příklady uskutečnění vynálezu
Vynález je dále dokumentován příklady, aniž by jimi byl omezen jeho rozsah. Procenta uváděná v následujících příkladech jsou procenta hmotnostní (% hmota-)
Příklad 1
Smícháním slídového koncentrátu z ložiska Cínovec, vysokoprocentního vápence a chloridu vápenatého v poměrech, který je uvedený v tabulce č. 1 vznikne surovinová směs, která vstupuje do pecního systému, kde je podrobena tavení při teplotě 1500 °C. V teplotní zóně od 1150 do 1500 °C dochází k postupnému tavení směsi, modifikaci obsahu alkálií ve směsi a zároveň získání sloučenin alkalických kovů, zejména KC1, LiCl a RbCl jejich vytékáním a odtahem a ochlazením spalin v kapalinovém systému čištění.
Výsledné nízkoalkalické sklo je po vytečení z pecního systému prudce chlazeno vodou. Vzniká tak bezalkalický pucolánový materiál vhodný pro výrobu směsných hydraulických pojiv.
Kapalná fáze, získaná ze systému kapalinového čištění spalin je dále chemicky zpracována známými chemicko-technologickými postupy, pro získání žádaných sloučenin alkalických kovů, zejména Li Cl, RbCl a KC1.
Z 1000 kg směsi v suchém stavu lze uvedeným postupem získat 750 kg technického silikátu a 116 kg směsi halogenidů alkalických kovů zbytek připadá na uvolněnou hydroxylovou vodu a CO2.
CZ 2020 - 139 A3
Tab. č. 1: Surovinová směs pro sdruženou výrobu skelného pucolánového silikátu a sloučenin alkalických kovů
Příklad 2
Smícháním slídového koncentrátu z ložiska Cínovec, dolomitu a chloridu vápenatého v poměrech, který je uvedený v tabulce č. 2 vznikne surovinová směs, která vstupuje do pecního systému, kde je podrobena tavení ve formách v tenké vrstvě do 50 mm při teplotě 1500 °C. V teplotní zóně od 1150 do 1500 °C dochází k postupnému tavení směsi bodovým ohřevem a zároveň modifikaci obsahu alkálií ve směsi a selektivnímu odtahu spalin s odpařenými alkalickými sloučeninami do systému kapalinového čištění. Následuje zóna s řízeným ochlazováním tvarovek pro přímé využití jako obkladový materiál a zároveň jsou ze systému chlazení a kapalinového čištění spalin získány sloučenin alkalických kovů, zejména KC1, LiCl a RbCl.
Z 1000 kg směsi v suchém stavu lze uvedeným postupem získat 741 kg technického silikátu a 116 kg směsi halogenidů alkalických kovů zbytek připadá na uvolněnou hydroxylovou vodu a CO2.
CZ 2020 - 139 A3
Tab. č. 2: Surovinová směs pro sdruženou výrobu silikátových tvarovek a sloučenin alkalických kovů
x' 4 \ -J ' t-' V | A' < | i CaCIs | |
CaQ | LI | >01 | 50.2 s |
SA | WS | 0 | 0 |
ALA | tw | 8 | 0 |
7,84 | 8 | 0 | |
tógQ | 0,17 | 215 | | o |
I Alkalických | 7J8 | 0 | I o |
Cl | 0 | 0 | § 84 |
Ztráta Mhánlm ......................... | 54 | 45 | | 04 |
* - C.S pus UO Ca | 38 W |
Shdwy koncentrát | Dokrmí | |
j 85% | 24.57 % | 10,43 % |
> 01C MgL [ ΐϊ>
; SiUj309
[<<24 1005 |5.09 i Afeálrn ChkAdyUS íAcšOmm |14,26
Příklad 3
Smícháním slídového koncentrátu z ložiska Cínovec, dolomitu a chloridu vápenatého v poměrech, který je uvedený v tabulce č. 3 vznikne surovinová směs, která vstupuje do dvoustupňového pecního systému, kde je podrobena nejprve spečení do teploty 950 °C, kdy dochází ke kalcinaci dolomitu a rozpadu mezivrstvy a TOT struktury alumosilikátů v koncentrátu. Část spečené suroviny je před vstupem do vysokoteplotní fáze odebrána a podrobena loužení alkalických chloridů za současného vzniku inertního alumosilikátového materiálu. Část suroviny pak pokračuje do vysokoteplotní části pecního systému, kde je podrobena tavení při teplotě 1500 °C. V teplotní zóně od 1150 do 1500 °C dochází k postupnému tavení směsi a zároveň modifikaci obsahu alkálií ve směsi a zároveň získání sloučenin alkalických kovů, zejména KC1, LiCl a RbCl jejich vytékáním a odtahem a ochlazením spalin v kapalinovém systému čištění.
Výsledné nízkoalkalické sklo je po vytečení z pecního systému použito například pro tvorbu skleněných vláken. Kapalná fáze, získaná ze systému kapalinového čištění spalin je dále chemicky zpracována známými chemicko-technologickými postupy, pro získání žádaných sloučenin alkalických kovů, zejména LiCl, RbCl a KC1.
CZ 2020 - 139 A3
Z 1000 kg směsi v suchém stavu lze uvedeným postupem získat 725 kg technického silikátu a 148 kg směsi halogenidů alkalických kovů zbytek připadá na uvolněnou hydroxylovou vodu a CO2.
Tab. č. 3: Surovinová směs pro sdruženou výrobu skelných vláken a sloučenin alkalických kovů
CmmiCK-s stažen | |||
LOwt | CaCb | ||
.................. co | 3 :? | 00,3 | 5G.2* |
G | 0 | ||
20.17 | δ | a | |
FsOs | M52 | 0 | a |
Mg0 | 21A | 0 | |
X Afaifekýsh kwů | 04 | G | 0 |
a | 0 | G | 64 |
5.33 | 45 | 64 |
$ * Ca HA© CO (Obsah Ca * COG 35 W
\ w dávkování slsžeX | |||
Shdi-W k | mwítřái ( DóO i ............ i ............... t | COG | |
55 | 4 21.59¾ | | 13,41 % | |
5 CO * MqO | <41 | ||
8iQs | «1» | ||
MA | 13,11 | ||
6,84 | |||
<05 | |||
Btata žihánhn | 103 |
Průmyslová využitelnost
Způsob výroby silikátového skla eventuálně jiného podobného silikátu termickým zpracováním směsi primárních i druhotných surovin a/nebo chudých koncentrátů, které jsou tvořeny alumosilikátovými minerály s obsahem alkalických kovů včetně lithia, je dle vynálezu využitelný zpracování alumosilikátových hornin a jejich koncentrátů na technické silikáty společně s 15 halogenidy a karbonáty alkalických kovů. Technologie je ve své podstatě bezodpadová a díky dynamickému zpracování umožňuje zpracovat vysoké obsahy vstupního alumosilikátu při redukovaném množství dalších činidel.
Claims (7)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob sdružené produkce technického silikátu a sloučenin alkalických kovů, při kterém směs tvořená:- surovinou a/nebo koncentrátem alumosilikátových minerálů s obsahem alkalických kovů včetně lithia, a činidly, která obsahují- alespoň jednu látku ze skupiny uhličitanů, oxidů, hydroxidů, síranů a chloridů kovů alkalických zemin, zejména Ca a Mg,- alespoň jednu látku schopnou během termického procesu uvolnit nebo vytvořit chloridové anionty, a to nejvýše v množství odpovídajícím molámě stechiometrickému poměru 1:1 k sumě kationtů alkalických kovů ve směsi se podrobí termickému zpracování do teplot 1700 °C po dobu 10 až 540 minut při atmosférickém tlaku s technologickou odchylkou (-6 +2 kPa), během nějž se z pecní atmosféry odebírají vytékané sloučeniny alkalických kovů a na jehož konci vytéká z pece technický silikát, vyznačující se tím, že celkový obsah kovů alkalických zemin, zejména Ca a Mg, v surovinové směsi alumosilikátu a v činidlech přepočtený na obsah oxidů je menší než 20 % hmota, přičemž se při daném složení vstupní směsi, nastavením teploty výpalu a času setrvání taveniny v žárovém pásu, jakož i regulací množství spalin s parami vytékaných sloučenin alkalických kovů odebraných z pecní atmosféry řídí poměr mezi obsahem alkálií v technickém silikátu a množstvím alkálií, zejména KC1, LiCl a RbCl, získaných jejich vytékáním.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že páry sloučenin alkalických kovů se z pecní atmosféry odtahují společně s ostatními plynnými zplodinami do systému kapalinového čištění spalin, kde se chladí pomocí přisávání chladicího vzduchu a rozstřiku vody a návazně se z nich separuje kapalná fáze s obsahem sloučenin alkalických kovů a pevná fáze obsahující jemný alumosilikátový úlet z pece, přičemž pevná fáze se vrací zpět do suroviny.
- 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se termické zpracování provádí dynamickým způsobem, tj. mícháním taveniny.
- 4. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se termické zpracování provádí v tenké vrstvě do 50 mm v kontinuální peci s bodově řízeným ohřevem a selektivním odtahem spalin.
- 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že se technický silikát na konci termického zpracování nechá řízené chladnout pro eliminaci objemových změn a k prodloužení doby těkání sloučenin alkalických kovů.
- 6. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se surovinová směs připravuje prostým smísením a homogenizací alumosilikátu s činidly za sucha nebo za mokra.
- 7. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se surovinová směs připravuje technologií mokrého mletí alumosilikátu s činidly a výsledná suspenze se suší při současné tvorbě sbalků.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2020-139A CZ2020139A3 (cs) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | Způsob sdružené produkce technického silikátu a sloučenin alkalických kovů, zejména lithia |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2020-139A CZ2020139A3 (cs) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | Způsob sdružené produkce technického silikátu a sloučenin alkalických kovů, zejména lithia |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ308608B6 CZ308608B6 (cs) | 2020-12-30 |
CZ2020139A3 true CZ2020139A3 (cs) | 2020-12-30 |
Family
ID=74566301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2020-139A CZ2020139A3 (cs) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | Způsob sdružené produkce technického silikátu a sloučenin alkalických kovů, zejména lithia |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ2020139A3 (cs) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB804962A (en) * | 1956-10-09 | 1958-11-26 | Chempatents Inc | Preparation of high purity lithium carbonate from lithium ores |
US4285914A (en) * | 1980-01-30 | 1981-08-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Recovery of lithium from low-grade ores |
US4307066A (en) * | 1980-01-30 | 1981-12-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Extraction of metals from mixtures of oxides or silicates |
US11603579B2 (en) * | 2016-01-12 | 2023-03-14 | Umicore | Lithium-rich metallurgical slag |
CN107964593B (zh) * | 2017-11-28 | 2019-08-13 | 北京科技大学 | 一种通过氯化焙烧蒸发回收报废锂电池渣中锂的方法 |
-
2020
- 2020-03-13 CZ CZ2020-139A patent/CZ2020139A3/cs unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ308608B6 (cs) | 2020-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tsakiridis | Aluminium salt slag characterization and utilization–A review | |
CZ230894A3 (en) | Process for producing from metallurgical slags | |
CA2832509C (en) | Method for processing and utilizing bypass dusts obtained during the production of cement | |
JP7462664B2 (ja) | ガラスの製造方法、および工業用ガラス製造設備 | |
US1971354A (en) | Process of recovering alumina from aluminous silicious materials | |
CZ2020139A3 (cs) | Způsob sdružené produkce technického silikátu a sloučenin alkalických kovů, zejména lithia | |
AU2018285391B2 (en) | Method of producing compounds of lithium and optionally of other alkali metals | |
JP5146192B2 (ja) | セメント製造装置の運転制御方法及びセメント製造装置 | |
US3589920A (en) | Process for manufacturing low alkali cements | |
US11964922B2 (en) | Cementitious material production from non-limestone material | |
WO2013061092A1 (en) | Potash product and method | |
RU2707335C1 (ru) | Способ переработки высококалиевого нефелин-полевошпатового сырья | |
RU2736594C1 (ru) | Способ получения цемента на белитовом клинкере и полученный на его основе медленноотвердеющий цемент | |
US1514657A (en) | Process of producing alumina, alkali, and dicalcium silicate | |
CZ202238A3 (cs) | Vícefázový způsob získávání sloučenin alkalických kovů | |
EP4039835A1 (en) | Method of extracting lithium from a raw material mixture | |
US1209135A (en) | Process of making cement. | |
US1224454A (en) | Process of making white hydraulic cement and potash salts. | |
RU2736592C1 (ru) | Способ получения и состав белитового клинкера | |
US1508777A (en) | Process for producing and utilizing alkalies and alumina | |
CZ306932B6 (cs) | Způsob získávání rozpustných solí vzácných alkalických kovů Li, Rb a Cs ze silikátových minerálů | |
RU2654407C1 (ru) | Способ переработки сульфидных концентратов, содержащих благородные металлы | |
Otakulov | MODERN TECHNOLOGIES IN PORTLAND CEMENT PRODUCTION | |
WO2024065003A1 (en) | A process for producing a lithium salt | |
US1354727A (en) | Treatment of potassiferous materials |