RU2502568C2 - Complex processing of coal combustion flue ash - Google Patents
Complex processing of coal combustion flue ash Download PDFInfo
- Publication number
- RU2502568C2 RU2502568C2 RU2012106049/05A RU2012106049A RU2502568C2 RU 2502568 C2 RU2502568 C2 RU 2502568C2 RU 2012106049/05 A RU2012106049/05 A RU 2012106049/05A RU 2012106049 A RU2012106049 A RU 2012106049A RU 2502568 C2 RU2502568 C2 RU 2502568C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ash
- sulfuric acid
- ammonium
- silicon dioxide
- rare
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области переработки кремнийсодержащего сырья, в том числе золошлаковых отходов ТЭЦ с целью получения ряда продуктов: высокодисперсного диоксида кремния, сульфата алюминия, концентрата редких и редкоземельных элементов.The invention relates to the field of processing silicon-containing raw materials, including ash and slag waste of thermal power plants with the aim of obtaining a number of products: highly dispersed silicon dioxide, aluminum sulfate, concentrate of rare and rare earth elements.
Известно, что в настоящее время для получения высокодисперсного диоксида кремния используется обработка речного песка фторидом кальция с 75-80% серной кислотой [Раков Э.Г., Тесленко В.В. Пирогидролиз неорганических фторидов. М. - Энергоатомиздат, 1987 - 151 с.]. Обработка песка фторидом кальция и серной кислотой проводится в барабанных печах при температуре 200-250°С. Недостатками этого способа является необходимость использования серной кислоты высокой концентрации и чистого речного песка.It is known that at present, for the preparation of highly dispersed silicon dioxide, treatment of river sand with calcium fluoride with 75-80% sulfuric acid is used [Rakov E.G., Teslenko V.V. Pyrohydrolysis of inorganic fluorides. M. - Energoatomizdat, 1987 - 151 p.]. Processing of sand with calcium fluoride and sulfuric acid is carried out in drum furnaces at a temperature of 200-250 ° C. The disadvantages of this method is the need to use sulfuric acid of high concentration and clean river sand.
Известен способ переработки техногенного и природного кремнийсодержащего сырья с получением диоксида кремния путем обработки растворами плавиковой кислоты [Выщелачивание плавиковой кислотой алюмосиликатного сырья с получением четырехфтористого кремния, фтористого алюминия, а также фторидов и оксидов сопутствующих металлов - патент US №5242670, МПК С01В 033/08, №907854 от 02.07.92., опубл. 7.09.93.]. Сущность способа заключается в том, что алюмосиликатное сырье обрабатывают концентрированным раствором HF. Выделяющийся газообразный тетрафторсилан (SiF4) пропускается через серию охлаждающих ловушек, в которых остается большая часть примесей. Очищенный газ контактирует с водным раствором фторида натрия, с образованием суспензии фторсиликата натрия (Na2SiF6), из суспензии выделяют кристаллы фторсиликата натрия на фильтр прессе, после чего их сушат, а затем прокаливают при 600-650°С. Газ тетрафторсилан, выделяющийся при прокалке конденсируют, получая жидкий чистый тетрафторсилан. Одновременно в остатке от прокалки получают порошкообразный фторид натрия (NaF). Суспензию, остающуюся после разложения сырья и отгонки тетрафторсилана и содержащего фторид алюминия и небольшое количество солей сопутствующих металлов, разбавляют водой переводя в жидкую фазу растворимые соли. Полученный раствор отделяют от нерастворимого остатка. После упаривания получают в остатке трехводный фторид алюминия с примесью солей сопутствующих металлов содержащихся в исходном сырье. После упаривания раствора выделяющийся газообразный фтористоводород (HF) конденсируют и возвращают в цикл. Уравнения протекающих реакций:A known method of processing man-made and natural silicon-containing raw materials to obtain silicon dioxide by treatment with hydrofluoric acid solutions [Leaching of hydrous alumina silicate with hydrofluoric acid to produce silicon tetrafluoride, aluminum fluoride, as well as fluorides and oxides of related metals - US patent No. 5242670, IPC С01В 033/08, No. 907854 dated 02.07.92., Publ. September 7, 93.]. The essence of the method lies in the fact that the aluminosilicate raw materials are treated with a concentrated solution of HF. The gaseous tetrafluorosilane (SiF 4 ) released is passed through a series of cooling traps in which most of the impurities remain. The purified gas is contacted with an aqueous solution of sodium fluoride to form a suspension of sodium fluorosilicate (Na 2 SiF 6 ), crystals of sodium fluorosilicate are isolated from the suspension on a filter press, after which they are dried and then calcined at 600-650 ° C. The tetrafluorsilane gas liberated during calcination is condensed to obtain pure liquid tetrafluorsilane. At the same time, powdered sodium fluoride (NaF) is obtained in the residue from calcination. The suspension remaining after the decomposition of the feedstock and distillation of tetrafluorosilane and containing aluminum fluoride and a small amount of salts of the accompanying metals is diluted with water and the soluble salts are brought into the liquid phase. The resulting solution was separated from the insoluble residue. After evaporation, the resulting residue is three-water aluminum fluoride with an admixture of salts of the accompanying metals contained in the feedstock. After evaporation of the solution, the resulting gaseous hydrogen fluoride (HF) is condensed and returned to the cycle. The equations of the proceeding reactions:
SiO2+4HF→SiF4↑+2H2OSiO 2 + 4HF → SiF 4 ↑ + 2H 2 O
2NaF+SiF4→Na2SiF6↓2NaF + SiF 4 → Na 2 SiF 6 ↓
Na2SiF6→2NaF+SiF4↑Na 2 SiF 6 → 2NaF + SiF 4 ↑
Недостатком этого способа является использование 50%-ой плавиковой кислоты являющейся веществом первого класса опасности, что делает предлагаемую технологию экологически опасной.The disadvantage of this method is the use of 50% hydrofluoric acid, which is a substance of the first hazard class, which makes the proposed technology environmentally hazardous.
Известен способ переработки алюмосиликатов на фторид алюминия в котором перерабатывают золу экибастузского угля [Авторское свидетельство SU №1668301, МКИ C01F 7/50, заявка №4671911 от 03.04.89, опубл. 07.08.91 - Способ переработки алюмосиликатов на фторид алюминия. / Л.Д. Шапиро, В.И. Шаповал, М.М.Малдабеков, С.О. Ахметова, В.А. Жабенко]. Золу от сжигания высокозольных углей прокаливают при 550-750°C в закрытом реакторе, после чего подвергают магнитной сепарации. Немагнитную фракцию обрабатывают фторидом аммония в количестве 100-120% от стехиометрически необходимого для образования фторида алюминия и кремнефторида аммония при 300-600°C. Образующиеся газы тетрафторсилан, аммиак (NH3), вода и фтороводород отгоняют и абсорбируют в поглотителях с водой, для получения диоксида кремния и фторида аммония (NH4F). Диоксид кремния отфильтровывают, а оставшийся раствор упаривают. Выделяющийся фторид аммония возвращают в цикл. Образующийся спек, содержащий до 90% фторида алюминия, можно использовать в алюминиевой промышленности. Дальнейшее использование образующегося в результате гидролиза диоксид кремния не рассматривается [Авторское свидетельство №1668301, СССР C01F 7/50].A known method of processing aluminosilicates into aluminum fluoride in which the ash of Ekibastuz coal is processed [Copyright certificate SU No. 1668301, MKI C01F 7/50, application No. 4671911 from 04/03/89, publ. 08/07/91 - A method for processing aluminosilicates into aluminum fluoride. / L.D. Shapiro, V.I. Shapoval, M.M.Maldabekov, S.O. Akhmetova, V.A. Zhabenko]. The ash from the combustion of high-ash coals is calcined at 550-750 ° C in a closed reactor, and then subjected to magnetic separation. The non-magnetic fraction is treated with ammonium fluoride in an amount of 100-120% of the stoichiometrically necessary for the formation of aluminum fluoride and ammonium silicofluoride at 300-600 ° C. The resulting gases tetrafluorosilane, ammonia (NH 3 ), water and hydrogen fluoride are distilled off and absorbed in water absorbers to produce silicon dioxide and ammonium fluoride (NH 4 F). Silica was filtered off and the remaining solution was evaporated. Ammonium fluoride released is recycled. The resulting cake containing up to 90% aluminum fluoride can be used in the aluminum industry. Further use of silica resulting from hydrolysis is not considered [Copyright certificate No. 1668301, USSR C01F 7/50].
Уравнения протекающих реакций:The equations of the proceeding reactions:
SiO2+4NH4F→4NH3↑+SiF4↑+2Н2ОSiO 2 + 4NH 4 F → 4NH 3 ↑ + SiF 4 ↑ + 2H 2 O
SiO2+6NH4F→(NH4)2SiF6+4NH3↑+2H2OSiO 2 + 6NH 4 F → (NH 4 ) 2 SiF 6 + 4NH 3 ↑ + 2H 2 O
NH4F→NH3↑+HF↑NH 4 F → NH 3 ↑ + HF ↑
Недостатком способа является использование высокой температуры, а также получение тетрафторсилана загрязненного аммиаком, что вызывает необходимость стадии отделения и утилизации аммиака абсорбцией водой. Также не рассматривается дальнейшее использование твердого остатка после фторирования золы.The disadvantage of this method is the use of high temperature, as well as the production of tetrafluorosilane contaminated with ammonia, which necessitates the stage of separation and utilization of ammonia by absorption by water. Also, further use of the solid residue after fluorination of the ash is not considered.
Наиболее близким к заявляемому является способ гидрохимического получения высокодисперсного диоксида кремния из техногенного сырья [Патент RU №№2261841, заявка №2004109475 от 29.03.04, опубл. 10.10.05 - Борбат В.Ф. и др.].Closest to the claimed is a method of hydrochemical production of highly dispersed silicon dioxide from industrial raw materials [Patent RU No. 2261841, application No. 2004109475 from 03/29/04, publ. 10.10.05 - Borbat V.F. and etc.].
В данном способе в качестве фторирующего агента используют фторид кальция и серную кислоту или техногенный отход, содержащий фториды и серную кислоту. В способе фторирование золы производят фтористым водородом, непосредственно выделяющимся в зоне реакции. При этом протекают реакции:In this method, calcium fluoride and sulfuric acid or man-made waste containing fluorides and sulfuric acid are used as a fluorinating agent. In the method, fluorination of the ash is carried out with hydrogen fluoride, which is directly released in the reaction zone. In this case, the reactions proceed:
При реакции серной кислоты с неорганическим фторидом в тефлоновом реакторе образуется фтористый водород (1), который взаимодействует с компонентами золы, образуя различные фториды и газообразный тетрафторсилан (2). Тетрафторсилан абсорбируют 15%-ным раствором фтористого аммония (3) в 3-х последовательно соединенных полипропиленовых поглотителях. Затем выливают полученный раствор из поглотителей и нейтрализуют 20%-ным раствором аммиака (4). При этом выделяется высокодисперсный диоксид кремния, который отфильтровывают. В заявляемом способе четырехфтористый силан не загрязнен аммиаком, что является преимуществом способа. Недостатком способа можно считать то, что в нем рассматривается возможность получения из золы только высокодисперсного кремнезема, но, содержащийся в большом количестве в золе алюминий и дорогостоящие редкие и редкоземельные металлы остаются в твердых продуктах после фторирования и не утилизируются. Использование фторида кальция или техногенных отходов приведет к трудности дальнейшей переработки твердых продуктов фторирования золы из-за загрязнения гипсом и другими продуктами, в случае использования техногенных отходов.The reaction of sulfuric acid with inorganic fluoride in a Teflon reactor produces hydrogen fluoride (1), which interacts with ash components to form various fluorides and gaseous tetrafluorosilane (2). Tetrafluorosilane is absorbed with a 15% solution of ammonium fluoride (3) in 3 polypropylene absorbers connected in series. Then the resulting solution is poured from the absorbers and neutralized with a 20% ammonia solution (4). In this case, highly dispersed silicon dioxide is released, which is filtered off. In the inventive method, silane tetrafluoride is not contaminated with ammonia, which is an advantage of the method. The disadvantage of this method can be considered that it considers the possibility of obtaining only finely dispersed silica from ash, but the large amounts of aluminum in the ash and expensive rare and rare-earth metals remain in solid products after fluorination and are not utilized. The use of calcium fluoride or industrial waste will lead to difficulties in the further processing of solid ash fluorination products due to contamination with gypsum and other products, in the case of industrial waste.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа комплексной переработки золы от сжигания углей с использованием в качестве фторирующего агента смеси фторида аммония и серной кислоты, при этом в реакционную зону дополнительно вводят углеродный сорбент. Для достижения указанного результата предложено использовать смесь фторида аммония, серной кислоты, кремнийсодержащие отходы промышленности и энергетики - золу ТЭЦ т.к. зола содержит до 60% диоксида кремния, что видно из химического состава золы по основным (% масс.) и микрокомпонентным (грамм/тонну) составляющим, представленным в таблицах 1 и 2, а процесс вести при температуре 120±5°С.The objective of the present invention is to develop a method for the integrated processing of ash from burning coal using a mixture of ammonium fluoride and sulfuric acid as a fluorinating agent, while a carbon sorbent is additionally introduced into the reaction zone. To achieve this result, it is proposed to use a mixture of ammonium fluoride, sulfuric acid, silicon-containing waste from industry and energy - ashes of thermal power plants since the ash contains up to 60% silicon dioxide, which can be seen from the chemical composition of the ash according to the main (% wt.) and microcomponent (gram / ton) components presented in tables 1 and 2, and the process should be carried out at a temperature of 120 ± 5 ° С.
Для получения концентрата содержащего редкие и редкоземельные элементы - Sc, Y, Ce, La, Ga, при фторировании золы в реактор фторирования дополнительно вводят углеродный сорбционный материал в количестве, достаточном для сорбции редких и редкоземельных элементов. Редкие и редкоземельные элементы частично будут оставаться в виде фторидов, а частично будут концентрироваться на углеродном сорбенте, вследствие чего суммарно могут быть выделены в виде концентрата.To obtain a concentrate containing rare and rare-earth elements - Sc, Y, Ce, La, Ga, during fluorination of ash, carbon sorption material is additionally introduced into the fluorination reactor in an amount sufficient to sorb rare and rare-earth elements. Rare and rare-earth elements will partially remain in the form of fluorides, and will partially concentrate on a carbon sorbent, as a result of which they can be isolated in total in the form of a concentrate.
По предлагаемому способу навеску золы от сжигания углей, например экибастузских, помещают в тефлоновый реактор, добавляют углеродный сорбент в количестве 10-25 кг на тонну золы, что составляет 1-2,5% от массы золы. Расход углеродного сорбента менее 1% приводит к снижению содержания РЗЭ в твердом остатке до 0,6%, а увеличение расхода углеродного сорбента более 2,5% не приводит к увеличению содержания РЗЭ в получаемом твердом остатке. Затем данную навеску смешивают с фторидом аммония при массовом отношении диоксида кремния в золе к содержанию фтора в фториде аммония 1:1, приливают 50-55%-ную серную кислоту, нагревают до 120-125°С и выдерживают в течение 30-40 минут, одновременно отгоняя образующийся тетрафторсилан в поглотители, заполненные раствором фтористого аммония с помощью вакуумного насоса.According to the proposed method, a sample of ash from burning coal, such as Ekibastuz, is placed in a Teflon reactor, carbon sorbent is added in an amount of 10-25 kg per ton of ash, which is 1-2.5% by weight of ash. The consumption of carbon sorbent less than 1% leads to a decrease in the content of REE in the solid residue to 0.6%, and an increase in the consumption of carbon sorbent more than 2.5% does not increase the content of REE in the resulting solid residue. Then this sample is mixed with ammonium fluoride at a mass ratio of silicon dioxide in ash to the fluorine content in ammonium fluoride 1: 1, 50-55% sulfuric acid is poured, heated to 120-125 ° C and kept for 30-40 minutes, while distilling off the resulting tetrafluorosilane into absorbers filled with a solution of ammonium fluoride using a vacuum pump.
При реакции серной кислоты с фторидом аммония в тефлоновом реакторе образуется фтористый водород, который взаимодействует с компонентами золы, образуя различные фториды и газообразный тетрафторсилан. Тетрафторсилан абсорбируют 15%-ным раствором фтористого аммония в 3-х последовательно соединенных полипропиленовых поглотителях. Затем выливают полученный раствор из поглотителей и нейтрализуют 20%-ным раствором аммиака. При этом выделяется высокодисперсный диоксид кремния, который отфильтровывают.The reaction of sulfuric acid with ammonium fluoride in a Teflon reactor produces hydrogen fluoride, which interacts with ash components to form various fluorides and gaseous tetrafluorosilane. Tetrafluorosilane is absorbed with a 15% solution of ammonium fluoride in 3 series-connected polypropylene absorbers. Then the resulting solution is poured from the absorbers and neutralized with a 20% ammonia solution. In this case, highly dispersed silicon dioxide is released, which is filtered off.
Растворы после фильтрации диоксида кремния упаривают, получая фторид аммония, возвращаемый на поглощение тетрафторсилана. В таблице 3 представлена зависимость выхода диоксида кремния от избытка расчетного количества фтора во фториде аммония и серной кислоты при температуре 120°С.After filtration of the silica, the solutions were evaporated to give ammonium fluoride, which was returned to the absorption of tetrafluorosilane. Table 3 shows the dependence of the yield of silicon dioxide on the excess of the estimated amount of fluorine in ammonium fluoride and sulfuric acid at a temperature of 120 ° C.
Из таблицы видно, что при температуре 120°С, 3-х кратном избытке 50%-ной серной кислоты и расходе фтора во фториде аммония 1:1 происходит извлечение до 90% диоксида кремния. Расчет выхода ведется по исходному содержанию диоксида кремния в золе. Избыток по серной кислоте или фториду аммония представлен как отношение количества вещества фторида аммония или серной кислоты необходимого для полного взаимодействия макрокомпонентов золы (оксида алюминия, оксида кремния) содержащихся в данной навеске, рассчитанного теоретически по реакциям 5, 6, 7 к количеству вещества фторида аммония или серной кислоты добавленной в эксперименте.The table shows that at a temperature of 120 ° C, a 3-fold excess of 50% sulfuric acid and a fluorine consumption of 1: 1 ammonium fluoride, up to 90% silicon dioxide is recovered. The yield calculation is based on the initial content of silicon dioxide in the ash. The excess of sulfuric acid or ammonium fluoride is presented as the ratio of the amount of the substance of ammonium fluoride or sulfuric acid necessary for the complete interaction of the macro components of the ash (aluminum oxide, silicon oxide) contained in this sample, calculated theoretically by reactions 5, 6, 7 to the amount of the substance of ammonium fluoride or sulfuric acid added in the experiment.
5. 2NH4F+H2SO4=(NH4)2SO4+2HF5.2NH 4 F + H 2 SO 4 = (NH 4 ) 2 SO 4 + 2HF
6. SiO2+4HF=SiF4+2Н2О6. SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O
7. Al2O3+6HF=2AlF3+3Н2О7. Al 2 O 3 + 6HF = 2AlF 3 + 3H 2 O
Больший избыток серной кислоты не приводит к существенному увеличению извлечения кремния из золы. Так при 4-х кратном избытке степень извлечения кремния возрастает до 92%, что делает такой избыток серной кислоты не целесообразным.A larger excess of sulfuric acid does not lead to a significant increase in the extraction of silicon from ash. So, with a 4-fold excess, the degree of extraction of silicon increases to 92%, which makes such an excess of sulfuric acid inappropriate.
Тетрафторсилан отгоняют и перерабатывают на диоксид кремния как в способе [Патент RU №№2261841, заявка №2004109475 от 29.03.04, опубл. 10.10.05 - Борбат В.Ф. и др.]. А остаток перерабатывают с целью выделения сульфата алюминия и концентрата редких и редкоземельных элементов. Для этого из полученного твердого продукта фторирования переводят фторид алюминия в растворимую форму путем добавления 2-кратного избытка концентрированной серной кислоты и нагрева до температуры 250°С в течение 1,5 часов. Данные по извлечению сульфата алюминия в раствор от расхода кислоты - при температуре 120°С и времени обработки 30 минут приведены в таблице 4.Tetrafluorosilane is distilled off and processed into silicon dioxide as in the method of [Patent RU No. 2261841, application No. 2004109475 of 03.29.04, publ. 10.10.05 - Borbat V.F. and etc.]. And the residue is processed in order to isolate aluminum sulfate and a concentrate of rare and rare earth elements. To this end, aluminum fluoride is converted from the obtained fluorination solid into a soluble form by adding a 2-fold excess of concentrated sulfuric acid and heating to a temperature of 250 ° C for 1.5 hours. Data on the extraction of aluminum sulfate into the solution from the consumption of acid at a temperature of 120 ° C and a processing time of 30 minutes are shown in table 4.
Из таблицы 4 следует, что следует принять 2-х кратный избыток серной кислоты. Больший расход кислоты не приводит к существенному увеличению степени извлечения сульфата алюминия из твердого остатка фторирования. Данные по зависимости степени извлечения сульфата алюминия в раствор от температуры и времени обработки при двукратном избытке концентрированной серной кислоты приведены в таблице 5.From table 4 it follows that you should take a 2-fold excess of sulfuric acid. A higher acid consumption does not lead to a significant increase in the degree of extraction of aluminum sulfate from the solid fluorination residue. Data on the dependence of the degree of extraction of aluminum sulfate in solution on temperature and processing time with a twofold excess of concentrated sulfuric acid are shown in table 5.
Дальнейшее повышение температуры не целесообразно из-за высокой коррозионной активности реакционной смеси. При обработке твердых продуктов фторирования концентрированной серной кислотой в приведенных условиях фторид алюминия переходит в сульфат. После остывания реакционную смесь обрабатывают водой при этом сульфат алюминия растворяется, оставшийся осадок отделяют фильтрованием и прокаливают. Твердый продукт после прокаливания представляет собой концентрат редких и редкоземельных элементов.A further increase in temperature is not advisable due to the high corrosion activity of the reaction mixture. When processing solid fluorination products with concentrated sulfuric acid under the above conditions, aluminum fluoride is converted to sulfate. After cooling, the reaction mixture is treated with water, while aluminum sulfate is dissolved, the remaining precipitate is separated by filtration and calcined. The solid product after calcination is a concentrate of rare and rare earth elements.
Для устранения загрязнения продукта алюминия железом рекомендуется предварительно провести магнитную сепарацию золы с целью удаления из золы ценного продукта - магнитосфер [Аншиц А.Г. Выделение магнитных микросфер постоянного состава из энергетических зол и изучение их физико-химических свойств // химия в интересах устойчивого развития, 1999. - Вып.7. - с.105-118].To eliminate the contamination of the aluminum product with iron, it is recommended that magnetic ash separation be preliminarily carried out in order to remove a valuable product - magnetospheres from the ash [Anshits A.G. Isolation of magnetic microspheres of constant composition from energy evils and the study of their physicochemical properties // Chemistry for Sustainable Development, 1999. - Issue 7. - p.105-118].
Полученные результаты могут быть проиллюстрированы следующими примерами.The results obtained can be illustrated by the following examples.
Пример 1: 59,7 г золы от сжигания экибастузских углей (отобранной с 1-4 полей электрофильтров ТЭЦ-4 г.Омска) смешиваем с 129,3 г фторида аммония (ч.). Помещаем в тефлоновый реактор (1), прибавляем 1,5 г углеродного сорбента БАУ, прибавляем 518 мл 50-55%-ой серной кислоты, нагреваем до 120°С и выдерживаем при этой температуре 30 минут, одновременно отгоняя выделяющийся газообразный тетрафторсилан. Поглощаем его 15%-ным раствором фторида аммония в полипропиленовых поглотителях (2). Полученный раствор гексафторсиликата аммония (NH4)2SiF6 выливаем в полипропиленовый стакан и туда же добавляем 20%-ный раствор аммиака до появления запаха аммиака.Example 1: 59.7 g of ash from the burning of Ekibastuz coals (taken from 1-4 fields of electrostatic precipitators of CHPP-4 in Omsk) are mixed with 129.3 g of ammonium fluoride (parts). We place it in a Teflon reactor (1), add 1.5 g of carbon sorbent BAU, add 518 ml of 50-55% sulfuric acid, heat it to 120 ° C and maintain it at this temperature for 30 minutes, while driving off the gaseous tetrafluorsilane that is released. We absorb it with a 15% solution of ammonium fluoride in polypropylene absorbers (2). The resulting solution of ammonium hexafluorosilicate (NH 4 ) 2 SiF 6 is poured into a polypropylene beaker and a 20% ammonia solution is added thereto until an odor of ammonia appears.
Выпавший диоксид кремния фильтруем и сушим при температуре 110 ОС. Степень извлечения тетрафторсилана составляет 92%. Остаток после отгонки тетрафторсилана содержит до 75% трифторида алюминия, до 2% диоксида кремния. Остальное, серная кислота, недожег, содержащийся в исходной золе, фториды железа и РЗЭ. Удельная поверхность полученного диоксида кремния определенная по методу БЭТ составляет 400±15 м2/г.The precipitated silicon dioxide is filtered and dried at a temperature of 110 ° C. The tetrafluorsilane recovery is 92%. The residue after distillation of tetrafluorosilane contains up to 75% aluminum trifluoride, up to 2% silicon dioxide. The rest, sulfuric acid, underburn contained in the original ash, iron fluorides and REE. The specific surface area of the obtained silica determined by the BET method is 400 ± 15 m 2 / g.
К остатку приливают 120 мл концентрированной серной кислоты, нагревают до 250 в течение 1,5 часа, охлаждают, обрабатывают водой (800 мл), осадок отфильтровывают. В раствор извлекается 95% алюминия, содержащегося в исходной золе.120 ml of concentrated sulfuric acid are added to the residue, heated to 250 for 1.5 hours, cooled, treated with water (800 ml), the precipitate is filtered off. 95% of the aluminum contained in the starting ash is recovered in the solution.
Отфильтрованный твердый остаток прокаливают при 800°С. Масса твердого остатка составляет 2% от массы исходной золы, состав остатка анализируют спектрофотометрически методом полуколичественного атомно-эмиссионного анализа. Данные по химическому составу остатка после прокаливания в % приведены в таблице 6.The filtered solid residue is calcined at 800 ° C. The mass of the solid residue is 2% of the mass of the original ash, the composition of the residue is analyzed spectrophotometrically by the method of semiquantitative atomic emission analysis. Data on the chemical composition of the residue after calcination in% are shown in table 6.
Данный способ позволяет расширить сырьевую базу для получения высокодисперсного диоксида кремния за счет использования зол ТЭЦThis method allows you to expand the raw material base to obtain highly dispersed silicon dioxide through the use of ash TPP
Пример 2. Золу от сжигания угля обрабатывают в тех же условиях, что и в примере 1, но дополнительно вводят углеродный наноструктурированный сорбент, полученный ИППУ СО РАН (г.Омск). Извлечение кремния и алюминия остается такими же как в примере 1. Содержание РЗЭ в твердом остатке составляет 1,3%.Example 2. Ash from coal combustion is treated under the same conditions as in example 1, but an additional carbon nanostructured sorbent obtained by IPPU SB RAS (Omsk) is additionally introduced. The extraction of silicon and aluminum remains the same as in example 1. The REE content in the solid residue is 1.3%.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012106049/05A RU2502568C2 (en) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Complex processing of coal combustion flue ash |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012106049/05A RU2502568C2 (en) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Complex processing of coal combustion flue ash |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012106049A RU2012106049A (en) | 2013-08-27 |
RU2502568C2 true RU2502568C2 (en) | 2013-12-27 |
Family
ID=49163466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012106049/05A RU2502568C2 (en) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Complex processing of coal combustion flue ash |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2502568C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2567954C1 (en) * | 2014-08-01 | 2015-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Экологические Системы" | METHOD OF OBTAINING SYNTHETIC SiO2 (SILICON DIOXIDE) |
RU2600640C1 (en) * | 2015-12-18 | 2016-10-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "СИОТЭК" | Method of producing synthetic silicon dioxide |
RU2630021C1 (en) * | 2016-06-07 | 2017-09-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения Российской Академии наук" | Method for processing fly ash of thermal power stations |
RU2648697C1 (en) * | 2017-07-26 | 2018-03-28 | Леонид Леонидович Сидоров | Method of industrial processing sunflower peeling ash |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5242670A (en) * | 1992-07-02 | 1993-09-07 | Gehringer Ronald C | Method for hydrofluoric acid digestion of silica/alumina matrix material for the production of silicon tetrafluoride, aluminum fluoride and other residual metal fluorides and oxides |
RU2170775C1 (en) * | 2000-01-26 | 2001-07-20 | Омский государственный университет | Method of recovery of rare-earth and radioactive metals from oxidized technologically rebellious raw materials |
RU2201980C2 (en) * | 2000-10-18 | 2003-04-10 | ЗАО "Гагарка-Аи-ПВ" | Method of extraction of noble metals from solutions of their salts (versions) |
US6835228B1 (en) * | 2003-11-14 | 2004-12-28 | Industrial Technology Research Institute | Process of recovering valuable metals from waste secondary batteries |
RU2256497C1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-07-20 | Дегтярев Владислав Васильевич | Sorbent and sorption-desorption method for recovering uranium and actinide compounds using this method |
RU2261841C1 (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет | Method for hydrochemical preparing highly dispersed silicon dioxide from technogenic silicon-containing raw |
US7090809B2 (en) * | 2000-12-31 | 2006-08-15 | Ati-Aluminum Technologies Israel Ltd. | Production of aluminum compounds and silica from ores |
RU2293134C1 (en) * | 2005-05-26 | 2007-02-10 | Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН) | Process for extracting rare-earth metals and yttrium from coals and ash-slag waste material of coal burning |
-
2012
- 2012-02-20 RU RU2012106049/05A patent/RU2502568C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5242670A (en) * | 1992-07-02 | 1993-09-07 | Gehringer Ronald C | Method for hydrofluoric acid digestion of silica/alumina matrix material for the production of silicon tetrafluoride, aluminum fluoride and other residual metal fluorides and oxides |
RU2170775C1 (en) * | 2000-01-26 | 2001-07-20 | Омский государственный университет | Method of recovery of rare-earth and radioactive metals from oxidized technologically rebellious raw materials |
RU2201980C2 (en) * | 2000-10-18 | 2003-04-10 | ЗАО "Гагарка-Аи-ПВ" | Method of extraction of noble metals from solutions of their salts (versions) |
US7090809B2 (en) * | 2000-12-31 | 2006-08-15 | Ati-Aluminum Technologies Israel Ltd. | Production of aluminum compounds and silica from ores |
US6835228B1 (en) * | 2003-11-14 | 2004-12-28 | Industrial Technology Research Institute | Process of recovering valuable metals from waste secondary batteries |
RU2261841C1 (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет | Method for hydrochemical preparing highly dispersed silicon dioxide from technogenic silicon-containing raw |
RU2256497C1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-07-20 | Дегтярев Владислав Васильевич | Sorbent and sorption-desorption method for recovering uranium and actinide compounds using this method |
RU2293134C1 (en) * | 2005-05-26 | 2007-02-10 | Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН) | Process for extracting rare-earth metals and yttrium from coals and ash-slag waste material of coal burning |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2567954C1 (en) * | 2014-08-01 | 2015-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Экологические Системы" | METHOD OF OBTAINING SYNTHETIC SiO2 (SILICON DIOXIDE) |
RU2600640C1 (en) * | 2015-12-18 | 2016-10-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "СИОТЭК" | Method of producing synthetic silicon dioxide |
RU2630021C1 (en) * | 2016-06-07 | 2017-09-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения Российской Академии наук" | Method for processing fly ash of thermal power stations |
RU2648697C1 (en) * | 2017-07-26 | 2018-03-28 | Леонид Леонидович Сидоров | Method of industrial processing sunflower peeling ash |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012106049A (en) | 2013-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2633579C2 (en) | Methods of treating fly ash | |
CN110548753B (en) | Efficient and clean secondary aluminum ash harmless treatment method | |
Chu et al. | Facile and cost-efficient indirect carbonation of blast furnace slag with multiple high value-added products through a completely wet process | |
Sangita et al. | Extraction of aluminium as aluminium sulphate from thermal power plant fly ashes | |
RU2502568C2 (en) | Complex processing of coal combustion flue ash | |
CN104743560B (en) | A kind of method for preparing silicon, aluminium series of products as raw material with gangue | |
CN104876253B (en) | The processing method of calcium in high-calcium fly ass | |
CN106115751B (en) | A kind of method that utilization two-part acid reaction method extracts aluminum oxide | |
CN106185817A (en) | A kind of method reclaiming Fluohydric acid. from fluorine-containing silicic acid waste water | |
CN113088714A (en) | Method for defluorination and denitrification by secondary aluminum ash fire method | |
CN103896215A (en) | Fluorite-sulfuric acid method for preparing hydrogen fluoride | |
CN115156253B (en) | Resource treatment method for aluminum electrolysis overhaul slag | |
CN101336209A (en) | Extraction and purification of minerals from aluminium ores | |
CN103232053A (en) | Method for producing calcium fluoride by bottom sludge generated during treatment of industrial fluoride-containing wastewater | |
CN107344725A (en) | The preparation technology of elemental lithium in sulfuric acid straight dipping process extraction lithium ore | |
CN100478273C (en) | Technique for preparing waterless hydrogen fluoride on high purity | |
US4206189A (en) | Method of producing hydrogen fluoride and silicon dioxide from silicon tetra-fluoride | |
US2588786A (en) | Process for producing essentially silicon-free hydrofluoric acid from hydrofluosilicic acid | |
Medyankina et al. | Synthesis of nanosized silica from industrial waste and its characteristics | |
JP2004018308A (en) | Method of recovering and purifying calcium fluoride from byproduct salt mixture containing fluorine | |
Rimkevich et al. | Integrated fluoride processing of kyanite concentrates | |
RU2429198C1 (en) | Procedure for processing solid fluorine-carbon-containing waste of electrolytic production of aluminium | |
RU2261841C1 (en) | Method for hydrochemical preparing highly dispersed silicon dioxide from technogenic silicon-containing raw | |
CN100582010C (en) | Method for preparing aluminun fluoride, waterless magnesium sulfate and sodium fluoride | |
Panda et al. | Preparation of fly ash based zeolite for removal of fluoride from drinking water |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140221 |