RU2518807C1 - Method of kyanite concentrate recycling - Google Patents
Method of kyanite concentrate recycling Download PDFInfo
- Publication number
- RU2518807C1 RU2518807C1 RU2013101401/02A RU2013101401A RU2518807C1 RU 2518807 C1 RU2518807 C1 RU 2518807C1 RU 2013101401/02 A RU2013101401/02 A RU 2013101401/02A RU 2013101401 A RU2013101401 A RU 2013101401A RU 2518807 C1 RU2518807 C1 RU 2518807C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ammonium
- hours
- aluminum
- cake
- residue
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области переработки алюмосиликатного сырья, в частности кианита, и может быть использовано при производстве глинозема, пригодного для получения корундовых огнеупоров, керамики, силумина и алюминия.The invention relates to the field of processing aluminosilicate raw materials, in particular kyanite, and can be used in the production of alumina suitable for producing corundum refractories, ceramics, silumin and aluminum.
Запасы кианита в группе Кейвских месторождений Кольского полуострова оцениваются в 11 млрд тонн. Для производства алюмосиликатных огнеупоров мировая потребность в сырье составляет около 400 тысяч тонн в год. Переработка такого нетрадиционного алюмосиликатного сырья, как кейвские кианиты, содержащие до 60% диоксида кремния, представляет значительный интерес. Однако при этом возникает проблема обеспечения высокой степени извлечения оксида алюминия и его высокого содержания в целевом продукте при минимальном содержании примеси оксида кремния. Решение этой проблемы позволит расширить использование кианита вплоть до получения из него металлического алюминия и обеспечить Российскую алюминиевую промышленность собственным сырьем взамен привозных каолинов.The reserves of kyanite in the group of Cave deposits of the Kola Peninsula are estimated at 11 billion tons. For the production of aluminosilicate refractories, the global need for raw materials is about 400 thousand tons per year. The processing of such unconventional aluminosilicate raw materials as cave kyanites containing up to 60% silicon dioxide is of considerable interest. However, this raises the problem of ensuring a high degree of extraction of alumina and its high content in the target product with a minimum content of impurities of silicon oxide. The solution to this problem will expand the use of kyanite up to the production of metallic aluminum from it and provide the Russian aluminum industry with its own raw materials instead of imported kaolins.
Известен способ переработки кианитового концентрата (см. а.с. СССР 285911, МПК C01F 7/30, 1971), включающий его смешение с фтористым алюминием при соотношении 1:0,7-0,8, спекание смеси при 950-1050°C в течение 1 часа с получением тонкозернистого порошка глинозема Al2O3 и летучего фторида кремния SiF4. При переработке кианитового концентрата состава, %: Al2O3 - 57,5, SiO2 - 40,5, Fe2O3 - 0,7, TiO2 - 0,5 получают глинозем в форме α-Al2O3, содержащий, %: Al2O3 - 99,5, Fe2O3 - 0,2, TiO2 - 0,1. Для очистки от железа полученный глинозем промывают 5-10% раствором соляной кислоты, при этом содержание железа снижается до 0,05-0,10%.A known method of processing kyanite concentrate (see AS USSR 285911, IPC C01F 7/30, 1971), including its mixing with aluminum fluoride at a ratio of 1: 0.7-0.8, sintering the mixture at 950-1050 ° C within 1 hour to obtain a fine-grained powder of alumina Al 2 O 3 and volatile silicon fluoride SiF 4 . In the processing of kyanite concentrate composition,%: Al 2 O 3 - 57.5, SiO 2 - 40.5, Fe 2 O 3 - 0.7, TiO 2 - 0.5 receive alumina in the form of α-Al 2 O 3 , containing,%: Al 2 O 3 - 99.5, Fe 2 O 3 - 0.2, TiO 2 - 0.1. To remove iron, the obtained alumina is washed with a 5-10% hydrochloric acid solution, while the iron content decreases to 0.05-0.10%.
К недостаткам данного способа можно отнести использование дорогостоящего реактива - фторида алюминия, выделение при высоких температурах летучего фторида кремния, являющегося высокотоксичным, а также трудность регенерации исходного реагента - фторида алюминия. Кроме того, спекание шихты при 950-1050°C повышает энергоемкость способа. Обработка полученного продукта 5-10% раствором соляной кислоты недостаточна для удаления остаточной примеси железа и кремния.The disadvantages of this method include the use of an expensive reagent - aluminum fluoride, the allocation at high temperatures of volatile silicon fluoride, which is highly toxic, as well as the difficulty of regeneration of the original reagent - aluminum fluoride. In addition, sintering the mixture at 950-1050 ° C increases the energy intensity of the method. Processing the resulting product with a 5-10% hydrochloric acid solution is insufficient to remove residual impurities of iron and silicon.
Известен также принятый в качестве прототипа способ переработки кианитового концентрата (дистена) (см. пат. 2171226 РФ, МПК7 C01F 7/44, 2001) путем смешения дистена, содержащего, мас.%: SiO2 - 36,6, Al2O3 - 62,76, Fe2O3 - 0,24, TiO2 - 0,1, Na2O - 0,11, с гидродифторидом аммония при массовом соотношении 1:2,5-3,3. Смесь нагревают до 170-210°C и выдерживают в нагретом состоянии для фторирования всех породообразующих компонентов с образованием порошкообразного спека. Профторированный порошкообразный спек подвергают высокотемпературной обработке в окислительной среде с продувкой водяным паром при температуре не менее 400°C с удалением возгонкой летучих гексафторосиликата, гексафторотитаната и фторида аммония и получением алюминийсодержащего нелетучего остатка. Остаток обрабатывают раствором 5-10% соляной кислоты и фильтруют с удалением растворимых оксида железа, фторидов натрия и калия. Полученный после кислотной обработки алюминийсодержащий продукт представляет собой глинозем, который содержит примеси, мас.%: SiO2 - 0,1, Fe2O3 - 0,05, TiO2 и Na2O - следы. Степень извлечения Al2O3 при этом составляет 97,7%.Also known is accepted as a prototype method of processing kyanite concentrate (distene) (see US Pat. No. 2171226 of the Russian Federation, IPC 7 C01F 7/44, 2001) by mixing distene containing, wt.%: SiO 2 - 36.6, Al 2 O 3 - 62.76, Fe 2 O 3 - 0.24, TiO 2 - 0.1, Na 2 O - 0.11, with ammonium hydrodifluoride in a mass ratio of 1: 2.5-3.3. The mixture is heated to 170-210 ° C and kept in a heated state for fluorination of all rock-forming components with the formation of powdery cake. The profiled powdery cake is subjected to a high-temperature treatment in an oxidizing medium with steam blowing at a temperature of at least 400 ° C with removal of the sublimation of volatile hexafluorosilicate, hexafluorotitanate and ammonium fluoride to obtain an aluminum-containing non-volatile residue. The residue is treated with a solution of 5-10% hydrochloric acid and filtered to remove soluble iron oxide, sodium fluoride and potassium. Obtained after acid treatment, the aluminum-containing product is alumina, which contains impurities, wt.%: SiO 2 - 0.1, Fe 2 O 3 - 0.05, TiO 2 and Na 2 O - traces. The degree of extraction of Al 2 O 3 in this case is 97.7%.
Недостатком известного способа является то, что при обеспечении довольно высокой степени извлечения оксида алюминия в алюминийсодержащий продукт содержание примеси диоксида кремния в последнем остается относительно высоким при меньшем содержании кремния в дистене по сравнению с используемым в изобретении кианитовым концентратом. Температурная обработка смеси дистена и гидродифторида аммония является весьма продолжительной (24 часа). Известный способ характеризуется пониженной температурой обработки смеси дистена и гидродифторида аммония (170°C) и получаемого опека (700°C), что не позволяет получить качественный алюминийсодержащий продукт при переработке кианитового концентрата.The disadvantage of this method is that while providing a fairly high degree of extraction of alumina in an aluminum-containing product, the content of silicon dioxide impurity in the latter remains relatively high with a lower silicon content in distene compared to the kyanite concentrate used in the invention. The temperature treatment of a mixture of distene and ammonium hydrodifluoride is very long (24 hours). The known method is characterized by a reduced temperature for processing a mixture of distene and ammonium hydrodifluoride (170 ° C) and the resulting custody (700 ° C), which does not allow to obtain a high-quality aluminum-containing product during the processing of kyanite concentrate.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в снижении содержания примеси диоксида кремния в алюминийсодержащем продукте при одновременном обеспечении высокой степени извлечения оксида алюминия и его высокого содержания в продукте.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in reducing the content of impurities of silicon dioxide in an aluminum-containing product while ensuring a high degree of extraction of aluminum oxide and its high content in the product.
Технический результат достигается тем, что в способе переработки кианитового концентрата, включающем смешение с гидродифторидом аммония, нагревание и выдержку нагретой смеси до полного фторирования компонентов с образованием спека, высокотемпературную обработку спека с удалением летучих гексафторосиликата, гексафтортитаната и фторида аммония и получением алюминийсодержащего остатка, солянокислотную обработку с переводом в раствор железа и получение алюминийсодержащего продукта, согласно изобретению солянокислотной обработке подвергают исходный кианитовый концентрат при концентрации кислоты 15-25%, Т:Ж=1:4-8 и нагревании с отделением алюмосиликатного остатка, который и смешивают с гидродифторидом аммония в массовом соотношении 1:3-4, после чего полученную смесь подвергают помолу до обеспечения крупности частиц 60-250 мкм в количестве не менее 90%, нагреванию до 240-270°C и выдержке, причем высокотемпературную обработку спека ведут при 780-820°C с получением алюминийсодержащего продукта.The technical result is achieved by the fact that in the method of processing kyanite concentrate, including mixing with ammonium hydrodifluoride, heating and holding the heated mixture until the components are fully fluorinated to form a cake, high-temperature treatment of cake with the removal of volatile hexafluorosilicate, hexafluorotitanate and ammonium fluoride, and the formation of aluminum oxide with transfer to an iron solution and obtaining an aluminum-containing product, according to the invention, hydrochloric acid treatment according to the initial kyanite concentrate is pulled at an acid concentration of 15-25%, T: W = 1: 4-8 and heated to separate the aluminosilicate residue, which is mixed with ammonium hydrodifluoride in a mass ratio of 1: 3-4, after which the resulting mixture is ground to providing particle sizes of 60-250 microns in an amount of not less than 90%, heating to 240-270 ° C and aging, and high-temperature processing of the cake is carried out at 780-820 ° C to obtain an aluminum-containing product.
Достижению технического результата способствует то, что солянокислотную обработку ведут при 80-95°C в течение 0,5-2,0 часов.The achievement of the technical result is facilitated by the fact that hydrochloric acid treatment is carried out at 80-95 ° C for 0.5-2.0 hours.
Достижению технического результата способствует также то, что выдержку нагретой молотой смеси производят в течение 3-5 часов, а высокотемпературную обработку спека ведут в течение 4-6 часов.The achievement of the technical result also contributes to the fact that the exposure to the heated ground mixture is carried out for 3-5 hours, and the high-temperature processing of the cake is carried out for 4-6 hours.
Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.The essential features of the claimed invention, which determine the scope of legal protection and are sufficient to obtain the above technical result, perform functions and relate to the result as follows.
Солянокислотная обработка исходного кианитового концентрата при концентрации кислоты 15-25%, Т:Ж=1:4-8 и нагревании с отделением алюмосиликатного остатка обеспечивает удаление примесей, преимущественно оксида железа, и высокую степень извлечения оксида алюминия. Обработка кианитового концентрата при концентрации кислоты менее 15% недостаточна для удаления оксида железа, а концентрация кислоты более 25% приводит к частичному удалению основного целевого компонента - Al2O3 и излишнему расходу соляной кислоты. Проведение кислотной обработки при отношении Т:Ж более 1:4 недостаточно для требуемого удаления примеси оксида железа, а при отношении Т:Ж менее 1:8 может происходить частичное растворение целевого компонента.The hydrochloric acid treatment of the initial kyanite concentrate at an acid concentration of 15-25%, T: L = 1: 4-8 and heating with separation of the aluminosilicate residue ensures the removal of impurities, mainly iron oxide, and a high degree of alumina recovery. The treatment of kyanite concentrate with an acid concentration of less than 15% is insufficient to remove iron oxide, and an acid concentration of more than 25% leads to a partial removal of the main target component, Al 2 O 3 and an excessive consumption of hydrochloric acid. Carrying out an acid treatment with a T: W ratio of more than 1: 4 is not enough for the required removal of iron oxide impurities, and with a T: W ratio of less than 1: 8, partial dissolution of the target component can occur.
Смешивание алюмосиликатного остатка с гидродифторидом аммония NH4HF2 в массовом соотношении 1:3-4 обеспечивает в выбранном температурном интервале (240-270°C) полное фторирование основных компонентов кианитового концентрата с получением гексафторалюмината аммония (NH4)3AlF6, гексафторосиликата аммония (NH4)2SiF6, гексафтортитаната аммония (NH4)2TiF6 и гексафторферрата аммония (NH4)3FeF6. Снижение количества гидродифторида аммония относительно количества алюмосиликатного остатка в соотношении 1:3 приводит к неполному фторированию компонентов кианитового концентрата. Повышение количества гидродифторида аммония относительно количества алюмосиликатного остатка в соотношении 1:4 приводит к перерасходу гидродифторида аммония и образованию плотных пленок на поверхности молотой смеси, что затрудняет фторирование компонентов.Mixing the aluminosilicate residue with ammonium hydrodifluoride NH 4 HF 2 in a weight ratio of 1: 3-4 provides in the selected temperature range (240-270 ° C) the complete fluorination of the main components of the kyanite concentrate to obtain ammonium hexafluoroaluminate (NH 4 ) 3 AlF 6 , ammonium hexafluorosilicate (NH 4 ) 2 SiF 6 , ammonium hexafluorotitanate (NH 4 ) 2 TiF 6 and ammonium hexafluoroferrate (NH 4 ) 3 FeF 6 . A decrease in the amount of ammonium hydrodifluoride relative to the amount of aluminosilicate residue in a ratio of 1: 3 leads to incomplete fluorination of the components of the kyanite concentrate. An increase in the amount of ammonium hydrodifluoride relative to the amount of aluminosilicate residue in a ratio of 1: 4 leads to an excessive consumption of ammonium hydrodifluoride and the formation of dense films on the surface of the ground mixture, which complicates the fluorination of components.
Помол смеси до крупности частиц 60-250 мкм в количестве не менее 90% перед ее нагреванием способствует увеличению поверхности частиц, более равномерному распределению компонентов в объеме смеси, а также диффузии гидродифторида аммония к реакционным центрам в зернах кианита и обратной диффузии летучих продуктов фторирования, что обеспечивает эффективное фторирование компонентов. Помол смеси до крупности частиц менее 60 мкм увеличивает энергоемкость способа, не приводя к существенному улучшению диффузии гидродифторида аммония в зерна кианита, и не влияет на качество получаемого алюминийсодержащего продукта. Помол смеси до крупности частиц более 250 мкм не обеспечивает эффективной диффузии, что приводит к наличию непрореагировавшего кианита в получаемом алюминийсодержащем продукте.Grinding the mixture to a particle size of 60-250 microns in an amount of not less than 90% before heating it contributes to an increase in the surface of the particles, a more uniform distribution of the components in the volume of the mixture, as well as diffusion of ammonium hydrodifluoride to the reaction centers in kyanite grains and back diffusion of volatile fluorination products, which provides effective fluorination of components. Milling the mixture to a particle size of less than 60 microns increases the energy intensity of the method, without leading to a significant improvement in the diffusion of ammonium hydrodifluoride into kyanite grains, and does not affect the quality of the resulting aluminum-containing product. Grinding the mixture to a particle size of more than 250 microns does not provide effective diffusion, which leads to the presence of unreacted kyanite in the resulting aluminum-containing product.
Нагревание молотой смеси до 240-270°C с выдержкой в нагретом состоянии обеспечивает более полное фторирование всех компонентов кианитового концентрата. При температуре ниже 240°C не обеспечивается полнота фторирования компонентов. В получаемом алюминийсодержащем продукте остается непрореагировавший кианитовый концентрат. Нагревание и выдержка смеси при температуре выше 270°C приводит к быстрому испарению и расплавлению гидродифторида аммония с образованием твердого труднодробящегося спека, что также не обеспечивает требуемую полноту фторирования компонентов.Heating the ground mixture to 240-270 ° C with holding in the heated state provides more complete fluorination of all components of the kyanite concentrate. At temperatures below 240 ° C, the completeness of fluorination of the components is not ensured. Unreacted kyanite concentrate remains in the resulting aluminum-containing product. Heating and holding the mixture at temperatures above 270 ° C leads to the rapid evaporation and melting of ammonium hydrodifluoride with the formation of hard, hard-to-cake cake, which also does not provide the required completeness of fluorination of the components.
Обработка спека при 780-820°C обеспечивает получение алюминийсодержащего продукта с низким содержанием примеси оксида кремния при высокой степени извлечения оксида алюминия и его высокого содержания в продукте. Обработка спека при температуре ниже 780°C приводит к тому, что в газовую фазу не полностью переходят и удаляются все аммонийсодержащие фториды. А обработка спека при температуре выше 820°C нецелесообразна, так как требует больших энергетических затрат и приводит к снижению степени извлечения оксида алюминия в алюминийсодержащий продукт по причине уноса летучих соединений алюминия.Sinter processing at 780-820 ° C provides the production of an aluminum-containing product with a low content of silicon oxide impurities with a high degree of extraction of aluminum oxide and its high content in the product. Processing the cake at a temperature below 780 ° C leads to the fact that all ammonium fluorides are not completely transferred to the gas phase and removed. And the processing of cake at a temperature above 820 ° C is impractical, since it requires high energy costs and leads to a decrease in the degree of extraction of aluminum oxide in an aluminum-containing product due to the entrainment of volatile aluminum compounds.
Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в снижении содержания примеси диоксида кремния в алюминийсодержащем продукте при одновременным обеспечении высокой степени извлечения оксида алюминия и его высокого содержания в целевом продукте.The combination of the above features is necessary and sufficient to achieve the technical result of the invention, which consists in reducing the content of impurities of silicon dioxide in the aluminum-containing product while ensuring a high degree of extraction of aluminum oxide and its high content in the target product.
В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие операции и режимные параметры.In particular cases of carrying out the invention, the following operations and operating parameters are preferred.
Солянокислотная обработка кианитового концентрата при 80-95°C в течение 0,5-2,0 часов позволяет уменьшить в 6 раз и более содержание оксида железа в алюмосиликатном остатке, не уменьшая содержания оксида алюминия. Обработка концентрата при температуре ниже 80°C и менее 0,5 часов приводит к недостаточному удалению примеси железа, а обработка при температуре выше 95°C и более 2 часов приводит к частичному удалению оксида алюминия и соответственно к снижению степени извлечения оксида алюминия и его содержания в целевом продукте.The hydrochloric acid treatment of kyanite concentrate at 80-95 ° C for 0.5-2.0 hours allows reducing the content of iron oxide in the aluminosilicate residue by 6 times or more, without reducing the content of aluminum oxide. Processing the concentrate at temperatures below 80 ° C and less than 0.5 hours leads to insufficient removal of iron impurities, and processing at temperatures above 95 ° C and more than 2 hours leads to partial removal of aluminum oxide and, accordingly, to a decrease in the degree of extraction of aluminum oxide and its content in the target product.
Выдержка нагретой молотой смеси в течение 3-5 часов способствует полному фторированию всех компонентов. Выдержка менее 3 часов приводит к наличию в полученном спеке непрореагировавших компонентов, а выдержка более 5 часов ведет к неоправданному увеличению энергоемкости способа без существенных изменений качества получаемого продукта.Exposure of the heated ground mixture for 3-5 hours contributes to the complete fluorination of all components. Exposure of less than 3 hours leads to the presence of unreacted components in the obtained cake, and exposure to more than 5 hours leads to an unjustified increase in the energy intensity of the method without significant changes in the quality of the resulting product.
Высокотемпературная обработка спека в течение 4-6 часов обеспечивает полное удаление летучих гексафторсиликата, гексафтортитаната и фторида аммония и получение остатка с высоким содержанием оксида алюминия. Время обработки спека менее 4 часов недостаточна для полного удаления летучих соединений кремния, что приводит к увеличению содержания диоксида кремния в получаемом продукте, а время обработки более 6 часов приводит к уносу летучих соединений алюминия и уменьшению извлечения оксида алюминия в целевой продукт.High-temperature processing of cakes for 4-6 hours ensures the complete removal of volatile hexafluorosilicate, hexafluorotitanate and ammonium fluoride and obtain a residue with a high content of aluminum oxide. A cake processing time of less than 4 hours is insufficient to completely remove the volatile silicon compounds, which leads to an increase in the content of silicon dioxide in the resulting product, and a processing time of more than 6 hours leads to the entrainment of volatile aluminum compounds and a decrease in the extraction of aluminum oxide in the target product.
Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ в оптимальном режиме с точки зрения снижения содержания примеси диоксида кремния в алюминийсодержащем продукте при одновременном обеспечении высокой степени извлечения оксида алюминия и его высокого содержания.The above particular features of the invention make it possible to carry out the method in an optimal manner from the point of view of reducing the content of silicon dioxide impurities in an aluminum-containing product while ensuring a high degree of extraction of aluminum oxide and its high content.
Сущность предлагаемого способа и достигаемые результаты более наглядно могут быть проиллюстрированы следующими примерами.The essence of the proposed method and the achieved results can be more clearly illustrated by the following examples.
Пример 1. Берут 50 г кианитового концентрата, содержащего, мас.%: Al2O3 - 35,5, SiO2 - 59,3, Fe2O3 - 1,38, TiO2 - 1,13, и обрабатывают 200 мл 15% раствора соляной кислоты (Т:Ж=1:4) при температуре 80°C в течение 0,5 часов с отделением алюмосиликатного остатка. Остаток смешивают с 150 г гидродифторида аммония NH4HF2 в массовом соотношении 1:3. Полученную смесь подвергают помолу до обеспечения крупности частиц 60-250 мкм в количестве 90%. Молотую смесь нагревают до 240°C и выдерживают в течение 3 часов до полного фторирования компонентов с образованием спека. По данным рентгенофазового анализа полученный спек содержит гексафторалюминат аммония (NH4)3AlF6, гексафторосиликат аммония (NH4)2SiF6, гексафтортитанат аммония (NH4)2TiF6, гексафторферрат аммония (NH4)3FeF6 и фторид аммония NH4F. Затем проводят высокотемпературную обработку спека при 780°C в течение 4 часов с удалением летучих гексафторосиликата, гексафтортитаната и фторида аммония и разложением гексафторалюмината и гексафторферрата аммония. При этом получают продукт, содержащий, мас.%: Al2O3 - 98,7, SiO2 - 0,08, Fe2O3 - 0,41. Степень извлечения Al2O3 в алюминийсодержащий продукт составляет 94%.Example 1. Take 50 g of kyanite concentrate containing, wt.%: Al 2 O 3 - 35.5, SiO 2 - 59.3, Fe 2 O 3 - 1.38, TiO 2 - 1.13, and treated with 200 ml of a 15% hydrochloric acid solution (T: W = 1: 4) at a temperature of 80 ° C for 0.5 hours with separation of the aluminosilicate residue. The residue is mixed with 150 g of ammonium hydrodifluoride NH 4 HF 2 in a mass ratio of 1: 3. The resulting mixture is subjected to grinding to ensure particle size 60-250 microns in an amount of 90%. The ground mixture is heated to 240 ° C and incubated for 3 hours until the components are completely fluorinated to form a cake. According to x-ray phase analysis, the obtained cake contains ammonium hexafluoroaluminate (NH 4 ) 3 AlF 6 , ammonium hexafluorosilicate (NH 4 ) 2 SiF 6 , ammonium hexafluorotitanate (NH 4 ) 2 TiF 6 , ammonium hexafluoroferrate (NH 4 ) 3 FeF 6 and ammonium fluoride NH 4 F. Then, a high-temperature cake treatment is carried out at 780 ° C for 4 hours to remove volatile hexafluorosilicate, hexafluorotitanate and ammonium fluoride and decomposition of hexafluoroaluminate and ammonium hexafluoroferrate. In this case, a product is obtained containing, wt.%: Al 2 O 3 - 98.7, SiO 2 - 0.08, Fe 2 O 3 - 0.41. The degree of extraction of Al 2 O 3 in the aluminum-containing product is 94%.
Пример 2. Берут 50 г кианитового концентрата, содержащего, мас.%: Al2O3 - 35,5, SiO2 - 59,3, Fe2O3 - 1,38, TiO2 - 1,13, и обрабатывают 250 мл 20% раствора соляной кислоты (Т:Ж=1:5) при температуре 90°C в течение 1 часа с отделением алюмосиликатного остатка. Остаток смешивают с 200 г гидродифторида аммония NH4HF2 в массовом соотношении 1:4. Полученную смесь подвергают помолу до обеспечения крупности частиц 60-250 мкм в количестве 92%. Молотую смесь нагревают до 250°C и выдерживают в течение 3 часов до полного фторирования компонентов с образованием спека. По данным рентгенофазового анализа полученный спек содержит гексафторалюминат аммония (NH4)3AlF6, гексафторосиликат аммония (NH4)2SiF6, гексафтортитанат аммония (NH4)2TiF6, гексафторферрат аммония (NH4)3FeF6 и фторид аммония NH4F. Затем проводят высокотемпературную обработку спека при 800°C в течение 4 часов с удалением летучих гексафторосиликата, гексафтортитаната и фторида аммония и разложением гексафторалюмината и гексафторферрата аммония. При этом получают продукт, содержащий, мас.%: Al2O3 - 98,9, SiO2 менее 0,0001, Fe2O3 - 0,34. Степень извлечения Al2O3 в алюминийсодержащий продукт составляет 98%.Example 2. Take 50 g of kyanite concentrate containing, wt.%: Al 2 O 3 - 35.5, SiO 2 - 59.3, Fe 2 O 3 - 1.38, TiO 2 - 1.13, and treated with 250 ml of a 20% hydrochloric acid solution (T: W = 1: 5) at a temperature of 90 ° C for 1 hour with separation of the aluminosilicate residue. The residue is mixed with 200 g of ammonium hydrodifluoride NH 4 HF 2 in a mass ratio of 1: 4. The resulting mixture is subjected to grinding to ensure particle size 60-250 microns in an amount of 92%. The ground mixture is heated to 250 ° C and incubated for 3 hours until the components are completely fluorinated to form a cake. According to x-ray phase analysis, the obtained cake contains ammonium hexafluoroaluminate (NH 4 ) 3 AlF 6 , ammonium hexafluorosilicate (NH 4 ) 2 SiF 6 , ammonium hexafluorotitanate (NH 4 ) 2 TiF 6 , ammonium hexafluoroferrate (NH4) 3FeF 6 and ammonium fluoride NH 4 4 Then, a high-temperature sinter treatment is carried out at 800 ° C for 4 hours with the removal of volatile hexafluorosilicate, hexafluorotitanate and ammonium fluoride and the decomposition of hexafluoroaluminate and ammonium hexafluoroferrate. In this case, a product is obtained containing, wt.%: Al 2 O 3 - 98.9, SiO 2 less than 0.0001, Fe 2 O 3 - 0.34. The degree of extraction of Al 2 O 3 in the aluminum-containing product is 98%.
Пример 3. Берут 50 г кианитового концентрата, содержащего, мас.%: Al2O3 - 35,5, SiO2 - 59,3, Fe2O3 - 1,38, TiO2 - 1,13, и обрабатывают 300 мл 25% раствора соляной кислоты (Т:Ж=1:6) при температуре 90°С в течение 2 часов с отделением алюмосиликатного остатка. Остаток смешивают с 200 г гидродифторида аммония NH4HF2 в массовом соотношении 1:4. Полученную смесь подвергают помолу до обеспечения крупности частиц 60-250 мкм в количестве 95%. Молотую смесь нагревают до 270°C и выдерживают в течение 4 часов до полного фторирования компонентов с образованием спека. По данным рентгенофазового анализа полученный спек содержит гексафторалюминат аммония (NH4)3AlF6, гексафторосиликат аммония (NH4)2SiF6, гексафтортитанат аммония (NH4)2TiF6, гексафторферрат аммония (NH4)3FeF6 и фторид аммония NH4F. Затем проводят высокотемпературную обработку спека при 820°C в течение 5 часов с удалением летучих гексафторосиликата, гексафтортитаната и фторида аммония и разложением гексафторалюмината и гексафторферрата аммония. При этом получают продукт, содержащий, мас.%: Al2O3 - 99,5, SiO2 менее 0,0001, Fe2O3 - 0,4. Степень извлечения Al2O3 в алюминийсодержащий продукт составляет 96%.Example 3. Take 50 g of kyanite concentrate containing, wt.%: Al 2 O 3 - 35.5, SiO 2 - 59.3, Fe 2 O 3 - 1.38, TiO 2 - 1.13, and treated with 300 ml of a 25% hydrochloric acid solution (T: W = 1: 6) at a temperature of 90 ° C for 2 hours with separation of the aluminosilicate residue. The residue is mixed with 200 g of ammonium hydrodifluoride NH 4 HF 2 in a mass ratio of 1: 4. The resulting mixture is subjected to grinding to ensure particle size 60-250 microns in an amount of 95%. The ground mixture is heated to 270 ° C and incubated for 4 hours until complete fluorination of the components with the formation of cake. According to x-ray phase analysis, the obtained cake contains ammonium hexafluoroaluminate (NH 4 ) 3 AlF 6 , ammonium hexafluorosilicate (NH 4 ) 2 SiF 6 , ammonium hexafluorotitanate (NH 4 ) 2 TiF 6 , ammonium hexafluoroferrate (NH 4 ) 3 FeF 6 and ammonium fluoride NH 4 F. Then, a high-temperature sinter treatment is carried out at 820 ° C for 5 hours to remove volatile hexafluorosilicate, hexafluorotitanate and ammonium fluoride and decomposition of hexafluoroaluminate and ammonium hexafluoroferrate. In this case, a product is obtained containing, wt.%: Al 2 O 3 - 99.5, SiO 2 less than 0.0001, Fe 2 O 3 - 0.4. The degree of extraction of Al 2 O 3 in the aluminum-containing product is 96%.
Пример 4. Берут 50 г кианитового концентрата, содержащего, мас.%: Al2O3 - 35,5, SiO2 - 59,3, Fe2O3 - 1,38, TiO2 - 1,13, и обрабатывают 400 мл 22% раствора соляной кислоты (Т:Ж=1:8) при температуре 95°C в течение 1 часа с отделением алюмосиликатного остатка. Остаток смешивают с 200 г гидродифторида аммония NH4HF2 в массовом соотношении 1:4. Полученную смесь подвергают помолу до обеспечения крупности частиц 60-250 мкм в количестве 91%. Молотую смесь нагревают до 270°C и выдерживают в течение 5 часов до полного фторирования компонентов с образованием спека. По данным рентгенофазового анализа полученный спек содержит гексафторалюминат аммония (NH4)3AlF6, гексафторосиликат аммония (NH4)2SiF6, гексафтортитанат аммония (NH4)2TiF6, гексафторферрат аммония (NH4)3FeF6 и фторид аммония NH4F. Затем проводят высокотемпературную обработку спека при 800°C в течение 6 часов с удалением летучих гексафторосиликата, гексафтортитаната и фторида аммония и разложением гексафторалюмината и гексафторферрата аммония. При этом получают продукт, содержащий, мас.%: Al2O3 - 99,1, SiO2 менее 0,0001, Fe2O3 - 0,38. Степень извлечения Al2O3 в алюминийсодержащий продукт составляет 95%.Example 4. Take 50 g of kyanite concentrate containing, wt.%: Al 2 O 3 - 35.5, SiO 2 - 59.3, Fe 2 O 3 - 1.38, TiO 2 - 1.13, and treated with 400 ml of a 22% hydrochloric acid solution (T: W = 1: 8) at a temperature of 95 ° C for 1 hour with separation of the aluminosilicate residue. The residue is mixed with 200 g of ammonium hydrodifluoride NH 4 HF 2 in a mass ratio of 1: 4. The resulting mixture is subjected to grinding to ensure particle size 60-250 microns in an amount of 91%. The ground mixture is heated to 270 ° C and incubated for 5 hours until the components are completely fluorinated to form a cake. According to x-ray phase analysis, the obtained cake contains ammonium hexafluoroaluminate (NH 4 ) 3 AlF 6 , ammonium hexafluorosilicate (NH 4 ) 2 SiF 6 , ammonium hexafluorotitanate (NH 4 ) 2 TiF 6 , ammonium hexafluoroferrate (NH 4 ) 3 FeF 6 and ammonium fluoride NH 4 F. Then a high-temperature treatment of cake is carried out at 800 ° C for 6 hours with the removal of volatile hexafluorosilicate, hexafluorotitanate and ammonium fluoride and decomposition of hexafluoroaluminate and ammonium hexafluoroferrate. In this case, a product is obtained containing, wt.%: Al 2 O 3 - 99.1, SiO 2 less than 0.0001, Fe 2 O 3 - 0.38. The degree of extraction of Al 2 O 3 in the aluminum-containing product is 95%.
Из приведенных Примеров видно, что заявляемый способ позволяет по сравнению с прототипом снизить содержание примеси диоксида кремния в получаемом алюминийсодержащем продукте до 0,0001% и менее. Способ обеспечивает высокую (до 98%) степень извлечения оксида алюминия из кианитового концентрата при содержании оксида алюминия в целевом продукте 98,7-99,5%. Заявляемый способ может быть реализован с привлечением стандартного технологического оборудования.From the above Examples it is seen that the inventive method allows, in comparison with the prototype, to reduce the content of impurities of silicon dioxide in the resulting aluminum-containing product to 0.0001% or less. The method provides a high (up to 98%) degree of extraction of alumina from kyanite concentrate with an alumina content of 98.7-99.5% in the target product. The inventive method can be implemented using standard technological equipment.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013101401/02A RU2518807C1 (en) | 2013-01-30 | 2013-01-30 | Method of kyanite concentrate recycling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013101401/02A RU2518807C1 (en) | 2013-01-30 | 2013-01-30 | Method of kyanite concentrate recycling |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2518807C1 true RU2518807C1 (en) | 2014-06-10 |
Family
ID=51216513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013101401/02A RU2518807C1 (en) | 2013-01-30 | 2013-01-30 | Method of kyanite concentrate recycling |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2518807C1 (en) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3816093A (en) * | 1970-05-28 | 1974-06-11 | Ethyl Corp | Halogenating method of reducing iron and titanium content of alumina-silica ore |
| AU4610279A (en) * | 1978-04-21 | 1979-10-25 | Scm Chemicals Limited | Production of titanium chlorides |
| EP0105164A1 (en) * | 1982-09-02 | 1984-04-11 | Scm Chemicals Limited | Process for the chlorination of oxidic materials |
| EP0107310A1 (en) * | 1982-09-29 | 1984-05-02 | David Weston | Production of a purified aluminum monochloride from alumina, bauxites and clays and the subsequent production of aluminum metal |
| CA2001751A1 (en) * | 1988-10-28 | 1990-04-28 | Michael J. Hollitt | Recovery of titanium values from minerals |
| US5417163A (en) * | 1991-05-15 | 1995-05-23 | Sambre Et Meuse (Societe Anonyme) | Railway bogie with frame having selective deformability |
| RU2171226C1 (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Геонанотехнология" | Alumina production process |
| WO2007127028A1 (en) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Tronox Llc | Processing of waste or cyclone solids from the chlorination of titanium bearing ores |
| RU2382094C1 (en) * | 2008-06-23 | 2010-02-20 | Андрей Станиславович Клямко | Rolling method of silica-titanic concentrates |
-
2013
- 2013-01-30 RU RU2013101401/02A patent/RU2518807C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3816093A (en) * | 1970-05-28 | 1974-06-11 | Ethyl Corp | Halogenating method of reducing iron and titanium content of alumina-silica ore |
| AU4610279A (en) * | 1978-04-21 | 1979-10-25 | Scm Chemicals Limited | Production of titanium chlorides |
| EP0105164A1 (en) * | 1982-09-02 | 1984-04-11 | Scm Chemicals Limited | Process for the chlorination of oxidic materials |
| EP0107310A1 (en) * | 1982-09-29 | 1984-05-02 | David Weston | Production of a purified aluminum monochloride from alumina, bauxites and clays and the subsequent production of aluminum metal |
| CA2001751A1 (en) * | 1988-10-28 | 1990-04-28 | Michael J. Hollitt | Recovery of titanium values from minerals |
| US5417163A (en) * | 1991-05-15 | 1995-05-23 | Sambre Et Meuse (Societe Anonyme) | Railway bogie with frame having selective deformability |
| RU2171226C1 (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Геонанотехнология" | Alumina production process |
| WO2007127028A1 (en) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Tronox Llc | Processing of waste or cyclone solids from the chlorination of titanium bearing ores |
| RU2382094C1 (en) * | 2008-06-23 | 2010-02-20 | Андрей Станиславович Клямко | Rolling method of silica-titanic concentrates |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104386719B (en) | A kind of preparation method of Alpha-alumina | |
| JP5296539B2 (en) | Glass polishing composition mainly containing ceria and method for producing the same | |
| CN104743560B (en) | A kind of method for preparing silicon, aluminium series of products as raw material with gangue | |
| CN104144878B (en) | Aluminium-hydroxide powder and manufacture method thereof | |
| CN1114291A (en) | Production of powder of 2-Aluminium monoxide | |
| US2961297A (en) | Process for producing alumina of low soda content | |
| RU2518807C1 (en) | Method of kyanite concentrate recycling | |
| US2887361A (en) | Purification of alumina | |
| Rimkevich et al. | Integrated fluoride processing of kyanite concentrates | |
| CN107500324A (en) | The method for preparing high purity aluminium oxide | |
| RU2624749C2 (en) | Method of obtaining beryllium oxide and beryllium metal | |
| US2973247A (en) | Titanium boride and method for making same | |
| JP2014125407A (en) | Method for manufacturing high-purity silicon carbide | |
| JP2001180931A (en) | Method for producing alumina of low soda content | |
| JP3975513B2 (en) | Continuous production of alpha alumina | |
| CN111051463A (en) | Method for producing raw material for cerium-based abrasive and method for producing cerium-based abrasive | |
| JP2003012323A (en) | Method for producing low soda alumina | |
| EP2730541B1 (en) | Method for producing mixture of silica and carbon | |
| Rimkevich et al. | Study of fluoride processing of kyanite concentrates | |
| RU2489503C1 (en) | Method of processing kyanite concentrate | |
| RU2011120904A (en) | METHOD FOR PRODUCING BORIDE COATINGS FROM BORIC ACID | |
| JP5588114B2 (en) | Manufacturing method and processing method of cerium-based abrasive | |
| WO2009063482A2 (en) | Extraction of alumina | |
| Rimkevich et al. | Integrated processing of kaolin concentrates using fluoride metallurgy | |
| RU2609478C1 (en) | Method of processing spent lining of aluminium electrolytic cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180131 |