СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТИТАНКРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ КОНЦЕНТРАТОВ

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТИТАНКРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ КОНЦЕНТРАТОВ


RU (11) 2250926 (13) C1

(51) 7 C22B34/12 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2003124473/02 
(22) Дата подачи заявки: 2003.08.08 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.08.08 
(45) Опубликовано: 2005.04.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2032756 C1, 10.04.1995. US 2494139 А, 10.01.1950. GB 1300973 A, 29.12.1972. GB 1104262 А, 21.02.1968. 
(72) Автор(ы): Федун М.П. (RU); Баканов В.К. (RU); Охрименко В.Е. (RU); Георгиади Е.К. (RU); Чистов Л.Б. (RU); Пастихин В.В. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Федун Марина Петровна (RU); Баканов Виталий Константинович (RU); Охрименко Владимир Емельянович (RU); Георгиади Елизавета Кузьминична (RU); Чистов Леонид Борисович (RU); Пастихин Валерий Васильевич (RU) 
Адрес для переписки: 115093, Москва, ул. Люсиновская, 26-28, корп.6, кв.27, Л.Б. Чистову 

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТИТАНКРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ КОНЦЕНТРАТОВИзобретение относится к металлургии редких металлов, а именно к способам переработки трудновскрываемых лейкоксеновых концентратов Ярегского месторождения. В предложенном способе, включающем измельчение чернового концентрата и разделение титан- и кремнийсодержащих фракций с получением богатого титансодержащего концентрата, согласно изобретению измельченный исходный концентрат классифицируют по классу 0,2 мм, продукт крупностью +0,2 мм доизмельчают с дополнительным выделением фракции -0,2 мм, объединяют фракции -0,2 мм и подвергают мокрой магнитной сепарации в поле с магнитной индукцией до 0,1 Т для отделения железосодержащей фракции, полученную немагнитную фракцию обезвоживают и осуществляют разделение титан- и кремнийсодержащих фракций основной флотацией с получением пенного продукта, обогащенного лейкоксеном, и камерного продукта, обогащенного кварцем, камерный продукт обезвоживают, измельчают и подвергают контрольной флотации с получением пенного продукта, обогащенного лейкоксеном, пенный продукт контрольной флотации объединяют с пенным продуктом основной флотации и подвергают перечистным флотациям с получением в пенном продукте богатого титансодержащего концентрата, а камерные продукты перечистных флотаций подвергают контрольной перечистной флотации с получением в пенном продукте дополнительного титансодержащего промпродукта, при этом флотацию на всех стадиях проводят в кислой среде смесью первичных и вторичных аминов. Обеспечивается повышение эффективности разделения титан-кремнийсодержащих черновых лейкоксеновых концентратов, снижение энергозатрат, повышение извлечения титансодержащих фракций. 3 з.п. ф-лы.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к металлургии редких металлов, а именно к способам переработки трудновскрываемых лейкоксеновых концентратов Ярегского месторождения.

Лейкоксеновые концентраты Ярегского месторождения представляют собой полиминеральные титан-кремниевые агрегаты, состоящие из сростков минералов титана (рутила, анатаза) с кварцем. Содержание двуокиси титана в них ~45-50%.

Для производства пигментов на основе двуокиси титана с высокими экономическими показателями содержание его в исходных концентратах должно быть не менее 65%.

Технической задачей заявляемого изобретения является переработка черновых лейкоксеновых концентратов с получением обогащенных титaнcодержащих материалов, с содержанием двуокиси титана 68-70% и извлечением 90-95%.

Известен способ получения двуокиси титана из лейкоксенового концентрата с содержанием в нем ~45% TiО2, включающий его размол, смешение с концентрированной серной кислотой в присутствии железной стружки в массовом соотношении Т:Ж=1,2:1,0; нагрев смеси до температуры 250-300°С, выдержку в течение двух часов при 280°С, охлаждение до 80°С продувкой воздухом и выщелaчивание подкисленной водой и осаждение из растворов (Авт. св. СССР №235883, МПК С 22 В 34/12, опубл. 1969 г.).

Способ предусматривает большой расход электроэнергии на операции разложения концентрата из-за низкой реакционной способности рутила и анатаза.

Известен способ переработки лейкоксенового концентрата с содержанием ТiO2, ~46%, включающий восстановительный обжиг при температуре 1200-1350°С в течение 20-150 мин, измельчение обожженного концентрата до крупности 75 мкм, смешение с концентрированной серной кислотой, нагревание до 200°С и выдержку при этой температуре в течение 1,5 часов, охлаждение и выщелачивание водой (см. патент РФ №2001138, С 22 В 34/12, опубл 15.10.93).

Недостатком способа является высокая энергоемкость и экологическая агрессивность, использование сложного технологического оборудования.

Известен способ переработки низкотитановых лейкоксеновых концентратов с содержанием TiO2 ~50,1%, включающий дробление - дезинтеграцию агрегатов в воде ультразвуком и последующее разделение титановой и кремниевой фаз в тяжелых жидкостях на центрифугах (см. патент РФ №1766087, МПК С 22 В 34/12, опубл. 1982 г.).

Недостатком способа является малая производительность процесса (в лабораторных условиях 1-5 кг/ч), сравнительно длительное время ультразвукового дробления (40-60 мин) и использование тяжелых жидкостей (на 1 т концентрата требуется 3-4 т тяжелой жидкости). Способ непригоден для промышленной реализации из-за отсутствия необходимого оборудования (ультазвуковых генераторов большой мощности), большого расхода высокотоксичных и дорогостоящих тяжелых жидкостей для разделения титан-кремниевых фаз.

Известен способ переработки лейкоксеновых концентратов с содержанием TiO2 ~51,2%, включающий дезинтеграцию микроагрегатов лейкоксена путем измельчения его в ударных дезинтеграторах роторного типа с последующей сепарацией разделенных фаз TiQ2 и SiО2 в водном потоке на винтовых шлюзах, разделение осуществляют за счет различной плотности этих фаз (патент РФ №2032756, МПК С 22 В 34/12, опубл. 10.04.95). Способ принят за прототип.

Недостатком способа является чрезвычайно низкая эффективность разделения из-за небольших различий в плотностях разделяемых минералов (разность составляет 0,5-0,7 г/см3 ), в связи с чем способ также непригоден для промышленной реализации.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности разделения титан-кремнийсодержащих фракций черновых лейкоксеновых концентратов с использованием стандартного оборудования, снижение энергозатрат, повышение извлечения титансодержащих фракций.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки титан-кремнийсодержащих концентратов, преимущественно лейкоксеновых, включающем измельчение исходного чернового концентрата и разделение титан- и кремнийсодержащих фракций с получением богатого титансодержащего продукта, согласно изобретению измельченный исходный концентрат классифицируют по классу 0,2 мм, продукт крупностью +0,2 мм доизмельчают с дополнительным выделением фракции -0,2 мм, объединяют фракции -0,2 мм и подвергают мокрой магнитной сепарации в поле с магнитной индукцией до 0,1 Т для отделения железосодержащей фракции, полученную немагнитную фракцию обезвоживают и осуществляют разделение титан- и кремнийсодержащих фракций основной флотацией с получением пенного продукта, обогащенного лейкоксеном, и камерного продукта, обогащенного кварцем, камерный продукт обезвоживают, измельчают и подвергают контрольной флотации с получением пенного продукта, обогащенного лейкоксеном, пенный продукт контрольной флотации объединяют с пенным продуктом основной флотации и подвергают перечистным флотациям с получением в пенном продукте богатого титансодержащего концентрата, а камерный продукт перечистных флотации подвергают контрольной перечистной флотации с получением в пенном продукте дополнительного титансодержащего концентрата, при этом флотацию на всех стадиях проводят в кислой среде смесью первичных и вторичных аминов; кислую среду создают щавелевой и/или серной кислотой до рН 4,5-5,0 с дополнительным введением кремнефторида натрия; флотацию проводят смесью первичных и вторичных аминов при их соотношении (2-1):(1-2) и камерный продукт основной флотации после обезвоживания измельчают до 0,07 мм, а дополнительный титановый промпродукт, содержащий 35% двуокиси титана, используют для получения цветных пигментов.

Сущность способа заключается в следующем.

Предложена флотационная схема доводки черновых лейкоксеновых концентратов, состоящих из трудновскрываемых фаз TiО2 и SiО2 (из-за чего химические способы экономически не эффективны), включающая совокупность флотационных переделов, а именно

- основную флотацию, в процессе которой из предварительно дезинтегрированного чернового концентрата извлекают лейкоксеновую фазу в богатый титансодержащий концентрат,

- перечистные флотации, в процессе которых идет дообогащение титансодержащего концентрата и

- контрольные флотации, в процессе которых доизвлекается лейкоксен из камерных продуктов.

В результате получают титановый продукт с содержанием двуокиси титана 68-70% и извлечением 93-95% и промпродукт, содержащий 35% TiQ2, который можно использовать в качестве сырья для цветных пигментов.

Высокие показатели по содержанию и извлечению достигнуты при малых энергозатратах на стандартном оборудовании классическим, хорошо освоенным горной промышленностью флотационным процессом, основанным на различиях физико-химических свойств разделяемых минеральных фаз с использованием неизвестных ранее для разделения титана и кремния флотационных реагентов.

Исходный лейкоксеновый концентрат, в котором содержание, мас.%:

TiO2 50,8; SiO2 41,9, измельчают до крупности 0,2 мм и разделяют на фракции +0,2 мм и -0,2 мм. Во фракцию -0,2 мм извлекается до ~65% двуокиси титана при среднем его содержании ~52%.

Двуокись титана неравномерно распределена по классам крупности, и в основном ею обогащены более тонкие классы -0,125 мм, в то время как кварцем обогащены в основном крупные фракции +0,25 мм.

Поэтому для повышения извлечения двуокиси титана, после классификации по классу 0,2 мм, фракцию +0,2 мм необходимо доизмельчать с дополнительным выделением фракции -0,2 мм.

Исходный материал содержит железо и, кроме того, в процессе измельчения он дополнительно загрязняется железом, поэтому измельченный концентрат необходимо очищать, для чего предложено использовать мокрую магнитную сепарацию в слабом магнитном поле. Полученную немагнитную фракцию подвергают основной флотации в кислой среде смесью первичных и вторичных (диаминов) аминов. Концентрат основной флотации (пенный продукт) подвергают двум флотационным перечисткам с получением богатого титанового концентрата, содержащего 68-70% двуокиси титана и с извлечением 93%. Камерный продукт основной флотации после обезвоживания и измельчения подвергают контрольной флотации, при этом полученный пенный продукт контрольной флотации заворачивают в процесс основной флотации для объединения пенных продуктов, а камерные продукты перечистных флотаций подвергают контрольной перечисной флотации с получением в пенном продукте дополнительного титанового промпродукта, содержащего 35% TiO2, который является исходным сырьем для цветных пигментов.

Таким образом, новым в заявленном способе является предложенная флотационная схема доводки чернового кварц-лейкоксенового концентрата.

Предложенная совокупность флотационных операций, состав и использование неизвестных для титановых минералов флотореагентов - смесь аминов и диаминов - и режимов флотации позволяют получать при низких эксплуатационных затратах два вида продуктов - богатый титановый концентрат с содержанием двуокиси титана 68,8% и извлечением 93% и дополнительный титановый промпродукт с содержанием двуокиси титана 35%, который может быть использован в технологии получения цветных пигментов. 

Обоснование параметров.

Проведение мокрой магнитной сепарации в поле до 0,1 Т обеспечивает достаточную очистку от железосодержащих фракций в виде оксидов, образующих тонкие пленки, налеты, корочки на поверхности зерен кварца и лейкоксена, и частиц аппаратурного железа.

Увеличение напряженности поля приводит к потерям лейкоксена с магнитной фракцией.

Проведение флотации с использованием в качестве флотореагентов - собирателей смеси первичных и вторичных аминов (аминов и диаминов) - позволяет разделить лейкоксен и кварц. Эффект разделения достигается благодаря селективной химической и физической адсорбции реагентов собирателей на поверхности титановых минералов в кислой среде и депрессии кварца фторосодержащим модификатором - кремнефторидом натрия. Кроме того, кремнефторид натрия выполняет дополнительную функцию активатора флотации минералов титана.

Заявленное соотношение амина и диамина (1-2):(2-1) обеспечивает наибольшее извлечение лейкоксена в пенный продукт.

Сочетание установленной крупности флотируемого материала (-0,2 мм) и соотношений флотореагентов между собой позволяют наиболее полно и с наибольшим выходом разделить лейкоксен и кварц и извлечь лейкоксен в пенный продукт, избежав при этом потерь титана с тонкими частицами, которые переходят в шламы.

Уменьшение и увеличение заявленного соотношения снижает показатели флотации лейкоксена.

Доизмельчение камерного продукта основной флотации до 0,07 мм связано с дополнительным освобождением фаз лейкоксена и кварца и соответственно с дополнительным извлечением лейкоксена в товарный концентрат. А возможность использования промпродуктов флотации для получения цветных пигментов делает технологию комплексной и снижает количество отходов.

Пример осуществления способа.

Лейкоксеновый концентрат, содержащий, мас.%: 50,8 двуокиси титана и 41,9 двуокиси кремния, оксиды алюминия, железа, магния, кальция, калия, натрия и др., подвергали измельчению в мельницах и классификации по крупности 0,2 мм. Фракцию +0,2 мм доизмельчали, объединяли с фракцией -0,2 мм и подвергали магнитной сепарации в магнитном поле напряженностью 0,9 Т с получением магнитного и немагнитного продукта. Магнитную фракцию направляли в хвосты, а немагнитный продукт направляли на основную флотацию лейкоксена. Основную, контрольную и перечистные операции флотации проводили в кислой среде с использованием серной или щавелевой кислоты при рН 4,5-5,0.

В качестве флотореагентов использовали ацетат амина с радикалом С12-С14 и диацетаталкилпропилендиамин с радикалом С16-С18 соответственно в соотношении 1:1 и расходе 250,0 г/т каждого, при введении кремнефторида натрия в количестве 5 кг/т с получением пенного продукта, обогащенного титаном, и камерного продукта.

Камерный продукт основной флотации обезвоживали, измельчали до 0,07 мм и подвергали первой контрольной флотации при рН 4,5-5,0 смесью ацетат амина с радикалом С12-С14 и диацетаталкилпропилендиамина с радикалом C16-C18 при соотношении 1:1 в присутствии кремнефторида натрия. Пенный продукт первой контрольной флотации объединяли с пенным продуктом основной флотации и после обезвоживания подвергали двум перечистным флотациям с получением основного титанового концентрата, содержащего 68-70% и извлечением 93% двуокиси титана.

Камерные продукты перечистных флотации обезвоживали и подвергали контрольной перечистной флотации с получением пенного продукта, который является дополнительным титановым продуктом, содержащим 35% двуокиси титана, пригодным для получения цветных пигментов.

Таким образом заявленный способ позволяет получить богатый титановый концентрат, пригодный для производства белых пигментов, и дополнительный титановый продукт для использования в технологии цветных пигментов с высокими показателями по извлечению (до 95%).




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Способ переработки лейкоксенового концентрата, включающий измельчение исходного чернового лейкоксенового концентрата и разделение титан- и кремнийсодержащих фракций с получением богатого титансодержащего концентрата, отличающийся тем, что измельченный исходный концентрат классифицируют по классу 0,2 мм, продукт крупностью +0,2 мм доизмельчают с дополнительным выделением фракции -0,2 мм, объединяют фракции -0,2 мм и подвергают мокрой магнитной сепарации в поле с магнитной индукцией до 0,1 Т для отделения железосодержащей фракции, полученную немагнитную фракцию обезвоживают и осуществляют разделение титан- и кремнийсодержащих фракций основной флотацией с получением пенного продукта, обогащенного лейкоксеном, и камерного продукта, обогащенного кварцем, камерный продукт обезвоживают, измельчают и подвергают контрольной флотации с получением пенного продукта, обогащенного лейкоксеном, пенный продукт контрольной флотации объединяют с пенным продуктом основной флотации и подвергают перечистным флотациям с получением в пенном продукте богатого титансодержащего концентрата, а камерные продукты перечистных флотаций подвергают контрольной перечистной флотации с получением в пенном продукте дополнительного титансодержащего промпродукта, при этом флотацию на всех стадиях проводят в кислой среде смесью первичных и вторичных аминов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислую среду создают щавелевой и/или серной кислотой до рН 4,5-5,0 с дополнительным введением кремнефторида натрия.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что флотацию смесью первичных и вторичных аминов проводят при их соотношении (2?1):(1?2).

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что обезвоженный камерный продукт основной флотации измельчают до 0,07 мм, а титансодержащий промпродукт, в котором содержится 35% двуокиси титана, используют в качестве сырья для получения цветных пигментов.



ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru