СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТИТАНСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТИТАНСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ


RU (11) 2058408 (13) C1

(51) 6 C22B34/12 

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

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

(21) Заявка: 94021535/02 
(22) Дата подачи заявки: 1994.06.15 
(45) Опубликовано: 1996.04.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Шахно И.В. и др. Химия и технология редких и рассеянных элементов. М.: Высшая школа, 1976, с.256-268. 
(71) Заявитель(и): Институт химии Дальневосточного отделения РАН 
(72) Автор(ы): Мельниченко Е.И.; Эпов Д.Г.; Гордиенко П.С.; Масленникова И.Г.; Бузник В.М.; Малахов В.В. 
(73) Патентообладатель(и): Институт химии Дальневосточного отделения РАН 

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТИТАНСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ 

Изобретение относится к получению тонкодисперсного диоксида титана высокой чистоты, диоксида кремния высокой чистоты и легированного оксида железа из титансодержащего сырья. Сущность изобретения: путем фторирования минерального сырья бифторидом аммония, термообработки перфторированной массы с разделением продуктов фторирования и последующего гидролиза выделенного фтораммониевого комплекса титана получают диоксид титана. Гидролизом шлама получают оксид железа. Обработкой выделенного конденсата гексафторсиликата аммония аммиачной водой получают диоксид кремния. 2 з. п. ф-лы. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Использование: относится к технологии переработки титансодержащего минерального сырья и может найти применение для получения тонкодисперсного диоксида титана высокой чистоты, ультрадисперсного диоксида кремния (белой сажи) и оксида железа (охра), легированного примесями Cr, V, Ni, Co, Ti. В настоящее время более 80% мирового производства TiO2 используется в качестве пигментов. Диоксид титана входит в состав эмалей, вододисперсионных красок, полиграфических красок, жаропрочных стекол, керамики, пьезоматериалов и электродных покрытий, используется в металлургической промышленности. В природном минеральном сырье титан представлен минералами на оксидной и силикатной основе.

Из оксидов основными промышленными минералами являются рутил (TiO2) с содержанием TiO2 до 98 мас. и примесями Fe, Mn, Cr, Nb, V, ильменит (FeTiO3) с содержанием TiO2 40-56 мас. и примесями Mn, Mg, V, Cr, Zr, Nb и титано-магнетит (ряд Fe3O4-Fe2TiO4) с содержанием TiO2 0-30 мас. и примесями Mn, Mg, Al, Cr, V, Ni, Zn. Менее распространенными, но часто присутствующими совместно с вышеперечисленными минералами являются перовскит (CaTiO3) и псевдобрукит (ряд Fe2TiO5-FeTi2O5), содержащие до 72 мас. TiO2.

Основной силикатный минерал титана сфен (CaTiSiO5), содержащий 30-35 мас. TiO2, в настоящее время практически не используется из-за сложности и дороговизны технологии.

Основное количество выпускаемого диоксида титана получают разложением ильменитового концентрата серной кислотой в футерованных диабазовой плиткой стальных реакторах в экзотермической реакции при самоподдерживающейся температуре 180-200оС для перевода титанатов вместе с присутствующим в руде железом в растворимые оксосульфаты (Добровольский И.П. Химия и технология оксидных соединений титана. Свердловск: Уро АН СССР, 1988). Затем соединения титана и железа выщелачивают технической серной кислотой. Для предотвращения загрязнения титана железом последнее восстанавливают с Fe3+ до Fe2+ железной стружкой, а затем проводят кристаллизацию железного купороса FeSO4 Н2О, охлаждая раствор до -5оС. В результате кристаллизации содержание железа в растворе снижается. Из растворов, содержащих оксосульфат титана, гидролитическим разложением выделяют метатитановую кислоту (гидратированный диоксид титана). Раствор концентрируют выпариванием, затем нагретый раствор по определенному режиму разбавляют водой для выделения осадка метатитановой кислоты. Отфильтрованные и промытые осадки метатитановой кислоты прокаливают в барабанной печи при температуре 800-1000оС до получения товарного диоксида титана.

К недостаткам способа относятся его высокая себестоимость (для разложения 1 т концентрата необходимо 1,3 т серной кислоты, которую не возвращают в процесс из-за тончайшей взвеси гидроокиси титана), повышенная опасность работы с крепкой кислотой, неэкологичность (при вскрытии концентрата концентрированной серной кислотой наблюдается бурная неуправляемая реакция, сопровождаемая обильным вспениванием, выбросами газа и реакционной массы). Способ многостадийный, незамкнутый.

Крупным недостатком сернокислотного метода являются также высокие требования к чистоте рудного концентрата (содержание TiO2 не ниже 46 мас.) и неизвлекаемость титана из рутила.

Наиболее близким к заявляемому является способ хлорной переработки титановых концентратов, включающий хлорирование концентратов в шахтных печах полунепрерывного действия при 800оС в присутствии восстановителя с предварительным брикетированием, конденсацию и разделение летучих и нелетучих хлоридов в последовательно соединенных поверхностных конденсаторах с последующим прохождением через оросительный и трубчатый конденсаторы с итоговым охлаждением до -10--20оС, очистку технического TiCl4 с помощью комплекса физико-химических и химических методов (фильтрация или отстаивание, избирательный гидролиз, дистилляция, ректификация в колоннах при 139-140оС, вакуумная дистилляция).

Недостатком известного способа является сложность разделения образующихся хлоридов титана, железа и кремния из-за малых различий в их физико-химических свойствах. Используемые для этой цели операции несовершенны. Например, широко распространенное разделение хлоридов в ректификационных колоннах является неполным вследствие систематических нарушений теплообмена из-за накипи малолетучих хлоридов и т.п. Кроме того, используемая технологическая схема является длинной и несовершенной с точки зрения экологии и техники безопасности (использование хлора в качестве основного реагента, образование фосгена вследствие применения углеродсодержащих восстановителей и т. п. ) и требует жесткого технологического регламента (абсолютная герметизация аппаратуры для предотвращения гидролиза хлоридов, избыточное давление хлора в хлораторах для предотвращения взрывов газовых смесей, которое чревато аварийными выбросами хлора в атмосферу).

Основным сырьем для хлорного метода является рутил. Для осуществления способа имеют значение состав и помол шихты, наличие восстановителя, размеры брикета и его пористость, что осложняет способ.

Цель изобретения упрощение способа за счет сокращения технологических операций и числа реагентов, повышение степени очистки основного товарного продукта диоксида титана, повышение безопасности и экологичности способа, обеспечение безотходности производства с регенерацией и многократным использованием реагента и получением ценных побочных товарных продуктов.

Эта цель достигается за счет того, что в способе переработки титансодержащего минерального сырья (концентратов), включающем галогенирование с термообработкой, разделение и переработку продуктов галогенирования, галогенирование проводят путем обработки титансодержащего сырья бифторидом аммония (БФА) при массовом отношении БФА к исходному сырью 95-117% от стехеометрически необходимого и температуре 50-190оС в течение 2-72 ч. Затем профторированную массу нагревают при температуре 350-650оС в течение 0,5-10 ч для извлечения соединений титана и кремния с конденсацией последних в конденсаторе-уловителе при 25-270оС в виде фтораммониевых комплексных солей с одновременным отделением шлама в виде нелетучих фторидов примесей, содержащихся в минеральном сырье. Конденсат нагревают до 500-800оС в присутствии водяного пара в течение 3-5 ч. При этом происходят гидролиз фтораммониевых солей титана и одновременно очистка его от кремния за счет сублимации гексафторсиликата аммония, который не подвержен гидролизу. Собранный сублимированный гексафторсиликат аммония обрабатывают аммиачной водой, которая в качестве побочного товарного продукта образуется при фторировании титансодержащих концентратов, при массовом соотношении концентрата и аммиачной воды 1:0,5-0,6, и получают ультрадисперсный диоксид кремния. Шлам, оставшийся после стадии возгонки соединений титана и кремния, нагревают до температуры 800-840оС в присутствии водяного пара в течение 3-5 ч и получают ультрадисперсный оксид железа.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходный титановый концентрат смешивают с кристаллическим бифторидом аммония (NH FHF) в массовом отношении БФА к концентрату 95-117% от стехеометрически необходимого. Смесь выдерживают во фторопластовом или стеклографитовом реакторе при температуре 50-190оС в течение 2-72 ч. Температуру в электропечи поддерживают с помощью терморегулятора.

Фторирование всех компонентов концентрата протекает с образованием фтористых и комплексных солей и описывается следующими уравнениями:

Ti)NH4HF2=(NH4)3TiF7+2H2O<IMG SRC="http://www.fips.ru/fullimg/rupat2/19962/005.dwl/2058408-2t.gif" ALIGN=ABSMIDDLE>()NH (1)

FeHF2+ ()O=(NH4)2TiF6+(NH4)3FeF6+(3<IMG SRC="http://www.fips.ru/fullimg/rupat2/19962/005.dwl/2058408-7t.gif" ALIGN=ABSMIDDLE>)H2O+NH (2)

CaO5+7Nh4HF2=CaF2+(NH4)2TiF6+(NH4)2SiF6+5H2O<IMG SRC="http://www.fips.ru/fullimg/rupat2/19962/005.dwl/2058408-11t.gif" ALIGN=ABSMIDDLE>+3NH (3)

перовскит

CaTiO3+4NH4HF2=CaF2+(NH4)2TiF6+(NH4)2SiF6+5N2O<IMG SRC="http://www.fips.ru/fullimg/rupat2/19962/005.dwl/2058408-13t.gif" ALIGN=ABSMIDDLE>+3NH (4)

В газовую фазу переходит аммиак и пары воды, которые охлаждают и собирают для безопасности и экономической целесообразности способа, используя в дальнейшем для поглощения паров HF на стадии пирогидролиза для получения оборотного БФА (5), который возвращают на стадию фторирования концентратов.

NH3 + 2NF NH4HF2 (5)

Примесные соединения Mg, Mn, Nb, V, Al при фторировании образуют простые и комплексные фториды, которые остаются в шламе и не подлежат дальнейшей переработке ввиду их незначительного количества. Присутствуя в гидролизованном шламе (ультрадисперсный оксид железа), эти элементы играют роль легирующих добавок.

Плотную профторированную массу спек разрыхляют и нагревают при температуре 350-650оС в течение 0,5-10 ч. По мере повышения температуры происходит ступенчатое разложение фтораммониевых солей:

(NH4)2TiF6 NH4TiF5+NH+HF TiF+NH+HF (6)

(NH4)3FeF6 NH4FeF4+2NH3+2HF FeF3+NH+HF (7)

Аналогично разлагаются фтораммониевые соли таких примесей, как Al:

(NH4)3AlF6 _ AlF3+3NH+3HF (8)

Этот процесс осуществляют в установке, включающей в себя стеклографитовый либо никелевый реактор. Установка снабжена стандартным фторопластовым конденсатором-уловителем с температурой 25-270оС для сбора фтораммониевых солей титана и кремния и фторид-бифторида аммония.

Пары аммиака и фтористого водорода, выделяющиеся при разложении фтораммониевых солей, в конденсаторе-уловителе снова взаимодействуют с TiF4 и между собой с образованием комплексной соли титана того же состава и фторида аммония.

При температуре 130-200оС фторид аммония переходит в бифторид:

2NH4F NH4HF2 + NH3 (9)

Он может быть собран и использован наряду с NН4F для дальнейшего фторирования (фторид-бифторид аммония).

Сконденсированную в уловителе массу белого цвета, содержащую гексафтортитанат аммония (NH4)2TiF6, кремнефториды аммония и NH4F HF, нагревают до температуры 500-800оС в присутствии водяного пара в течение 3-5 ч в никелевом или футерованном никелем стальном реакторе, сочлененном с ловушкой (t 100-200оС) для сбора кристаллического гексафторсиликата аммония и холодильником для конденсации паров HF. В результате гидролиза в реакторе образуется TiO2 основной товарный продукт, степень чистоты которого составляет не менее 99,8% В ловушке накапливается сублимированный кремнефторид аммония, чистота которого составляет 99,998% а в погоне раствор NH4F.

Шлам, оставшийся после возгонки гексафтортитаната и гексафторсиликата аммония (при 350-650оС), состоит из нелетучих фторидов примесных элементов (Al, Ca, Mg, Mn, V и др.) и железа (II, III) и составляет 20-30% от профторированной массы (спека). Шлам нагревают до 800-840оС в течение 3-5 ч в присутствии водяного пара. В результате гидролиза фториды железа и примесных элементов переходят в соответствующие оксиды. Полученный ультрадисперсный порошок (размер частиц менее 0,1 мкм) оксида железа, легированный примесями оксидов Cr, V, Mn, Ni, Mg, Zr, Nb, содержащимися в исходном минеральном сырье, может быть использован в порошковой металлургии, лакокрасочной промышленности, для получения особо ценных художественных красок (пигмент охра). Образующуюся в процессе гидролиза плавиковую кислоту собирают в раствор аммиака. После упаривания раствора и кристаллизации БФА последний возвращают на стадию спекания концентрата с БФА. Сублимированный гексафторсиликат аммония обрабатывают оборотной аммиачной водой. При этом происходит образование ультрадисперсного порошка диоксида кремния (белой сажи) и фторидбифторида аммония:

(NH4)2SiF6 + 4NH3 + 2H2OSiO2 + 6NH4F (10)

Пары воды и образовавшиеся на стадии гидролиза гексафторсиликата аммония пары NH3 и HF охлаждают и собирают в емкости-приемнике, при этом образуется БФА, который регенерируют тем же способом, что и после гидролиза шлама.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет в три стадии с использованием доступного аппаратурного оснащения получать диоксид титана, свободный от красящих примесей (Fe, Ni, Cr, V), с высокой степенью чистоты (не менее 99,8%). Способ применим практически к любому титансодержащему сырью, имеющему в своем составе Ti, Fe и Si, независимо от их количественного содержания и состава примесных элементов. Согласно изобретению предусмотрено получение ценных побочных товарных продуктов: ультрадисперсного легированного порошка Fe2O3 и SiO2 (99,998%).

В ходе всего технологического цикла возможна регенерация и возвращение в цикл основного реагента БФА, в результате чего затраты на реагент сокращаются практически на 80-90% а теоретически на 100% что обеспечивает экономичность способа.

Способ безопасен, экологичен и безотходен. В отличие от известного способа (с образованием SiCl4), в предлагаемом способе по термодинамическим расчетам с БФА образуется не SiF4, а исключительно кремнефториды [(NH4)2SiF6 и (NH4)3SiF7, которые существуют в газообразном состоянии при температуре выше 300оС, что делает невозможным выброс последних в атмосферу, а ниже 300оС являются твердыми веществами.

Новый технический результат заявляемого способа переработки титансодержащего минерального сырья заключается в том, что при нагревании профторированных концентратов до 350-650оС и последующем гидролизе возгонов при 500-800оС происходит разделение компонентов минерального сырья за счет различий в температурах летучести образующихся фторидов и их устойчивости к парам воды. Благодаря неподверженности (NH4)2SiF6 гидролизу парами воды при температурах гидролизата фтортитаната аммония обеспечивается простое отделение (отгонка) первого, причем в виде очень чистого вещества. Фториды железа и других примесей остаются в шламе, т.к. при указанных температурах являются нелетучими. Отделение Fe от Ti идет нацело в отличие от известного способа, где в конденсатах наряду с TiCl4 собираются большинство хлоридов и оксихлоридов примесных элементов с близкими температурами кипения. Проведенное разделение составляющих исходного минерального сырья обеспечивает их дальнейшую раздельную переработку и получение соответствующих товарных продуктов (TiO2, Fe2O3 и SiO2).

Известен способ получения летучих фторидов, в частности, фторида титана, в котором фторид титана получают путем возгонки фтораммониевой соли, последующего разделения образовавшихся летучих продуктов (TiF4, NH3, HF) и конденсацией целевого продукта.

Однако в известном способе разделение паров фтораммониевых солей осуществляют путем их контактирования с твердым сорбентом, например с фторидами щелочно-земельных металлов, отделения паров фторида аммония и десорбции летучих фторидов при высоких температурах.

Заявляемое техническое решение осуществимо при следующих условиях и значениях параметров технологической переработки.

Массовое отношение исходного титансодержащего сырья и БФА определяется тем, что при отношении менее 95% от стехиометрически необходимого наблюдается неполное фторирование и снижение выхода продукта в виде комплексных соединений. При массовом отношении выше 117% от стехиометрически необходимого имеет место избыточный расход реагента, не приводящий к улучшению показателей способа.

При температуре обработки сырья с помощью БФА менее 50оС скорость реакции слишком мала, что приводит к большим затратам времени (недели). Температура обработки сырья более 190оС приводит к термическому разложению продуктов реакции с выделением паров фтористого водорода (вторичные процессы). Только фторирование в заявляемом интервале температур обеспечивает достаточную скорость образования устойчивых фтораммониевых комплексных солей.

Время обработки менее 2 ч является недостаточным для завершения твердофазной реакции даже при максимальной температуре 190оС. Время обработки свыше 72 ч нецелесообразно, т.к. даже при низкотемпературной обработке реакция к этому времени полностью заканчивается.

Нагревание профторированной массы концентрата до температуры менее 350оС приводит к тому, что возгоняемые продукты не переходят полностью в газовую фазу.

Нагревание спека с целью получения возгонов до температуры более 650оС приводит к излишним энергозатратам, коррозии аппаратуры и загрязнению продуктов.

Пирогидролиз гексафтортитаната аммония при температуре менее 500оС не приводит к образованию TiO2, фтор удерживается образцом в форме оксифторида титана.

Пирогидролиз гексафтортитаната аммония при температуре более 800оС нецелесообразен в связи с излишними энерго- затратами. Реакция полностью заканчивается в заявляемом интервале.

Пирогидролиз в течение менее 3 ч (даже при 800оС) не позволяет полностью избавиться от фтора.

Пирогидролиз в течение более 5 ч (даже при 500оС) нецелесообразен, т.к. к этому времени процесс полностью заканчивается.

При массовом отношении гексафторсиликата аммония и аммиачной воды менее 1:0,5 не происходит полного осаждения ультрадисперсного SiO2.

При массовом отношении гексафторсиликата и аммиачной воды более 1:0,6 имеет место избыточный расход аммиака, не приводящий к улучшению показателей способа.

Температура нагревания шлама, оставшегося после возгонки фтораммониевых солей, менее 800оС не обеспечивает образования оксидов железа, фтор удерживается образцом.

Температура нагревания шлама менее 840оС в парах воды приводит к быстрому изнашиванию аппаратов вследствие их коррозии.

Время нагревания шлама менее 3 ч (даже при 840оС) не достаточно для полного гидролиза фтористых солей, входящих в состав шлама.

Время нагревания шлама более 5 ч нерационально, т.к. приводит к перерасходу энергии, гидролиз к этому времени заканчивается полностью.

Для осуществления способа используется доступное оборудование и известные коррозионноустойчивые материалы.

П р и м е р 1. Навеску ильменитового концентрата (Мадашенское месторождение, Красноярский край), содержащего, мас. TiO2 52,0; FeO+Fe2O3 40-42; SiO2 3-5; Al2O3 2-3 и примеси: MnO 0,5; CaO 0,01-0,05; MgO 0,01-0,05 массой 10 г смешивали с 22,4 г бифторида аммония. Смесь помещали в стеклографитовый реактор и нагревали в электропечи при температуре 190оС в течение 2 ч. Полученный продукт весом 26,5 г представлял собой твердую массу серого цвета и, по данным рентгенофазового анализа, являлся смесью комплексных солей (NH4)2TiF6, (NH4)3SiF7, (NH4)3FeF6.

Профторированный концентрат в количестве 10 г нагревали в никелевом реакторе при 650оС в течение 0,5 ч. Собранный в конденсаторе-уловителе белый продукт массой 6,98 г по данным рентгенофазового анализа представлял собой смесь (NH4)2TiF6, (NH4)3SiF7, NH4F, NH4F NF.

Конденсат помещали в никелевый трубчатый реактор, нагретый до 820оС, и подводили к нему перегретый пар (0,5 л/ч). Отходящие пары фтористоводородной кислоты собирали в аммиачную воду, выделившуюся на стадии фторирования. Пары (NH4)2SiF6 улавливали в ловушке с температурой 100-200оС. Время пирогидролиза 4 ч. Масса TiO2 1,86 г. Извлечение TiO2 96,77 мас. Чистота 99,80%

Остаток после извлечения титана и кремния (шлам) представлял собой легкий порошкообразный продукт коричневатого цвета, состоящий из смеси фторидов железа (II и III) с включениями (по данным спектрального анализа) элементов примесей концентрата. Масса остатка 2,60 г.

Шлам подвергали пирогидролизу в никелевом трубчатом реакторе, нагретом до 840оС, скорость подачи перегретого водяного пара составляла 0,5 л/ч. Отходящие пары фтористоводородной кислоты собирали в аммиачную воду, выделившуюся на стадии фторирования. Время пирогидролиза 3 ч. Масса продукта 1,75 г. Выход по Fe2O3 98,2 мас. Размер частиц менее 0,1 мкм. Легирующие элементы Mn, Al, Mg, Ca.

Собранный на стадии пирогидролиза (NH4)2SiF6 в количестве 0,40 г растворяли в 2 г воды, затем добавляли 0,65 мл аммиачной воды, полученной при фторировании концентрата ( 20% -ный раствор аммиака). Образующийся белый коллоидный осадок отфильтровывали на вакуумном фильтре, дважды промывали дистиллированной водой с механическим перемешиванием. Полученный SiO2 (белая сажа) представляет собой ультрадисперсный порошок. Масса полученного SiO2 0,14 г.

П р и м е р 2. Смесь концентрата с бифторидом аммония в соответствии с примером 1 помещали в полиэтиленовых емкостях в термостат при 50оС и выдерживали в течение 72 ч. По данным рентгенофазового анализа продукт представлял собой смесь солей (NH4)2TiF6, (NH4)3SiF7, (NH4)3FeF6. Масса

продукта 27,0 г.

Профторированный концентрат в количестве 10 г подвергали нагреванию в никелевом реакторе при 350оС в течение 10 ч. После этого его масса составляла 6,72 г. По данным РФА конденсат представлял собой смесь (NH4)2TiF6, (NH4)3SiF7, NH4F, NH4FNF.

Остаток после извлечения титана и кремния (шлам) представлял собой легкий порошок серо-коричневого цвета массой 3,15 г. Затем возгон и шлам в отдельных аппаратах подвергали пирогидролизу при 820оС в условиях, указанных в примере 1, с целью получения товарных продуктов TiO2 и Fe2O3.

Масса TiO2 1,83 г. Извлечение TiO2 95,2 мас. Чистота 99,86% Масса легированного Fe2O3 1,73 г. Выход по Fe2O3 98,6 мас.

П р и м е р 3. Навеску титано-магнетита (месторождение Кокшаровка, Приморский край), содержащего, мас. TiO2 9,6; FeO 24,4; Fe2O3 45,6; SiO2 9,4; Al2O3 2,2; CaO 5,1; MgO 2,6 и примеси: Mn 0,5; Co 0,1; V 0,09; Zn 0,03, Zr 0,01; Cu и Ni менее 0,01; Cr 0,0003 смешивали с 22,5 г бифторида аммония. Смесь помещали в стеклографитовый реактор и нагревали в электропечи при температуре 190оС в течение 2 ч. Полученный продукт массой 26,5 г представлял собой спек желто-серого цвета и по данным РФА состоял из смеси (NH4)2TiF6, (NH4)3FeF6, (NH4)3SiF7. Затем профторированный концентрат

в количестве 10 г нагревали при 650оС в течение 0,5 ч с последующими стадиями пирогидролиза конденсата и шлама в условиях, указанных в примере 1.

Масса TiO2 0,34 г. Извлечение TiO2 97,1 мас. Чистота 99,81% Масса Fe2O3 с примесями 3,00 г. Выход по Fe2O3 98,16 мас. Легирующие элементы: Al, Ca, Mg, Mn, Co, V, Zn, Zr, следы Cu, Ni, Cr. Размер частиц 0,8 мкм.

П р и м е р 4. Навеску рутила (месторождение р. Кабарга, Пpимоpский край), содержащего, мас. TiO2 98; Fe2O3 1,9; MnO 0,06 и примеси: V 0,03; Co, Cr, Cu, Ni, Zr, Zn по 0,01 массой 10 г смешивали с 24,90 г бифторида аммония. Смесь помещали в стеклографитовый реактор и нагревали в электропечи при температуре 190оС в течение 4 ч. Полученный продукт массой 29 г желтовато-серого цвета по данным РФА состоял из соли (NH4)3TiF7. Затем профторированный концентрат в количестве 10 г нагревали при 650оС в течение 0,5 ч с последующими стадиями пирогидролиза конденсата и шлама в условиях, указанных в примере 1.

Масса TiO2 2,82 г. Извлечение TiO2 84,70 мас. Чистота 99,88%

П р и м е р 5. Навеску сфена (месторождение Кокшаровка, Приморский край), содержащего, мас. TiO2 36,3; SiO2 30,1; Fe2O3 2,5; Al2O3 1,4; CaO 29,0 и примеси: MgO 0,7; Na2O 0,7; MnO 0,06; K2O 0,03 смешивали с 21,89 г бифторида аммония. Смесь помещали в стеклографитовый реактор и нагревали в электропечи при температуре 190оС в течение 2 ч. Полученный продукт массой 25 г серовато-белого цвета по данным РФА состоял из смеси (NH4)3TiF7, (NH4)3SiF7, (NH4)3FeF6 и CaF2. Затем профторированный концентрат в количестве 10 г нагревали при 650оС в течение 0,5 ч с последующими стадиями пирогидролиза конденсата и шлама в условиях, указанных в примере 1.

Масса Fe2O3 с включениями 1,36 г. Выход по Fe2O3 97,20 мас. Легирующие элементы: Al, Mg, Mn, Ca, Na, K. Размер частиц менее 0,1 мкм. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТИТАНСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ, включающий галогенирование с термообработкой, разделение и обработку продуктов галогенирования, отличающийся тем, что галогенирование проводят фторированием путем спекания титансодержащего минерального сырья с бифторидом аммония (БФА) при массовом отношении БФА к исходному минеральному сырью 95 117% от стехиометрически необходимого и 50 190oС в течение 2 72 ч с образованием аммиачной воды с последующим нагреванием профторированной массы при 350 650oС в течение 0,5 10,0 ч с одновременной конденсацией при 25 270oС паров летучих титан- и кремнийсодержащих фтораммониевых комплексных солей и отделением шлама в виде нелетучих фторидов железа и других примесей исходного минерального сырья, нагреванием конденсата летучих фтораммониевых комплексных солей до 500 800oС в присутствии водяного пара в течение 3 5 ч с выделением диоксида титана, возгона гексафторсиликата аммония и фторидбифторида аммония с возвращением последнего в технологический цикл.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что шлам, оставшийся после возгонки соединений кремния и титана, нагревают до 800 840oС в присутствии водяного пара в течение 3 5 ч с выделением ультрадисперсного порошка Fe3O4.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сконденсировавшийся возгон гексафторсиликата аммония обрабатывают образовавшейся при фторировании аммиачной водой при массовом соотношении 1:0,5-0,8 с выделением тонкодисперсного диоксида кремния и фторида аммония с возвращением последнего в технологический цикл.


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