Способ обогащения полевых шпатов

Способ обогащения полевых шпатов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕВЫХ ШПАТОВ, включающий термическую обработку исходного сырья и отмывку спека водой, отличающийс я тем, что, с целью повышения качества конечного продукта, перед термической обработкой исходное сырье смешивают с хлористым калием, при этом соотношение полевого шпата и хлористого калия 1:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3509431/22-03 (22) 29.10.82 (46) ?3.01.84. Бюл. Р 3 (72) С. И. Полькин, Э. В. Адамов, А. И. Зарахани, Л. О. Филиппов, Н. Г. Корешков и В. Г. Яроцкий (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трувого-Красного

Знамени институт стали и сплавов (53) 622.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 227234, кл . В 03 D 1/02, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

9 710644, кл. В 03 D 1/00, 1978.

3. Литвинцев Э. Г. и др. Рентгено. люминесцентная сепарация рудного полевошпатового сырья для повышения комплексности использования сырья.

"Цветная металлургия", 1980, 9 8, с. 94-96.

4. Авторское свидетельство СССР

М 686771, кл. В 03 D 1/08, 1978 (прототип).

„„Su„„1068169 A

3(50 В 03 В 7/00 у В 03 В 1/02 (54) (57 ) СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕВЫХ

ШПАТОВ, включающий термическую обработку исходного сырья и отмывку спека водой, от л ич а ющи и с я тем, что, с целью повышения качества конечного продукта, перед термической обработкой исходное сырье смешивают с хлористым калием, при этом соотношение полевого шпата и хлористого калия 1:(0,2-1,2), а термическую обработку ведут при 7001350 С и атмосферном давлении в течение О, 5-3 ч.

10681 69

Изобретение относится к обогащению минеральього сырья, в частности полевых шпатов.

Известен способ выращивания кристаллов синтетической слюды — фторфло гопита. По своим физическим свойствам фторфлогопит превосходит все известные природные слюды и использует ся в радиоэлектронике, радиотехнике, оптике и других областях промыдлен ности. Наилучшие технологические показатели при производстве синтетичес кой слюды достигаются при составле10 нии исходной шихты на основе чистого калиевого полевого шпата — микроклина, содержащего 16,92%, окиси калия, 18,32% окиси алюминия, 64,76Ъ окиси кремния и при отсутствии окиси натрия.

Однако в природе микроклин тесно ассоциирован с натриевым полевым шпаДля флотации полевых шпатов исполь эуются как анионные, так и катионные собиратели.

Одними из свойств силикатов, Оказывающих большое влияние на их вэаи-. модействие с анионными собирателями, являются значительная сложность и изменчивость их катионного состава и в результате образования двойных солей и иэоморфных замещений. С этими .собенностями кристаллической решетки связана интенсивность катионного

50 обмена по сравнению с минералами другкх классов. Использование анионных собирателей не обеспечивает четкого разделения полевых шпатов и кварца в отличие от катионных собирателей, Поэтому наиболее шйроко в практике применяются катионные собиратели в сильно кислой среде (рН 2-3), 55

Известен меТод О Меаго, заключающийся в селективной флотации полевы;; шпатов при применении в качестве собирателя аминов в присутствии фтористоводородной кислоты 1 ) и (2). б5 том — альбитом, в сырье различных месторождений содержание окиси калия

9,84-10,45Ъ и окиси натрия 2,68.4,59%. Модуль (отношение содержания

К О: (а2О) составляет 3,67-2,28. Такое сырье, в основном, удовлетворяет требованиям, предъявляемым к полевошпатовым продуктам для тонкой керамики.

Для синтеза фторфлогопита необхо- димо сырье с удалением вредных примесей натрия и железа и получением З0 материала, содержащего 14-.15% К О, не более 0,5Ъ NaО и не более 0,07Ъ

I 2riЗ (модуль

Известны способы обогащения полевых шпатов, включающие флотационное 35 выделение полевошпатового концентрата (11 и (2).

Однако сходство структуры и химических свойств поверхности полевых шпатов обусловливает трудность их разделения.

Однако большое сходство состава и структуры полевых шпатов обуславливает трудность их разделения, выделяется продукт с преимущественной концентрацией какого-либо полевого шпата. При флотационном обогащении получаются полевошпатовые продукты с соотношением К20 и Na20 2:1, пригодные для керамйческого производства, и .3: 1 — для электронной промышленности.

Известен также способ обогащения полевых шпатов, включающий рентгенолюминесцентную сепарацию полевых апатов, основанную на различии в свечении калиевых и натриевых алюмосиликатов под действием пучка рентгеновских лучей (3).

Недостатком данного способа является необходимость использования довольно крупного материала, что приводит к потерям калиевого полевого шпата в сростках. Кроме того, для каждой новой пробы материала необходима градуировка прибора и построение калибровочной кривой. . Наиболее близким к изобретению пО технической сущности и достигаемому результату является способ обогащения полевых шпатов, включающий термическую обработку исходного сырья и отмывку опека водой (4 j.

Недостатками известного способа являются получение продукта низкого качества, в котором содержание К О увейичивается на 3,2Ъ, а соцержание Na2O понижается только в 2 раза по сравнению с исходным продуктом, а также применение едкой щелочи и повышенного давления.

Цель. изобретения — повышение качества конечного продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обогащения полевых.шпатов, включающему термическую обработку исходного сырья и отмывку спека водой, перед термической обработкой исходное сырье смешивают с хлористым калием, при этом соотношение полевого шпата и хлористого калия

1:(О, 2-1,2), а термическую обработку ведут при 700-1350 С и атмосферном о давлении в течение 0,5-1 ч.

Снижение температуры ниже 700 С о уменьшает содержание К20 в спеке на

4% и повышает содержание.14а20 на

1,69-1,87Ъ. Увеличение температуры выше 1350 С не дает улучшения показателей по сравнению с оптимальным режимом.

Наибольший эффект достигается при

900-1050 С. Оптимальным соотношением веса полевого шпата к весу хлористого калия является 1:0,5 и 1г0,7

При других соотношениях также происходит замещение натрия калием. Но при отношении 1:0,2 наблюдается резкое снижение содержания К20 в спеке, 1068169

Температура спекания, С

Отношение

К О/Na,О

Полевой Содержание, Ъ шпат

Na20

К20

С хлористым калием

610

5,47

2,21

700

5,87

2,06

2,01.

730

6,37

770

6,50

2,00

820

20,00

33,40

44,70

0,76

900

0,52

1050

0,34

1350

0 94 " 14 72

ИЬходный 11, 58 3, 3.7 3,44

П р и м е ч а н и е. При температуре выше 1350 С полевой шпат начинает

1 пла в ит- «.:. а при увеличении расхода хлористого калия до отношения 1:1,3 не происхо- . дит повышения показателей.

При продолжительности спекания

-менее 0,5 ч происходит слабое замещение натрия калия, а увеличение вре- 5 мени свыше 3 ч не дает дальнейшего повышения содержания К20 и снижения содержания Иа20. в спеке.

Способ осуществляется следующим образом, 10

Полевошпатовое сырье смешивают с хлористым калием в соотношении веса полевого шпата к весу хлористого калия 11(0,.24-1,2), измельчают до 100% класса -0,074 лм, затем подвергают 15 высокотемпературной обработке в му- фельной печи при атмосферном давлении и 700-1350 С в течение 0;5-3 ч. После охлаждения спек промывают горячей водой от избытка хлористого калия. 2О

Способ опробован на руде, содержащей, 5: К20 11;58; На20 3,37;

А82ОЗ.19,22; М80 4,16; Si0261,47.

Пример 1. Полевой шпат крупностью 100% класса - 0,1 мм смешивают с хлористым калием при отношении веса полевого шпата к весу хлористого калия 1 0,70 и обжигают в фарфоровых тиглях в муфельной печи при различной температуре в течение 1,5 ч, затем подвергают охлаждению и промывке ЗО водой до полного отсутствия ионов хлохлора в промывной воде (реакция с азотно-кислым серебром ).

12,08

12,16

12,80

13,00

15,24

16,68

15, 20

1Х 80

Пример 2. Полевой шпат того же состава и той же крупности подвергают спеканию в течение 1,5 ч прн

820-840 С с различным отношением вео са полевого шпата к весу хлористого калия. Спек промывают дистиллированной водой.

Пример 3. Полевой шпат по при примерам 1 и 2 подвергают спеканию при 820-840 С в течение (0,5-4,0 ч)

Отношение веса полевого шпата к весу хлористого калия 1. 0,70. Спек промывают дистиллированной водой.

Пример 4. Полевой шпат подвергают двухкратному спеканию. Смесь полевого шпата и хлористого калия при отношении 1:0,45 измельчают до

70-80% класса — 0,044 мм, спекают при 800 С в течение 1 8 .ч и промывают. Затем спек снова смешивают с. хлористым калием при "отношении 1:

0,70, подвергают спеканию при 840 С в течение 1,5 ч °

В табл; 1 представлено влияние температуры спекания шпата на содер жание К20 и Na20 в спеке; в табл. 2влияние отношения веса полевого шпата к весу хлористого калия при их к спеканин на содержание К20 и Ба20 в спеке; в"табл. 3 - влиянйе времени спекання полевого шпата с хлористым калием на содержание К О и Na20 в спеке; в табл. 4 - результаты двухкратного спекания полевого шпата с хлористым калием.

Таблица 1

1068169,Т а б л и ц а 2

Отношение веса полевого шпата к весу хлористого калия

Отношение содержания К20/Ба О

Содержание, % к о

Полевой шпат

»а О

7)63

1,66

1,08

1,04

0,76

0,67

21,5

0,70

15,5

3,44

3,37

11, 58

Исходный

П р и м е ч а н и е. При спекании полевого шпата в условиях примера 3, но при 900 С, содержание Na>O снижается до О,ЗЗЪ. о

Та блица 3

Отношение содер- Продолжительность жания К20/»агО спекания, ч

Полевой шпат

Na О

0,17

7,77

1,62

12,6

0,5

1,07

13,46

14,4

1,5

20,0

0,76

15,24

16,22

25,74

3 0

0,63

4,0

24,8

14,91

0,60

3,44

11,58 3,37

Исходный

Та блиц а 4

Содержание, Ъ

К,О/»,О

2 аго

Полевой шпат

3,37

3,44

11,58

18,9

18,7

0,8

15,1

0,82

15,38

12, 56

14,20

14,20

15,24

13,76

Исходный

После спекания первого второго

13,15

13,65

20,05

23,50

1: 0,1

1: 0,2

1 : 0,5

1 : 0,7

1: 1,2

1: 1,3

1068169

Составитель Л. Антонова

Редактор С. Саенко Техред О.Неце Корректор A. Тяско.Заказ 11359/6 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Таким образом, предлагаемый способ обогащения полевошпатового сырья позволяет повысить содержание в нем

К О с 11,58 до 15 2-16,68%, т.е. на

3,6-5,1%, и снизить содержание Nà O с 3 37 до 0,52 0,34%, т е. в 6 489,9 раз при однократном спекании и в 10- 12 раэ (до 0,34-0,28 На О) при двукратном спекании, в отличйе от известного способа обогащения, в котором содержание К2О увеличивает- . 10 ся на 3,2%, а содержание Na>O снижается только в 2 раза. При этом получен модуль, превышающий в 9-1 3 раэ известный. При осуществлении предлагаемого способа обогащения происходит также снижение вредной прймеси Fe О до необходимых кондиций (0,053%).

Увеличение содержания К О и снижение вредных примесей No 0 и Ге 0 в исходном полевошпатовом сырье йоэволит повысить чистоту получаеМого фторфлогопита и улучшить его физические свойства, что при использовании его в промышленности приведет к получению значительного экономического эффекта.