Способ извлечения фтора из кальцийфторсодержащего материала

Способ извлечения фтора из кальцийфторсодержащего материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам высокотемпературной переработки фторсодержащих материалов с получением растворимых фтористых соединений. В исходный фторсодержащий материал вводят шихтующие добавки, содержащие соединения магния и алюминия, до отношения Α=CA/(MG+AL)≤2, поддерживая связность структуры Y=2,7-3,1 моль/моль. Шихту подвергают пирогидролизу при парциальном давлении паров воды 20-100 кПа при 1350-1400°*С в течение 30 мин до образования стекольного расплава, выделяющиеся фтористые газы подвергают водной абсорбции, а полученный стекольный расплав направляют на дальнейшую переработку в стекольные изделия. В качестве исходного фторосодержащего материала используют фторконцентрат - осадок разложения чилисайского фосфорита растворами гексафторсиликата аммония, содержащий, %:F 20,4

CAO 33,33

MGO 0,75

AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> 1,99

FE<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> 1,73

SIO<SB POS="POST">2</SB> 43

(NA, K)<SB POS="POST">2</SB>O 1,15

P<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">5</SB> 3,7 (Y=3,14

Α=10,51).Изобретение позволяет повысить степень извлечения фтора до 92-97% и, кроме того, обеспечить безотходность процесса за счет получения стекольного расплава, применяемого в производстве стекольных изделий.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1! °

069 А1 (51)4 С 01 В 7/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ва при 1350-1400 С кальцийфторсодержащий материал подшихтовывают соединениями магния и/или алюминия до соотношения М = Са/(Мд+А1) 2 моль/моль.

При этом в шихте поддерживают степень связности структуры Y на уровне 2,7-3,1 моль/моль

Z(i Z) — à 1"

Y ) <

KI где I — количество ионов с зарядом Z больше 1, моль;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ОРИ ГННТ СССР (21) 4179329/31-26 (22) 24.11 ° 86 (46) 30.06.89, Бюл. Ф 24 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции и Научноисследовательский институт удобрений и инсектофунгицидов им. Я.С.Самойлова (7 2) И.М. Астрелин, В, Г, Ror ач ев, А.Б,Костенко, В.Ф.Кармышов,A.À.Êðóïà, К.И.Манчук, А.А.Новиков, К.А, Буряк, В.И.Родин и В.И.Супрунчук (53) 661.487 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 319547, кл. С 01 В 25/027, !970. (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ФТОРА ИЗ КАЛЬЦИЙФТОРСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам высокотемпературной переработки фторсодержащих материалов с получением растворимых фтористых соединений. В исходный фторсодержащий материал вводят шихтующие добавки,соИзобретение относится к .высокотемпературной переработке фторсодержащих материалов, в частности к способам получения растворимых фтористых соединений.

Целью изобретения является повышение степени извлечения фтора и обеспечение возможности получения побочного продукта, пригодного в производстве стекольных изделий, Подвергаемый высокотемпературной обработке продуктами сгорания топлидержащие соединения магния и алюминия, до отношения Ы = Са/(Мр+А1)<2, поддерживая связность структуры

Ч = 2,7-3,1 моль/моль. 1!1ихту подвергают пирогидролиэу при парциальном давлении паров воды 20-100 кПа при

1350-1400 С в течение 30 мин до образования стекольного расплава,выделяющиеся фтористые газы подвергают водной абсорбции, а полученный стекольный расплав направляют на дальнейшую переработку в стекольные изделия, В качестве исходного фторсодержащего материала используют фторконцентрат — осадок разложения чилисайского фосфорита растворами гексафторсиликата аммония, содержащий,Х:

F 20 ° 4; СаО 33,33; Мро 0 ° 75; A1 0 >

l,99; Fe 0> 1,73; $10 43; (Иа,К) 0

1 е15; Р О 3,7 (Y = 3е 14е = 10,51 ) °

Изобретение позволяет повысить степень извлечения фтора до 92-977 и, кроме того, обеспечить безотходность процесса за счет получения стекольного расплава, применяемого в производстве стекольных изделий °

1490069

I — количество ионов с зарядом Z = 1, моль, Введение в шихту соединений магния и/или алюминия приводит, с одной стороны, к облегчению выделения фтора в газовую фазу за счет вероятностного образования в смеси дифторида магния и трифторида алюминия,термическая стабильность которых ниже, чем дифторида кальция, а с другой стороны, приводит к понижению температуры появления расплава и расширению области стеклообразования в системе СаО-МяО-Я10 . 15

Пример 1 (для сравнения процесс ведут без дополнительного введения шихтующих добавок). 100 r фторконцентрата (осадок разложения чилисайского фосфорита растворами гекса- 20 фторсиликата аммония), содержащего, Х:

F 20,4; ГаО 33,33; МяО 0,75; Al

1,99; Fe O> 1,73; SiOq 43; (Na,К). О

1,15; P Og 3,7 (Y = 3,14; = 10,51) подвергают пирогидролиэу в течение 25 о

30 мин при 1350 С и парциальном давлении паров воды 20 кПа. Выделяющиеся фтористые газы поглощают водой. Продукт пирогидролиза представляет собой спекшуюся массу, содер- 30 жащую 2,78 r фтора. Степень извлечения фтора 86Х.

Пример 2. 79 r фторконцентрата (У = 3,14; оа 10,51) смешивают с 25 r дунитов ." пыли, содержащей,Х: ИдО 46; Fe Q з 11; SiOq

38, 3 и 5, 5 r бокситов ой глины, содержащей,Х: А1 0з 46 05; Fe О, 2,94;

SiO 51,01, При этом У = 3,04; о = 40

1, 26. Смесь подвергают пирогидролизу в течение 30 мин при 1350 С и парциальном давлении паров воды

20 кПа. Выделяющиеся фтористые газы поглощают водой. Получают 95 r сте- 45 кольного расплава, содержащего 1,3 г фтора, Степень извлечения фтора

92Х.

Пример 3. 79 г фторконцентрата смешивают с 16 r дунитовой пыли и 14 r бокситовой глины. При

50 этом Y = 3,1; о = 1,37. Смесь подверг г аю т пи рог идроли з у в течение

30 мин при 1350 С и парциальном давлении паров воды 100 кПа. Выделяющиеся фтористые газы поглощают водой.

Получают 100 r стекольного расплава,содержащего 0,8 r фтора. Степень извлечения фтора 95Х.

П р и и е р 4. 75 r фторконцентрата смешивают с 25 г дунитовой пыли и 5 r бокситовой глины. При этом

Y = 3,05; о = 1,26. Смесь подвергают пирогидролиэу в течение 30 мин при о

1350 Г и парциальном давлении паров воды 100 кПа. Выделяющиеся фтористые

r азы поглощают в одой. Получают 99 r стекольного расплава, содержащего

0,7 г фтора. Степень извлечения фтора 96Х.

Пример 5 (для сравнения процесс ведут без дополнительного введения шихтующих добавок). 100 r природного флюорита, содержащего, Х:

CaF< 84,24; SiO 3,37; Al О 11,9;

4, 62 ) подвергают пирогидролиэу в течение 30 мин при 1350 Г и парциальном давлении паров воды 20 кПа.

Выделяющиеся фтористые газы поглощают водой. Продукт пирогидролиэа представляет собой спекшуюся массу, содержащую 5 r фтора. Степень извлеч ения фтора 88Х .

Пример 6. 128 г природного флюорита смешивают с 50 г дунитовой пыпи и 25 r диоксида кремния. При этом Y = 2,7; оС = 1,55. Смесь подвергают пирогидролиэу в течение

30 мин при 1350 С и парциальном давлении паров воды 20 кПа. Выделяющиеся фтористые газы поглощают водой, Получают 175 r стекольного расплава, содержащего 1,5 r фтора. Степень извлечения фтора 95Х.

Пример 7. 128 г природного флюорита смешивают с 50 r дунитовой пыли и 50 г диоксида кремния. При этом Y = 2,8; eL = 1,56. Смесь подвергают пирогидролиэу в течение

30 мин при 1350 С и парциальном давлении паров воды 60 кПа. Выделяющиеся фтористые газы поглощают водой.

Получают 200 r стекольного расплава, содержащего 1,3 r фтора, Степень извлечения фтора 97Х

Пример 8. 89,2 r фторконцентрата, содержащего,Х: F 20,4; СаО

33,33; МрО 0,75; Al<0> 1 99; Уе Оз

1,73; HiOg 43,0; (Иа,К) О 1,15;Р О

3 ° 7 (Y = 3,14; с = 1051) смешивают с 13,8 r дунита, содержащего, : МрО

46,0; Ее О 11,0; $10 38, 3 и 7 r бокситовой глины, содержащей,7,:

Al<0> 46,05; Fe Оэ 2,94; HiO 51,01.

При этом Y = 3,08; e4= 2, Смесь подвергают пирогидролиэу в течение

490069 6 активной квалификации), а также магниевые и алюминиевые добавки того же происхождения содержат в том или ином количестве совместно оксиды магния и алюминия.

Изобретение позволяет повысить степень извлечения фтора с 80 до 9297Х обеспечивает воэможность получения побочного продукта, пригодного в производстве стекольных иэделий. Побочный продукт при охлаждении легко конвертируется в изделия разнообразного ассортимента — от технического стекла, стекла спецназначения до стеклокристаллических материалов (ситаллов). Все зто позволяет повысить комплексность использования природного сырья и обес2р печивает создание безотходной технологии.

Формула изобретения

Составитель Л. Крюкова

Редактор Т.Парфенова Техред М.Дидык, Корректор С.В1екмар

Заказ 3639/25 Тираж 435 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1

30 мин при 1350 (; и парциальном давО лении паров воды 60 кПа, Выделяющиеся фтористые газы поглощают водой.

Получают 100 r стекольного расплава, содержащего 0,91 г фтора. Степень извлечения фтора 95Х.

Пример 9. 94,4 r фторконцент рата смешивают с 11,5 г дунита и

4,6 г бокситовой глины. При этом Т =

= 3,09; Оь = 2,5. Смесь подвергают пирогидролиэу в течение 30 мин при о

1350 С и парциальном давлении паров воды 60 кПа. Выделяющиеся фтористые газы поглощают водой, Степень извлечения фтора 937, но продукт пирогидролиэа представляет собой оплавленную частично закристаллиэованную непрозрачную массу, содержащую 1,1 r фтора, Естественный нижний предел соотношения Ы = Са/(Мр+А1) равен нулю в случае отсутствия кальция в перерабатываемом фторсодержащем материале.

Подавляющее большинство пригодных для переработки по предлагаемому способу фторсодержащнх материалов (отходы производств, низкосортные флюоритовые руды и т.п.) содержат фтор, в основном, в виде дифторида кальция СаР, . Поэтому достижение нулевого значения соотношения практически не наблюдается.

Превышение молярного отношения

Са/(Mp+Al) более 2 (пример 9) приводит к образованию плохо стеклующегося расплава, что делает невозможным использование его в производстве стекольных изделий.

Для поддержания молярного отношения Ca/(Mg+Al)<2 ?? ?????????????????????? ???? ?????????????? ?????????????????? ?????????????????? ???????????? ???????????????? ?? ???????????? ???????????? ???????????? ?????? ??????????????, ???????????????????? ?????????????????????? ???????? ?????????????? ?????????? ???? ???????? ?????????????? ??????????????????, ?????? ?????? ?????????????????? ?????????????????????????? ?????????????????????????????????????????? ?????????????????? ???????????? (?????????? ?????????????? ????25 1. ???????????? ???????????????????? ?????????? ???? ???????????????????????????????????????????? ??????????????????, ???????????????????? ?????????????????????????????????????? ?????????????????? ???????????????????? ???????????????? ?????????????? ?????????????????????? ???????????? ??????3?? ??????, ?????????????? ?? ?????????????????????? ???????????? ?????????????????? ???????????????????????? ?????????????????? ??????????, ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ???? ?? ??????, ??????, ?????????? ?????????????????? ?????????????? ????????????????35 hhh ?????????????????????? ?????????????????? ?????????????????? ????????????????, ???????????????????? ???????????????????????? ???????????????????? ??????????????,>

4р +А1)62, а высокотемпературную обработку ведут до образования стеколь ного расплава, 2, Способ по п.1, о т л и ч а ю45 шийся тем, что оксид кремния вводят в исходный материал до достиI жения степени связности структуры, вавной 2,7-3 1,