26.08.2017
217.015.d96c

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЛЕЙКОКСЕНОВОГО КОНЦЕНТРАТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к переработке титановых концентратов с высоким содержанием кремния, например лейкоксеновых концентратов. Cпособ переработки лейкоксеновых концентратов включает плавление концентрата совместно с содой. При этом содержащийся в концентрате диоксид кремния взаимодействует с содой с образованием растворимых в воде силикатов. Продукт плавления подвергают измельчению и выщелачиванию водой. В результате образуется шлам на основе диоксида титана, пригодный для дальнейшей переработки по традиционным технологиям с получением пигментного диоксида титана, металлического титана и другой титановой продукции. Техническим результатом является снижение экологической опасности за счет исключения использования кислот и щелочей. 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к переработке рудных концентратов, а более конкретно титановых концентратов с высоким содержанием кремния, например лейкоксеновых концентратов Ярегского месторождения. Ярегский концентрат содержит в среднем около 50% оксидов титана и 45% диоксида кремния, остальное примеси оксидов железа, алюминия и других элементов. Выделение титана из упомянутого концентрата осложнено тем, что оксиды титана и кремния образуют взаимопроникающую структуру и трудно поддаются разделению. В данном изобретении предложен способ, позволяющий отделить от концентрата кремний и получить синтетический рутил.

Известен способ разделения оксидов титана и кремния, составляющих лейкоксеновый концентрат, гидродинамическим методом. Для этого концентрат измельчают механически или ультразвуком до размера частиц <75 мкм. После этого разделение оксидов производят посредством тяжелых жидкостей или водного потока на винтовых шлюзах (Б.А. Остащенко, И.Н. Бурцев, Н.Н. Усков. Способ переработки лейкоксеновых концентратов. Патент РФ №2032756).

Недостатками указанного способа являются низкая степень разделения оксидов, использование сложного малопроизводительного и энергоемкого оборудования для измельчения концентрата и использование большого количества жидкости - воды, тяжелых жидкостей (3-4 т жидкости на 1 т концентрата).

Известен пирометаллургический способ, включающий помол концентрата, приготовление смеси концентрата с углеродом, изготовление брикетов путем прессования и обжиг брикетов в вакууме при температуре 1300-1500°С. При этом диоксид кремния SiO2 восстанавливается до монооксида SiO, который, являясь летучим соединением, испаряется из концентрата (Б.А. Голдин, П.В. Истомин, Ю.И. Рябков, Н.А. Секушин, Г.П. Швейкин. Способ обогащения лейкоксенового концентрата. Патент РФ №2075529).

Недостатками рассмотренного способа являются необходимость помола концентрата, изготовление брикетов, создание вакуума и высокие энергозатраты на восстановление и испарение оксида кремния.

Известны и применяются гидрометаллургические способы выделения титана из лейкоксенового концентрата. Известен способ, включающий обработку 93,5%-ной серной кислотой при температуре 260-270°С (В.А. Резниченко, B.C. Устинов, И.А. Карязин, А.Н, Петрунько. Электрометаллургия и химия титана. М., Наука, 1982, 280 с.).

Известны гидрометаллургические способы получения синтетического рутила, включающие предварительную пирометаллургическую обработку концентрата, например магнетизирующий обжиг перед обработкой щелочью (Г.Б. Садыхов. Новые подходы к решению проблемы использования комплексного титанового и других видов труднообогатимого рудного сырья России. В кн. «Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН - 75 лет» Сб. научных трудов под редакцией академика К.А. Солнцева. М., Интерконтакт Наука, 2013, 792 с.).

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является гидрометаллургический способ, включающий плавку концентрата с кальцийсодержащей добавкой перед обработкой концентрированной серной кислотой. Плавка с кальцийсодержащей добавкой позволяет снизить температуру кислотного разложения до 200°С (Л.Ф. Алексеев, Н.А. Ватолин, А.Н. Дмитриев, Л.И. Леонтьев, Т.А. Пряхина, Г.Г. Самойлова, Т.В. Сапожникова, А.В. Ченцов, С.В. Шаврин, Е.Х. Шахпазов. Способ переработки лейкоксенового концентрата. Патент РФ №2068393).

Недостатком известных гидрометаллургических способов является необходимость использования опасных химически агрессивных реагентов - горячих кислот и щелочей, что снижает ресурс работы оборудования, ухудшает условия труда и экологические показатели процесса.

Задача, на решение которой направлено наше изобретение, заключается в снижении экологической опасности переработки лейкоксенового концентрата, улучшении условий труда и повышении ресурса работы оборудования.

Техническим результатом изобретения является получение из лейкоксенового концентрата синтетического рутила в качестве сырья титановой промышленности без использования кислот и щелочей.

Положительные особенности изобретения обусловлены тем, что переработка концентрата осуществляется без использования кислот, щелочей и других экологически опасных и химически агрессивных реагентов.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки лейкоксенового концентрата, включающем плавку, измельчение и выщелачивание, согласно изобретению плавку концентрата осуществляют при температуре 2000-2300 К совместно с содой, масса которой в 1,8 раз превышает массу диоксида кремния в концентрате, а измельченный продукт плавки выщелачивают водой с получением синтетического рутила.

Сущность изобретения в заявленном способе переработки лейкоксенового концентрата осуществляется получением из указанного концентрата синтетического рутила, предназначенного для дальнейшей переработки известными методами (Зеликман А.Н., Крейн О.Е., Самсонов Г.В. Металлургия редких металлов. М., Металлургия, 1978, 560 с.). Заявленный способ включает плавку концентрата при температуре 2000-2300 К совместно с содой, масса которой в 1,8 раз превышает массу диоксида кремния в концентрате. При этом диоксид кремния, содержащийся в концентрате, взаимодействует с содой с образованием силикатов натрия. В результате получается плав на основе оксидов титана и силикатов натрия. Поскольку силикаты натрия растворимы в воде, они удаляются после измельчения плава выщелачиванием водой по известным технологиям.

Если количество соды превышает указанное, то происходит бесполезный расход соды и энергии на плавку. Если количество соды меньше указанного, то ее не хватит на полное удаление диоксида кремния.

Возможность образования силикатов натрия при взаимодействии лейкоксенового концентрата с содой, взятой в указанном количестве, подтверждена термодинамическим расчетом с использованием программы «Терра» (Трусов Б.Г. Компьютерное моделирование фазовых и химических равновесий. Инженерный вестник, 2012, №8, с. 1-7). В таблице 1 в % по массе приведен расчетный состав плава, полученного из концентрата (раствора), содержащего 50% ТiO2 и 50% SiO2 в диапазоне температур Т=1000-2500 К.

Несмотря на то, что образование силикатов натрия при взаимодействии карбоната натрия и диоксида кремния возможно и при температурах меньше 2000 К (изменение энергии Гиббса реакции SiO2+Na2СО3=Na2SiO3+СO2 приобретает отрицательное значение при Т>600 К), концентрат должен быть подвергнут плавлению, происходящему при температуре 2000-2300 К. Плавление необходимо, так как известно, что образование силикатов натрия наиболее эффективно происходит именно при сплавлении диоксида кремния с карбонатом натрия (Глинка Н.Л. Общая химия. Л., Химия, 1977, 720 с.).

Нагрев концентрата до температуры выше 2300 К нежелателен, так как он приводит к существенному увеличению содержания диоксида кремния в продуктах плавки (таблица 1).

При выщелачивании плава силикаты натрия и остатки соды перейдут в раствор и будут удалены. Синтетический рутил в виде оставшегося шлама согласно расчету будет включать всего 1-4% SiO2.

Используемые термины и определения

Синтетический рутил - материал, содержащий 85-90% ТiO2, являющийся традиционным сырьем титановой промышленности и предназначенный для переработки по известным технологиям.

Плав - застывший оксидный расплав сложного состава.

Выщелачивание - обработка твердой смеси каким-либо растворителем, например водой, с удалением одного из компонентов путем растворения.

Сода - карбонат натрия Na2CO3.

Силикаты натрия - химические вещества Na2SiO3 и Na2Si2O5.

Предлагаемое изобретение позволяет получить из лейкоксенового концентрата синтетический рутил, при этом упрощается способ переработки концентрата, улучшаются экологические показатели процесса, улучшаются условия труда, повышается ресурс работы оборудования и улучшается экономичность процесса в целом.

Изобретение может быть использовано в титановой промышленности для переработки лейкоксенового концентрата с получением синтетического рутила как сырья для производства по известным технологиям пигментного диоксида титана, металлического титана и другой титановой продукции.

Способ переработки лейкоксенового концентрата, включающий плавление концентрата, измельчение плава и выщелачивание, отличающийся тем, что плавление концентрата осуществляют при температуре 2000-2300 К совместно с содой, масса которой в 1,8 раз превышает массу диоксида кремния, содержащегося в концентрате, а измельченный плав выщелачивают водой с получением синтетического рутила.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 97.
10.01.2013
№216.012.17dd

Керамический флюс

Изобретение может быть использовано при механизированной наплавке и сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей с использованием керамических флюсов. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: карбонат кальция 20-25, плавиковый шпат 50-60, глинозем 10-20, полевой шпат 3-6,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471601
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.02.2013
№216.012.2b40

Способ электродугового жидкофазного углетермического восстановления железа из оксидного сырья и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа и сплавов на его основе посредством электродугового жидкофазного углетермического восстановления. Железосодержащее оксидное сырье и углеродсодержащий восстановитель подают в область термического действия дуги в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476599
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b42

Способ электродугового углетермического восстановления железа из титаномагнетита с получением металлопродукта в виде порошка и гранул и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа и сплавов на его основе из дисперсного оксидного сырья посредством электродугового жидкофазного углетермического восстановления. Способ осуществляют в устройстве, при этом возбуждают электрическую дугу между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476601
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.04.2013
№216.012.338b

Способ получения магнитоактивных покрытий на титане и его сплавах

Изобретение относится к области получения тонких пленок магнитных материалов, в частности магнитоактивных оксидных покрытий на титане и его сплавах, и может найти применение при изготовлении электромагнитных экранов и поглотителей электромагнитного и высокочастотного излучения для различной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478738
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2013
№216.012.4b44

Композиционный материал на основе кальцийфосфатного цемента для заполнения костных дефектов

Изобретение относится к области медицины и касается цементных материалов для пластической реконструкции поврежденных костных тканей. Композиционный материал выполнен на основе реакционно-твердеющей смеси порошков: трикальцийфосфата, содержащих частицы гидроксиапатита размером от 38 до 220 мкм....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484850
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.4fa1

Пористый кальций-фосфатный цемент

Изобретение относится к медицине. Описан пористый кальций-фосфатный гидравлический цемент для восстановления костных тканей, содержащий порошок β-трикальцийфосфата, монокальцийфосфата моногидрата, затворяющую жидкость, представляющую собой 7-9%-ный водный раствор лимонной кислоты, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485978
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.50ba

Способ бестигельного электродугового жидкофазного восстановления железа из оксидного сырья и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа и сплавов на его основе посредством электродугового жидкофазного углетермического восстановления оксидного сырья. Железосодержащее оксидное сырье и углеродный восстановитель в виде расходуемой стержневой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486259
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.10.2013
№216.012.732b

Способ термической обработки деформируемых магнитотвердых сплавов на основе системы железо-хром-кобальт

Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке магнитотвердых сплавов на основе системы Fe-Cr-Co, которые применяются в приборостроении, релейной технике, электромашиностроении, медицине, автомобильной промышленности и т.д. Для повышения коэрцитивной силы изделий из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495140
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.12.2013
№216.012.8fe0

Брушитовый гидравлический цемент (варианты)

Изобретение относится к медицине. Описан брушитовый гидравлический цемент для восстановления костных тканей, содержащий порошок α-трикальцийфосфата и затворяющую жидкость, представляющую собой раствор фосфата магния в фосфорной кислоте, где цементный порошок содержит гранулы карбоната кальция...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502525
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.8fe1

Покрытие на имплант из титана и его сплавов и способ его приготовления

Изобретение относится к области медицины. Описано покрытие на имплант из титана и его сплавов, состоящее из двух слоев. Первый слой состоит из оксидов титана, в основном TiO, второй слой состоит из оксида алюминия гамма-модификации, общая толщина двухслойного покрытия составляет от 40 до 180...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502526
Дата охранного документа: 27.12.2013
Показаны записи 1-10 из 68.
27.02.2013
№216.012.2b40

Способ электродугового жидкофазного углетермического восстановления железа из оксидного сырья и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа и сплавов на его основе посредством электродугового жидкофазного углетермического восстановления. Железосодержащее оксидное сырье и углеродсодержащий восстановитель подают в область термического действия дуги в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476599
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b42

Способ электродугового углетермического восстановления железа из титаномагнетита с получением металлопродукта в виде порошка и гранул и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа и сплавов на его основе из дисперсного оксидного сырья посредством электродугового жидкофазного углетермического восстановления. Способ осуществляют в устройстве, при этом возбуждают электрическую дугу между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476601
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.04.2013
№216.012.338b

Способ получения магнитоактивных покрытий на титане и его сплавах

Изобретение относится к области получения тонких пленок магнитных материалов, в частности магнитоактивных оксидных покрытий на титане и его сплавах, и может найти применение при изготовлении электромагнитных экранов и поглотителей электромагнитного и высокочастотного излучения для различной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478738
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2013
№216.012.4b44

Композиционный материал на основе кальцийфосфатного цемента для заполнения костных дефектов

Изобретение относится к области медицины и касается цементных материалов для пластической реконструкции поврежденных костных тканей. Композиционный материал выполнен на основе реакционно-твердеющей смеси порошков: трикальцийфосфата, содержащих частицы гидроксиапатита размером от 38 до 220 мкм....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484850
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.4fa1

Пористый кальций-фосфатный цемент

Изобретение относится к медицине. Описан пористый кальций-фосфатный гидравлический цемент для восстановления костных тканей, содержащий порошок β-трикальцийфосфата, монокальцийфосфата моногидрата, затворяющую жидкость, представляющую собой 7-9%-ный водный раствор лимонной кислоты, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485978
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.50ba

Способ бестигельного электродугового жидкофазного восстановления железа из оксидного сырья и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству железа и сплавов на его основе посредством электродугового жидкофазного углетермического восстановления оксидного сырья. Железосодержащее оксидное сырье и углеродный восстановитель в виде расходуемой стержневой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486259
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.10.2013
№216.012.732b

Способ термической обработки деформируемых магнитотвердых сплавов на основе системы железо-хром-кобальт

Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке магнитотвердых сплавов на основе системы Fe-Cr-Co, которые применяются в приборостроении, релейной технике, электромашиностроении, медицине, автомобильной промышленности и т.д. Для повышения коэрцитивной силы изделий из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495140
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.12.2013
№216.012.8fe0

Брушитовый гидравлический цемент (варианты)

Изобретение относится к медицине. Описан брушитовый гидравлический цемент для восстановления костных тканей, содержащий порошок α-трикальцийфосфата и затворяющую жидкость, представляющую собой раствор фосфата магния в фосфорной кислоте, где цементный порошок содержит гранулы карбоната кальция...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502525
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.8fe1

Покрытие на имплант из титана и его сплавов и способ его приготовления

Изобретение относится к области медицины. Описано покрытие на имплант из титана и его сплавов, состоящее из двух слоев. Первый слой состоит из оксидов титана, в основном TiO, второй слой состоит из оксида алюминия гамма-модификации, общая толщина двухслойного покрытия составляет от 40 до 180...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502526
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.9004

Способ приготовления катализатора для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания и катализатор, полученный этим способом

Изобретение относится к способам получения блочных катализаторов, катализаторам очистки отработавших газов (ОГ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Описан способ приготовления катализатора для очистки ОГ ДВС, в котором для нанесения промежуточного покрытия и активной фазы используют водную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502561
Дата охранного документа: 27.12.2013

Похожие РИД в системе