×
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 91-100 из 115.
15.02.2020
№220.018.02b4

Способ получения окрашенного однофазного пирофосфата кальция

Изобретение может быть использовано в производстве материалов для восстановления дефектов костной ткани, зубных пломб. Способ получения окрашенного однофазного пирофосфата кальция включает смешение лактата кальция с двузамещенным фосфатом аммония при их мольном соотношении, равном 1. Смешение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714188
Дата охранного документа: 12.02.2020
15.02.2020
№220.018.02d1

Способ определения площади контакта оправки и заготовки при винтовой прошивке

Изобретение относится к области обработки металлов давлением. Способ заключается в том, что заготовку прошивают на глубину, равную 0,5÷0,75 от ее исходной длины, процесс прошивки останавливают, заготовку снимают с оправки. Далее определяют размеры заготовки и оправки. На основе измерений в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714225
Дата охранного документа: 13.02.2020
17.02.2020
№220.018.0325

Керметный порошок для плазменного напыления

Изобретение относится к материалу керметного порошка для плазменного напыления и может использоваться для формирования износостойких покрытий. Керметный порошок содержит 20-80 массовых процентов карбида титана, упрочняющие фазы CrC, WC, TiN в количестве 20-45% относительно карбида TiC и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714269
Дата охранного документа: 13.02.2020
15.04.2020
№220.018.1473

Способ изготовления керамики на основе карбида кремния, армированного волокнами карбида кремния

Изобретение относится к способу получения керамического композита из карбида кремния, упрочненного волокном из карбида кремния, который может быть использован для работы в кислых и агрессивных средах, в условиях высоких температур и длительного механического воздействия. Способ получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002718682
Дата охранного документа: 13.04.2020
07.06.2020
№220.018.24b3

Способ раскатки трубных заготовок

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для получения бесшовных труб раскаткой полых трубных заготовок в стане винтовой прокатки. Полую трубную заготовку - гильзу подвергают раскатке в четырехвалковом стане винтовой прокатки, все валки которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722952
Дата охранного документа: 05.06.2020
18.06.2020
№220.018.2779

Способ получения биомедицинского материала "никелид титана-полилактид" с возможностью контролируемой доставки лекарственных средств

Изобретение относится к технологии получения композиционного биомедицинского материала никелид титана-полилактид с возможностью контролируемой доставки лекарственных средств. Предложенный способ получения биомедицинского материала никелид титана-полилактид включает получение раствора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723588
Дата охранного документа: 16.06.2020
21.07.2020
№220.018.3528

Способ изготовления сосудистого импланта из сплавов с эффектом памяти формы, сплетенного единой нитью

Изобретение относится к области медицины, а именно к рентгеноэндоваскулярной дилатации. Способ изготовления сосудистого импланта из сплавов с эффектом памяти формы, сплетенного единой нитью, включает автоматизированное плетение импланта на оправку модифицированным намоточным станком по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727031
Дата охранного документа: 17.07.2020
20.04.2023
№223.018.4b20

Способ получения материала ионотранспортной мембраны

Изобретение относится к способу получения материала ионотранспортной мембраны, включающему твердофазный синтез BiErO в течение 20 часов при 800°С из оксидов BiO и ErO, синтез AgO осаждением из водного раствора нитрата серебра и горячее прессование шихты BiErO, AgO и металлического индия в среде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002775471
Дата охранного документа: 01.07.2022
20.04.2023
№223.018.4b25

Способ спекания смеси порошков alo и aln

Изобретение относится к технологии получения поликристаллической керамики на основе оксинитрида алюминия с достаточной степенью прозрачности в оптическом диапазоне, которая может быть использована в производстве защитных устройств, электронике и других областях техники. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002775445
Дата охранного документа: 30.06.2022
20.04.2023
№223.018.4b7e

Сварочная проволока с высоким содержанием азота

Изобретение может быть использовано для ручной сварки в среде защитных газов деталей и конструкций из немагнитных высокопрочных аустенитных сталей с высокими концентрациями азота, например в нефтегазовой, судостроительной или машиностроительной промышленности. Сварочная проволока содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002768949
Дата охранного документа: 25.03.2022
Показаны записи 61-70 из 70.
10.05.2018
№218.016.3971

Способ получения нанопорошка оксинитрида алюминия

Изобретение относится к получению нанопорошка оксинитрида алюминия. Тонкодисперсный порошок алюминия вводят в поток термической плазмы, в котором осуществляют взаимодействие паров алюминия с аммиаком в присутствии кислорода в количестве, отвечающем атомному соотношению элементов 1,16
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647075
Дата охранного документа: 13.03.2018
03.03.2019
№219.016.d278

Способ получения узкофракционных сферических порошков из жаропрочных сплавов на основе алюминида никеля

Изобретение относится к области порошковой металлургии. Способ получения узкофракционных сферических порошков из жаропрочных сплавов на основе алюминида никеля включает стадию предварительного выделения заданной фракции путем классификации исходного порошкообразного материала зернистостью 5-150...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681022
Дата охранного документа: 01.03.2019
08.03.2019
№219.016.d46b

Способ прямого восстановления металлов из дисперсного рудного сырья и устройство для его осуществления

Изобретение относится к бескоксовой металлургии, в частности к производству непрерывно-литой заготовки посредством восстановления металлов из металлсодержащего оксидного сырья газообразными и дисперсными восстановителями в плазмохимических реакторах. Частично восстановленную шихту и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002296165
Дата охранного документа: 27.03.2007
29.03.2019
№219.016.f1b6

Плазменная установка для получения нанодисперсных порошков

Изобретение относится к области получения наноразмерных порошков (НП) элементов, неорганических соединений и композиций, в частности к плазменному оборудованию для производства НП различного назначения. Реактор имеет определенные соотношения геометрических размеров, связывающие выходной диаметр...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002311225
Дата охранного документа: 27.11.2007
29.03.2019
№219.016.f711

Способ получения нанопорошков систем элемент-углерод

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Получение нанопорошков систем элемент-углерод из элементов и их соединений проводится в термической плазме смеси углеводорода с одним из компонентов или смесью компонентов из группы: водяной пар, диоксид углерода. В реагирующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002434807
Дата охранного документа: 27.11.2011
20.05.2019
№219.017.5d26

Способ обескремнивания нефелинового концентрата и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области металлургии, в частности к переработке нефелинового концентрата с получением из него синтетического боксита, содержащего до 80% AlO и до 1,5% SiO. Способ включает приготовление шихты из концентрата и углерода и карботермическую восстановительную плавку шихты в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688083
Дата охранного документа: 17.05.2019
29.05.2019
№219.017.690d

Способ получения суспензий наночастиц

Изобретение относится к области химической промышленности и металлургии и может применяться для получения суспензий наноразмерных частиц элементов и их соединений. Способ включает конденсацию из газовой фазы при охлаждении водой высокотемпературного потока, содержащего пары конденсируемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002436659
Дата охранного документа: 20.12.2011
29.11.2019
№219.017.e7ff

Сферический порошок псевдосплава на основе вольфрама и способ его получения

Изобретение относится к сферическому порошку псевдосплава на основе вольфрама. Ведут гранулирование порошка наноразмерного композита, состоящего из металлических частиц с размерами менее 100 нм и полученного водородным восстановлением в термической плазме смеси порошков оксидов вольфрама с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707455
Дата охранного документа: 26.11.2019
22.04.2023
№223.018.50e4

Способ очистки порошков титана и его сплавов от примеси кислорода

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам очистки порошков титана и его сплавов от примесей кислорода. Очистку порошков титана и его сплавов осуществляют путем взаимодействия с порошком магния или гидрида кальция в потоке термической плазмы инертных газов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794190
Дата охранного документа: 12.04.2023
01.06.2023
№223.018.7510

Способ плазменного производства порошков неорганических материалов и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к порошковой металлургии, а именно к способу плазменного получения порошка неорганического материала и устройству для осуществления указанного способа. Проводят плавление исходного неорганического материала в плавильном устройстве и диспергирование струи расплава...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002743474
Дата охранного документа: 18.02.2021
+ добавить свой РИД