×
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 41-50 из 115.
25.08.2017
№217.015.9caf

Литейный сплав на основе интерметаллида ni3al и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным сплавам на основе интерметаллида NiAl, предназначенным для изготовления методом направленной кристаллизации и монокристаллического литья деталей газотурбинных двигателей авиационной промышленности, например сопловых и рабочих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610577
Дата охранного документа: 13.02.2017
25.08.2017
№217.015.9cd4

Способ получения пористой алюмооксидной керамики

Изобретение относится к технологии пористых керамических материалов и может быть использовано для изготовления изделий, эксплуатируемых в качестве высокотемпературной теплоизоляции (или теплозащиты), термостойкого огнеприпаса, носителей катализаторов, фильтров для очистки жидких и газовых сред....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610482
Дата охранного документа: 13.02.2017
25.08.2017
№217.015.a236

Способ получения структуры высокотемпературный сверхпроводник - диэлектрик - высокотемпературный сверхпроводник

Использование: для создания структур высокотемпературный сверхпроводник – диэлектрик – высокотемпературный сверхпроводник. Сущность изобретения заключается в том, что на слой высокотемпературного сверхпроводника 123-типа направляют поток атомных частиц, в качестве высокотемпературного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606940
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a359

Способ получения порошкового магнитотвёрдого сплава 30х20к2м2в системы железо-хром-кобальт

Изобретение относится к получению порошковых магнитотвердых сплавов. Способ получения порошкового магнитотвердого сплава 30Х20К2М2В системы железо-хром-кобальт включает приготовление шихты из порошков железа, хрома, кобальта, молибдена и вольфрама, формование полученной шихты, спекание,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607074
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a4f2

Способ получения катионзамещенного трикальцийфосфата

Изобретение относится к химической и медицинской отраслям промышленности и может быть использовано в производстве исходного биосовместимого материала, пригодного для изготовления плотной и пористой керамики, применяющейся в качестве скэффолдов в инженерии костной ткани, мишеней для создания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607743
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a8e2

Резорбируемый пористый кальцийфосфатный цемент

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к резорбируемому пористому кальцийфосфатному цементу для заполнения костных челюстно-лицевых и стоматологических дефектов. Кальцийфосфатный цемент состоит из смеси порошков фосфатов кальция, а именно из железо- или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611345
Дата охранного документа: 21.02.2017
25.08.2017
№217.015.b20d

Брушитовый гидравлический цемент, упрочненный пористым каркасом из полилактида

Изобретение относится к медицине. Описан брушитовый гидравлический цемент, упрочненный пористым каркасом из полилактида для восстановления костных тканей, имеющий прочность не менее 40 МПа, содержащий порошок α-трикальцийфосфата, гранулы карбонатгидроксиапатита и затворяющую жидкость,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613182
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.b601

Способ получения листового композиционного материала системы титан-алюминий

Изобретение может быть использовано при получении листового композиционного материала системы титан-алюминий для изготовления деталей летательных аппаратов, в том числе подвергаемых повышенным тепловым нагрузкам. Способ включает получение слоистой заготовки в виде пакета и последующую ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614511
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.b688

Способ получения наноразмерных порошков элементов и их неорганических соединений и устройство для его осуществления

Изобретение может быть использовано для получения наноразмерных порошков элементов и их неорганических соединений методом «испарения - конденсации» в потоке газа. Перерабатываемый материал подают в виде грубодисперсного порошка с размером частиц не менее 1 мм. Для его испарения используют поток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614714
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.bc5d

Способ получения карбидов элементов и композиций элемент-углерод

Изобретение относится к порошковой металлургии. Описан способ получения нанопорошков систем металл-углерод, состоящих из карбидов металлов и композиций металл-углерод, из хлоридных и оксидных соединений металлов и углеводородов в термической плазме электрических разрядов, в котором процесс...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616058
Дата охранного документа: 12.04.2017
Показаны записи 41-50 из 70.
25.08.2017
№217.015.9cd4

Способ получения пористой алюмооксидной керамики

Изобретение относится к технологии пористых керамических материалов и может быть использовано для изготовления изделий, эксплуатируемых в качестве высокотемпературной теплоизоляции (или теплозащиты), термостойкого огнеприпаса, носителей катализаторов, фильтров для очистки жидких и газовых сред....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610482
Дата охранного документа: 13.02.2017
25.08.2017
№217.015.a236

Способ получения структуры высокотемпературный сверхпроводник - диэлектрик - высокотемпературный сверхпроводник

Использование: для создания структур высокотемпературный сверхпроводник – диэлектрик – высокотемпературный сверхпроводник. Сущность изобретения заключается в том, что на слой высокотемпературного сверхпроводника 123-типа направляют поток атомных частиц, в качестве высокотемпературного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606940
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a359

Способ получения порошкового магнитотвёрдого сплава 30х20к2м2в системы железо-хром-кобальт

Изобретение относится к получению порошковых магнитотвердых сплавов. Способ получения порошкового магнитотвердого сплава 30Х20К2М2В системы железо-хром-кобальт включает приготовление шихты из порошков железа, хрома, кобальта, молибдена и вольфрама, формование полученной шихты, спекание,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607074
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a4f2

Способ получения катионзамещенного трикальцийфосфата

Изобретение относится к химической и медицинской отраслям промышленности и может быть использовано в производстве исходного биосовместимого материала, пригодного для изготовления плотной и пористой керамики, применяющейся в качестве скэффолдов в инженерии костной ткани, мишеней для создания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607743
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a8e2

Резорбируемый пористый кальцийфосфатный цемент

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к резорбируемому пористому кальцийфосфатному цементу для заполнения костных челюстно-лицевых и стоматологических дефектов. Кальцийфосфатный цемент состоит из смеси порошков фосфатов кальция, а именно из железо- или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611345
Дата охранного документа: 21.02.2017
25.08.2017
№217.015.b20d

Брушитовый гидравлический цемент, упрочненный пористым каркасом из полилактида

Изобретение относится к медицине. Описан брушитовый гидравлический цемент, упрочненный пористым каркасом из полилактида для восстановления костных тканей, имеющий прочность не менее 40 МПа, содержащий порошок α-трикальцийфосфата, гранулы карбонатгидроксиапатита и затворяющую жидкость,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613182
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.b601

Способ получения листового композиционного материала системы титан-алюминий

Изобретение может быть использовано при получении листового композиционного материала системы титан-алюминий для изготовления деталей летательных аппаратов, в том числе подвергаемых повышенным тепловым нагрузкам. Способ включает получение слоистой заготовки в виде пакета и последующую ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614511
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.b688

Способ получения наноразмерных порошков элементов и их неорганических соединений и устройство для его осуществления

Изобретение может быть использовано для получения наноразмерных порошков элементов и их неорганических соединений методом «испарения - конденсации» в потоке газа. Перерабатываемый материал подают в виде грубодисперсного порошка с размером частиц не менее 1 мм. Для его испарения используют поток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614714
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.bc5d

Способ получения карбидов элементов и композиций элемент-углерод

Изобретение относится к порошковой металлургии. Описан способ получения нанопорошков систем металл-углерод, состоящих из карбидов металлов и композиций металл-углерод, из хлоридных и оксидных соединений металлов и углеводородов в термической плазме электрических разрядов, в котором процесс...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616058
Дата охранного документа: 12.04.2017
25.08.2017
№217.015.bf42

Высокопрочная низколегированная конструкционная сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам высокопрочных конструкционных сталей, используемых в оборудовании для холодной обработки давлением, в конструкциях летательных аппаратов, в транспортном, горнодобывающем и дорожно-строительном машиностроении, в деталях и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617070
Дата охранного документа: 19.04.2017
+ добавить свой РИД