Изобретение относится к способам переработки натрийсодержащих полиминеральных руд, в частности, для получения декагидрата натрия из жидких отходов алюминиевого производство.
Известен способ переработки полиминеральных руд, по которому руду растворят в обратных щелоках, а нерастворимый остаток подвергают флотации с дальнейшим растворением флотоконцентрата и возвращением полученного щелока в цикл кристаллизации соединения [1].
Недостатками способа являются низкое извлечение состав вещество из нерастворимого остатка и сложность технологической схемы.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ переработки натрийсодержащих полиминеральных руд путём растворения их в горячий оборотных щелоках с отделением нерастворимого остатка, по которому нерастворимый остаток руды охлаждают хвостовым щелоком и затем обрабатывают большим количеством воды при 18-25 0С в течении 2-3 минут с целью выделения из остатка хлористого натрия [2].
Недостатками этого способа является невысокого выхода вещества и большой расхода щелока.
Цель изобретения является получения декагидрата карбоната натрия из жидких отходов производство технического сырья, содержащего карбонаты, гидрокарбонаты, натрия и кальция, в том числе жидких отходов производство алюминия.
Поставленная цель достигается тем, что при переработки натрийсодержащих полиминеральных руд путём растворения их в горячих оборотных щелоках после отделения нерастворимого остатка его обрабатывают при отношении ж/т 0,61:0,76 в течении 40-100 мин. и температуре 0-500С. Кроме того, щелок от переработки остатка после сгущения осветления возвращают на растворения маточный растворы.
Из диаграммы состояния системы Na,Ca//CO3,HCO3-H2O видно, что при 00С (фиг. 1) декагидрат карбоната натрия граничит с фазами гейлюсита и нахколита и обладает способностью соосаждаться в нонвариантных точках трехкомпонентной поверхности. Что касается температуры 250С, то изменяется фазовый баланс декагидрата карбоната натрия, а с повышением температуры от 0 до 500С наблюдается образование новой тронной фазы, которая изменяет строение диаграммы вышеназванной системы (фиг. 2, 3), и в результате декагидрат карбоната натрия граничит с фазами гейлюсита и троной, что они могут совместно осаждаться в точках обжига трехкомпонентной поверхности. Растворимость показана на геометрических образах системы Na,Ca||CO3,HCO3-H2O при 500С, изменение полученных данных относительно изотерм 0 и 250С. В частности, увеличение растворимости декагидрата карбоната натрия с 6,570 и 22,95 мас. % при 0 и 250С, соответственно, до 32,10 при 500С. Сравнивать изменение растворимости солей в нонвариантных точках, где в равновесии находятся три твердые фазы, нет возможности т.к. фазовые составы осадков меняются с повышением температуры, в частности происходит дегидратация декагидрата карбоната натрия (Na2CO3·10H2O) до моногидрата карбоната натрия (Na2CO3·H2O) при 500С, образуются новые равновесные твёрдые фазы: гейлюссин (CaCO3·Na2CO3·5H2O) и пирсонит (CaCO3·Na2CO3·2H2O). С этой точки зрения, если перекристаллизовать маточный раствор четырехкомпонентной системы, состоящей из карбонатов, гидрокарбонатов натрия и кальция, то из маточного раствора можно выделить 25,53 г декагидрата карбоната натрия, так как растворимость Na2CO3
10H2O при 500С составляет 32,1 г, при 250С 22,95 а при 00С раствор содержит 6,750г Na2CO310H2O, а в результате перекристаллизации осаждается и отделяется 16,38г Na2CO310H2O.
Пример 1. 15 кг маточный раствор технического сырья, содержащего карбонаты, гидрокарбонаты, натрия и кальция обрабатывают при температуре около 0 0С в течение 40 мин. обработанными щелоками по известному способу. Пульпу сгущают, осветляют насыщенный щелок от остатка. Горячий остаток в количестве 4,8541 кг и и состава, мас.% Na+ 12,53053, Са2+ 0,03747, СО32- 12,9934, НСО3- 6,9274 н. о.10,1459 вода обрабатывают при температуре 50 0С в течении 100 мин. После осветления пульпы раствором этиловым спирта и фильтрации получают 4,8541 кг щелока, содержащего, мас. % Na+ 4,620, Са2+ 0,03676, СО32- 3,7206, НСО3- 4,8213 остальное вода и 4,30 кг нерастворимого остатка, состоящего в основном из нахколита, трона, кальцита и гидрокарбоната кальция. Фильтрат возвращают в цикл производство. Общее извлечение декагидрата карбоната натрия из щелока составляет 61,02% (см. табл. 1).
Пример 2. 20 кг маточный раствор технического сырья, содержащего карбонаты, гидрокарбонаты, натрия и кальция обрабатывают в температуре около 250С в течении 40 мин. по известному способу. Пульпу сгущают осветляют насыщенный щелок от остатка. Горячий остаток в качестве 6,4721 кг и состава мас. % Na+ 13,6741, Са2+ 0,05142, СО32- 14,5738, НСО3- 7,4251 н. о. 13,5278 кг вода обрабатывают при температуре 500С в течение 100 мин 5,7378 кг воды. После осветления пульпы раствором этиловым спирта и фильтрации получают 6,4721 кг щелока, содержащего мас.% Na+ 2,506, Са2+ 0,001174, СО32- 2,5986, НСО3- 1,3661 и 8,9386 вода и 1,8908 кг нерастворимого остатка, состоящего в основном из нахколита, трона, кальцита и гидрокарбоната кальция. Фильтрат возвращают в цикл производство. Общие извлечение декагидрата карбоната натрия из щелока составляет 76,08% (см. табл. 2).
Пример 3. 25 кг маточный раствор технического сырья, содержащего карбонаты, гидрокарбонаты, натрия и кальция обрабатывают в температуре около 500С в течение 40 мин. по известному способу. Пульпу сгущают осветляют насыщенный щелок от остатка. Горячий остаток в качестве 11,21 кг и состав мас. % Na+ 17,4072, Са2+ 0,0062, СО32- 18,1728, НСО3- 9,2352 н. о. 13,79 кг вода обрабатывают при температуре 500С в течение 100 мин 5,7118 кг воды. После осветления пульпы раствором этиловым спирта и фильтрации получают 11,21 кг щелока, содержащего
Таким образом, предлагаемый способ упрощает процесс переработки натрийсодержащих полиминеральных руд за счёт исключения из схемы операции охлаждения нерастворимого остатка хвостовым щелоком и операции отмывки нахколита из четырёхкомпонентного состава.
