СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ АЛЮМОСИЛИКАТОВ

Использование: при переработке щелочных алюмосиликатов. Сущность изобретения: щелочные алюмосиликаты обрабатывают абгазной соляной кислотой - отходом хлорорганического производства при 80-105°С при соотношении алюмосиликатов к абгазной соляной кислоте равном 1:(2-4). 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к переработке алюмосиликатного сырья и утилизации промышленных отходов и может быть использовано для производства сырьевых материалов фарфорофаянсовой промышленности.
Известны способы переработки алюмосиликатов в серной, соляной или щавелевой кислот при 1000С с последующим разделением пульпы и получением полевошпатового материала.
Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки алюмосиликатов путем обработки их водным раствором, содержащим соляную кислоту и соединения фтора. Переработку бокситов осуществляют соляной кислотой концентрацией 10-20%, содержа-щей 1-5% H2SiF6. При этом в качестве продукта получают смесь хлоридов алюминия и же-леза.
Недостатками известного способа являются: дороговизна способа, заключающаяся в применение дорогостоящих химических реактивов; ограниченность сырьевой базы из-за необходимости применения кондиционного сырья.
Цель изобретения - удешевление процесса переработки алюмосиликатов и расшире-ние сырьевой базы для фарфорофаянсовой промышленности.
Цель достигается тем, что в качестве раствора, содержащего соляную кислоту и со-единения фтора для обработки алюмосиликатов, преимущественно щелочных используется абгазная соляная кислота - отход хлорорганического производства хладонов, содержащего мас.%: 24-30 HСl, 0,05-1,5 НF, Fe не более 0,02, Cl2 не более 0,005, остальное вода при 80-1050С и массовом соотношении алюмосиликатов к абгазной соляной кислоте, равном 1:(2-4).
Используемые в качестве химического реагента хлорорганического производства (абгазная соляная кислота) содержат активную примесь в виде фтористоводородной кислоты, которая ускоряет процесс разрушения минералов, обеспечивает селективность воздействия реагентов на составные части минералов алюмосиликатного сырья (ускоряет процесс разрушения нефелина и минералов, содержащих железо, натрий и кальций, не растворяя при этом микроклин, альбит и циркон, которые являются полезными компонентами полешпатовых материалов для фарфорофаянсовой промышленности). Вследствие этого в процессе переработке алюмосиликатов предлагаемым способом обеспечивается снижение количества оксидов железа, кальция и натрия в получаемых полешпатовых материалов. Кроме того, в результате селективного воздействия реагента предлагаемый способ обеспе-чивает почти полное сохранение микроклина и циркона в составе получаемого полешпа-тового материала, что также способствует повышению качества последнего.
Одновременно в процессе обработки сырья происходит изменение соотношения K2O:Na2O в сторону уменьшения последнего, что позволяет использовать его для переработки некондиционного сырья. Это, в свою очередь, обеспечивает расширение сырьевой базы для фарфорофаянсовой промышленности. Требование промышленности к качеству полешпатовых материалов регламинтируется стандартами, при этом должно быть обеспечено определенное соотношение K2O:Na2O2, содержание оксида железа не более 0,2% и содержание оксида кальция не более 2%.
Это достигается при обработке нефелиновых сиенитов абгазовой соляной кисло-той, являющейся отходом хлорорганического производства хладонов при 80-105°С и мас-совом соотношении сырье: кислота, равное: 1:2-4. Выбранная область изменения температуры обусловлена тем, что ниже 80°С железосодержащие минералы полностью не вскры-ваются и тем самым не достигается обезжелезования полешпатового концентрата, а выше 1050С (температура кипения пульпы) необходимо будет процесс вести в автоклавных аппаратура под давлением, что удорожает всю технологию. Если массовое соотношение сы-рье: кислота будет меньше , чем выбранное , то образуется густая плохофильтруемая пульп, из которой недостаточно вскрывается железосодержащие минералы, вследствие чего получается некачественный полешпатовый материал. Если данное соотношение будет больше, чем вышеуказанное, то это приводит к получению больших объемов ненужных кислых растворов и большому расходу реагентов и теплозатрат. При выбранном интервале изме-нения температуры и соотношения исходных материалов после их обработки получаются качественный полевошпатовый концентрат и раствор, представляющий собой смесь хлоридов алюминия, железа и др., который является хорошим коагулянтом для очистки воды.
Пример. Исходные материалы имеют следующий химический состав: щелочной алюмосиликат-нефелиновые сиениты месторождения Турпи Таджикской СССР, %: 21,0-22,0 Al2O3; 52,0-54,0 SiO2; 5,8-6,4 Fe2O3; 6,0-6,3 Na2O; 6,5-7,0 K2O; 2,5-3,5 CaO; 0,08-0,1 ZrO2; абгазная кислота -отход хлорорганического производства хладонов, желтоватая жид-кость содержит %: 24,0-30,0 HCl, 0,05-1,5 HF, Fe не более 0,02 Cl2 не более 0,005 остальное вода.
В реактор наливали необходимое количество абгазной соляной кислоты и добавляя 10 кг измельченный нефелиновый сиенит. В реакторе, снабженным нагревательным змеевиком, электрической мешалкой, термометром и обратным холодильником реакционную смесь нагревали с постоянным перемешиванием для извлечения необходимых компонентов сырья. Образующиеся пары конденсировались в обратном холодильнике и возвраща-лись в реакционную смесь. Процесс фильтрования пульпы проводили на воронке Бюхнера под вакуумом. Твердый остаток - полевошпатовый материал тщательно промывали водой и высушивали. Полученный полешпатовый материал представляет собой мелкозернистый материал белого цвета: состоит главным образом из полевых шпатов (микроклин и аль-бит) и кремнезема и имеет следующий примерный химический состав, в мас.%: 70,0-74,0 SiO2; 14,0-16,0 Al2O3; 7,5-8,5 K2O; 2,0-2,8 Na2O; 0,1-0,2 Fe2O3; 1,5-2,5 п.п.п. Раствор, представляющий собой смесь хлоридов алюминия, железа и др., является хорошим алюминиевожелезным коагулянтом для очистки вод. Что касается содержания Сl2 в абгазной соля-ной кислоте, то в процессе химической обработке сырья при вышеуказанных условиях в основном превращается в виде хлорид и гипохлорид анионов, что на качество получаемого коагулянта (хлоридного раствора) отрицательно не влияет, а наоборот при его использовании в водоочистке играют положительную роль, т.е. обеззараживают очищаемую воду. С целью подтверждения правильности подбора граничных значений основных параметров предлагаемого способа опыты проводились при различных содержании сырья, кислоты и температурах, результаты которых приведены в таблице.
Из представленных данных следует, что предлагаемый способ обладает преимуществом, что проявляется в удешевлении способа и расширения сырьевой базы фарфорофаянсовой промышленности. Кроме того, в качестве химического реагента используется отход хлорорганического производства хладоновабгазная соляная кислота, которая нарушает экологическую обстановку и нейтрализуется дефицитной известью и выбрасывается в шламонакопитель.
Предложенный способ используют для производства высококачественного полевошпатового концентрата и получения коагулянта. Предлагаемая технология переработки алюмосиликатов является безотходной и экологически безопасной.

Патент ФРГ № 2121094, кл. C 01 F 7/22, 1978