Recycling koncentrátumok loparite
Lopar - komplex alapanyagok. Koncentrátumokat-tartott,% (tömeg): (Nb, Ta) 2os 8-9; (Arányban Nb2Os: Ta2Oj «15: i) TiO2 32-35; (Ce, La.) 203 26 28; CaO 6-8; Na2O 7-8, alárendelt mennyiségben K2 O, SrO, Fe-oxidok és az A1, és a TiO2 0,2-0,7.
A technológia biztosítania kell kitermelése az összes komponens: nióbium, tantál, a ritka földfémek és titán. A fejlett és a használt két technológiai rendszerek feldolgozásra koncentrátumok loparite - klór és a kénsav.
Minden értékes komponensek loparite a lehető legegyszerűbb módja annak, hogy távolítsa el a klórt. Ennek lényege abban a tényben rejlik, hogy a komponenseket az érc koncentrátum reagáltatjuk klórgázt 750 - 850 ° C-on jelenlétében szén vagy koksz. A különbségek volatilitása kloridok alakult lehetővé teszi, hogy megosszák a fő értékes komponensek koncentráció közvetlenül-rata.
Olvadáspontja alatt, és a forráspont-nekoto ryh kloridok:
Klorid NbCl, NbOClj A1C13 TaS15 TІSІ,
<ПЛ,°С. 204,7 - - 216,5 -23
<пл.°£ ■ • • 'кип> S.
Kloridok nióbium, tantál és titán, amelynek viszonylag alacsony a forráspontja, a klórozási folyamatban a gázok az elragadott és a készített a kondenzációs készülékek; akkor - sokokipyaschie kloridok ritka földfémek, nátrium- és kalcium-maradnak az ömledék formájában klórozó kloridok.
Az alábbiakban a klórozási reakciót az a fő összetevői a loparite [4]:
Nb2Os + + 1,5S ZS12 = 2NbOCl3 + 1,5S02; (2.3)
Nb2Os + 5S12 + 2.5C = 2NbCls + 2,5S02; (2.4)
Ta2Os + 2S12 + 2.5C = 2TaCls + 2,5S02; (2.5)
TiO2 + 2C12 + C = C02 + TіS14; (2.6)
(Ln) 203 + ZS12 1,5S + 2 = (Ln) Cl 3 + 1,5S02. (2.7)
Egyidejűleg C02 reagál a szén képez
A klórozást oxidok is előfordul részvételével a szén-dioxid, például a reakciók:
Nb2Os + + BPC ZS12 = 2NbOCl3 + ZS02; (2.9)
TІ02 + 2CO + 2S12 = 2S02 + TіS14. (2.10)
Egyéb kloridok során képződött klórozás: SaS12, NaCl, A1C13, FeCl3, SiCl4.
klórozási reakciót (2.3) - (2.7) folytassa jelentős csökkenését a Gibbs-CIÓ energia és gyakorlatilag visszafordíthatatlan.
A szerepe a szén nem csak az oxigén a kötődését C02, hanem az aktiválási folyamat a klórozás (lásd. 4. fejezet).
A klórozási loparitovogo koncentrátumot lehet végezni chlorinators Szárfajta a töltés vagy brikettezett
Klórozókészülékek az olvadt só. Az utóbbiak sushchest kormányzati előnyök: szüntetni munkaigényes műveleteket-gotovleniya brikett és kalcinálással; hatékonyságát, mivel a hatékony tömeg - és a hőcserélő egy keverjük buborékoltatunk - vezetőképes klór- olvadék, egy nagy sebességű folyamat, és a pro, illetve magas specifikus gyártó-Ness klórozó.
A klórozást loparitovogo koncentrátum olvadt fürdő Nye létrehoz egy képet a nagy-klorid-MI nátrium-, kálium-, kalcium-és ritka földfémek.
Ábra. 24. klórozó klórozás loparitovogo koncentrálni sóoldatban
1 - bins töményítjük és koksz; 2 - adagolócsiga; 3 - klórozó bélelt tűzálló téglák; 4 - Lance; 5 - olvad; 6 - tűztérelőterek; 7 - csapolónyílás; 8 - lehűtött véggáz; 9 - ASG O cső con kondenzációs
Rx. 25. Az áramkör a szűrő sóoldattal airlift-cirkulációs elolvad: 1 - test bélelt samott tégla; 2 - kapleulovitelnaya kamrában; 3 - inert kerámia fúvókával; 4 - füstgáz; 5 - rostély; 6 - légi szállítási cső; 7 - PGS fúvóka kimenet; 8 - garat cous-nek NaCl
Közelítő összetétele az olvadék,% LnCi3 55; SaS12 20; NaCl 15, és a többi - a kloridok más elemek. Párologtató-RA megszilárdulása az olvadék 520 ° C-on Finoman con centrátumot és petrolkoksz betáplálunk egy-klorid olvadék, amelyen keresztül buborékoltatunk klórt belépő fúvókákon keresztül az alsó része a klórozó.
Klórozó egy tengely négyszögletes keresztmetszetű betétek olvadék szintjének magassága 3,1-3,2 m (ábra24). Ahogy klórozás feleslegben olvadékot folyamatosan ürül a túlfolyó csatornát a mellmedencébe. Az olvadékot segítségével melegítjük grafitelektródák, szerelt a falon a klórozó.
Klórozás végezzük 850-900 ° C, az átlagos SRI-tartalmú koncentrátum egy olvadék 1,5% és a szén
5%. Ilyen körülmények között, a fajlagos termelékenységét a végén-klórozó hulladék - 5 -5,5 t / m2 kemenceszakaszon 1 nap.
A jellemzője klórozás az olvadékban van preobla-danie tartalmat w2 fölött a gázfázisú (arány W2: a „16: 1). Ebből az következik, hogy a reakció hlorirova-TION oasplave oxidok azok alkotnak CO2, és a Boudouard reakció (CO2 + a<—-2СО) протекает лишь частично, так как пузырьки со2 быстро удаляются из расплава, не успевая вступить в реакцию с взвешенными частицами кокса.
Tesztelt különböző rendszerösszetevők kondenzációs gőz elegy (CBC). Kapott elosztó rendszer MA, ahol egymást követően hajtjuk végre első elemek, de kondenzációs szilárd kloridok (NbOCi3, NbCis, TaCls et al.) A porkamra kimeneténél a Ka-intézkedések 200-140 ° C, majd a folyadék-klorid (TiCl 4, SiCi4) a párolgási kondenzátor lehűtjük öntözéssel téte - titán rahloridom.
Annak érdekében, hogy külön vas- és alumínium-kloridok és a kizárt cheniya-kondenzációs őket együtt a kloridok nióbium és tantál, hogy a porkamra szerelt sóoldatban szűrőt. Hatása alapul a kialakulását és FeCi3 AICI3 az E-klorid, nátrium-és kálium-olvadó MeFeCi4 MeA1S14 típusú komplexek termikusan stabilak, és alacsony gőznyomás-niem RPAR hőmérsékleten 500-600 ° C:
KA1C14 NaAlCl4 KFeCl4 NaFeCl4
Tm, ° C 256 152 249 163
Pa 20 13,3 36,3 334
Fent só Olvadáspont rendszerek Naa-Fea3-AICI3 és KCI-Feci3-AICI3 gőznyomás NbOCi3 kloridok, NbCis, TaCls, TiCl4, SiQ4, magas, így azokat nem szívódik fel a só Olvadáspont szűrőt.
A 25. ábra mutatja a szűrő áramkör sóoldat. Az olvadék kloridok szűrő kering keresztül légihíd bajusz-troystva.
A szűrőt időszakosan megbízott a keveréket KC1 vagy NaCl + töltött elektrolit magnézium-elektrolízis cellákból. A felhalmozódása szűrő kondenzált olvadék-telített hlo ridami vas és alumínium.
A só szűrő mellett vas- és alumínium-kloridok csapdába szilárd (mechanikai elválasztó klór-tórusz).
Kondenzátum szilárd kloridok a következő közelítő összetétele szempontjából oxidok,% (tömeg): (Nb, Ta) 2os 51-54; TiO2 1,0 - 1,8; Fe203 0,40 - 1,4; Si02 0,43 - 1,4; ai2o3 0,64 - 0,8; Tho2
0,1; Ln2o3 0,9; 0.5 - 2. rész tantál és nióbium hiányzik a kondenzátum folyadékot TiCl4, ahol vannak oldva és részben a zagy formájában. Amikor desztillációs tisztítás TiCl4 maradnak az alsó pivot-maradványok, ahonnan tovább extraháljuk.
Így, ennek eredményeként a klórozásával loparite ray három termék: olvadás tartalmazó kloridok REM CON-klorid kondenzátum tantál és nióbium és technikai tetrahlo - titán-klorid.
A keveréke tantál-oxid és a nióbium-klorid kondenzátum hidrolitikus reakciónak vetjük alá bomlás:
2NbOCl3 + O + 3) H20 = NbjOj • xH 2O + 6NS1; (2.11)
2TaCls + (x + 5) = Ta20s'xH20 + H20 10NS1. (2.12)
A savas oldat megfelel a szennyeződések legnagyobb része-Lez, alumínium és a titán részben. A kapott elegyet hidro - ksidov amely legfeljebb 90% (Nb, Ta) 2os (a kalcinált pro kek), belép a tisztítását és elkülönítését tantál és audio-obiya. Egy másik módja a feldolgozási kondenzátum tartalmazó NbOCi3, NbCls, TACIS, kloridok vas, alumínium, stb, a keverék megszerzésében NET-pentaklorid NbClj TaS15 és amely azután elválaszthatók RECTIF-katsii.
A perklórsav Technológia feldolgozása lehívása loparite, így 93 - 94% nióbium és a 86 - 88% tantál-oxidokat technikai 96,5 - 97% titán a műszaki tetrahlo - kloridot, kitermelése 95,5 - 96% ritkaföldfém-kloridok az olvadékban.
Kénsav alapuló módszer a bomlási loparites - Vågå koncentrált kénsavat és elválasztását CO-stavlyayuschih használatával elért oldhatósági különbséget a titán kettős szulfátok, nióbium és tantál-CIÓ ritkaföldfémből elemek szulfátok alkálifém vagy ammónium.
A koncentrátumot bomlik (sulphatization) 95% -os kénsav elegyéhez 150-250 ° C-on savfogyasztás - 2,78 tonna per 1 tonna mikronizált koncentrátum. Hozzáadása szulfát lőszer-TION (0,2 tonna per 1 tonna koncentrátum), hogy a kénsav-predot forog szinterezés reakciótömeg, és növekedett az extraháló oldatot a nióbium és a tantál. Teljes bővítése a koncentrátum elérte a 20 - 30 min. Végére a bomlási félig száraz tömeg. A fő reakció bomlása során bekövetkező-zhenii:
TiO2 + CaO + 3H2so4 = CATI (SO4) 3 + zn2o; (2.13)
4TYU2 + Ln2Oj + 11H2S04 = in2 (S04) X
X 4Ti (S04) 2 + 11H20. (2,14)
Nióbium és tantál jelenlétében nagy mennyiségű titán tartalmazza a bináris titán-szulfát formájában izomorf-sósav szennyeződések. Szulfatálás terméket Átmosott vízzel. A szilárd fázisú marad a túlnyomó többsége ritkaföldfémek kis oldható formában kettős szulfátok Na2SO4 • in2 (SO4) 3 • 2H2O és izomorf keveréket CaS04. Az oldatot átvittük a titán (formájában Ti0S04), nióbium és tantál (valószínűleg formájában szulfa-ing 32o3 (SO4) 2.
A szétválasztás a titán és a tantál a nióbium ammónium-szulfátos kicsapással rosszul oldódó kettős só (NH ^ TicKso ^ j • H2O. Ha a teljes koncentráció H2SO4 + + (NH4) 2SO4 400-600 g / liter sót oldhatóság egyenlő 2,5 és 5 g / l. A csapadékot szabadul 70-80% -a tartalmaz egy titán-kettős Zhaniya oldott titán-szulfátot használunk, mint a bőr cserzőanyag hatékony hőbontásával is lehetséges műszaki titán ...
A megoldás, amely továbbra is a nióbium, tantál és titán része, nióbium és tantál extraháljuk extrakcióval (lásd. Alább).
Kénsavas módszer nem nyújtanak ilyen világos elválasztása összes komponens loparite mi dos Tiga klórozás. Azonban a pozitív a száz-Rhone a használata olcsó reagens, és a legjobb egészségügyi munkafeltételekhez.
Extraction nióbium, tantál és ritka földfémek a végtermékben megközelítőleg ugyanaz, mint a klór sposbbe, kitermelésére Ti-Thane alábbi (
70%). Ez tovább növeli miatt dőlése titán finomítványként kivonása után hajlam nióbium és tantál.