Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКАНДИЯ ИЗ КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ - Патент РФ 2094374
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКАНДИЯ ИЗ КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКАНДИЯ ИЗ КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКАНДИЯ ИЗ КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: гидрометаллургия редких металлов, в частности для извлечения скандия из отвалов обогащенных руд черных и цветных металлов, шлаков выплавки чугуна, зольных остатков бурого угля и других смешанных кремнийсодержащих материалов. Сущность способа: проводят измельчение и разложение исходного материала серной кислотой с концентрацией 150-500 г/л при 85-110o с последующим разделением фаз и получением фильтрата, содержащего скандий, и твердого кремнийсодержащего осадка. Измельчение проводят до получения частиц со средним размером 1-10 мкм. Исходный материал сразу после измельчения переносят в реактор с предварительно нагретым раствором серной кислоты. Разложение преимущественно проводят при соотношении твердой фазы к жидкой от 1: 4 до 1:7 в течение 1-6 ч. Для снижения потерь скандия осадок после фильтрации промывают водой или разбавленным раствором HCl при соотношении твердой фазы к жидкой от 1:3 до 1:5 и температуре 20-50oC. 3 з. п. ф-лы.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2094374
Класс(ы) патента: C01F17/00, B09B3/00
Номер заявки: 96111651/25
Дата подачи заявки: 11.06.1996
Дата публикации: 27.10.1997
Заявитель(и): Степанов Сергей Илларионович
Автор(ы): Степанов С.И.; Ильенок А.А.; Чижевская С.В.; Клюшников М.И.; Мусаев В.В.
Патентообладатель(и): Степанов Сергей Илларионович
Описание изобретения: Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, преимущественно скандия, и может быть использовано для извлечения редких металлов из отвалов обогащения руд черных и цветных металлов, шлаков выплавки чугуна, зольных остатков бурого угля и других смешанных кремнийсодержащих материалов.
В отвалы до настоящего времени складируется минеральное сырье со значительным содержанием цветных, редких и благородных металлов. Концентрация наиболее ценных компонентов весьма невысока, а извлечение их из сложных химических и минеральных смесей представляет собой длительный и трудоемкий многостадийный процесс. Как правило, он включает в себя предварительное тонкое измельчение исходного отвального сырья и вскрытие его при температуре 200oC и выше одной или несколькими концентрированными минеральными кислотами: соляной, серной, возможно с добавлением фосфорной или плавиковой кислот (Химия и технология редких и рассеянных элементов. /Под ред. К. А. Большакова. Т 11, М. Высшая школа, 1969, с. 259-264).
Известен способ переработки шлаков производства чугуна, химический состав которых представлен оксидами кальция, алюминия, марганца, железа и кремния и содержащих до 0,06% оксида скандия. Шлаки вскрывают 98%-ной серной кислотой при 220oC (Т:Ж=1:1) (Коршунов Б.Г. и др. Скандий. М. Металлургия, 1987, с. 150).
Известен способ переработки отходов производства глинозема, представляющий собой смесь оксидов кремния 16% алюминия 14% кальция 33% а также железа, титана, магния и около 0,01% скандия (авт. свид. СССР N 191503, C 01 F 17/00, 1967). Материал перерабатывают комплексно, извлекая из него последовательно ряд ценных компонентов. Скандий извлекают в первую очередь после измельчения исходного материала в шаровой мельнице, вскрытия его концентрированной серной кислотой (d= 1,87 г/см3) при 220oC в весовом соотношении Т:Ж около 1:1,5 в течении 4 ч. Выход скандия в раствор составляет около 95% а в конечный продукт (Sc2O3) не более 80%
Недостатком известных способов является необходимость использования концентрированных кислот, ведение процесса при высоких температурах и недостаточная полнота извлечения скандия. Кроме того, в результате переработки обьем отвалов практически не уменьшается, так как основную их массу составляет неиспользуемая смесь оксидов кремния, кальция, алюминия и железа. Например, в отходах магнитной сепарации железорудного сырья содержание, SiО2 достигает 50; Fe2O3 12; CaO 20; MgO 15, а в золе бурых углей содержится, SiO2 до 67; Fe2O3 12; Al2O3 19; CaO, MgO 2. Возможному использованию диоксида кремния в качестве сырья для производства цемента препятствует низкое содержание активного SiO2 (менее 60%), остающегося в отвалах после извлечения скандия.
Изобретение позволяет повысить степень извлечения скандия из отвального сырья при использовании менее концентрированных кислот и проведении процесса при температурах порядка 85-110oC. При этом также происходит отделение оксидов железа и других сопутствующих примесей от оксида кремния, что позволяет использовать последний (при содержании активного SiO2 более 65%) в качестве исходного сырья в производстве строительных материалов.
Способ извлечения скандия из кремнийсодержащих материалов, преимущественно из отходов обогащения титаномагнетитов, включает измельчение и разложение исходного материала серной кислотой с концентрацией 150-500- г/л при 85-110oC с последующим разделением фаз и получением фильтрата, содержащего скандий, и твердого осадка. Измельчение проводят до получения частиц со средним размером 1-10 мкм, а последующее разложение проводят при постоянном перемешивании.
Наилучшие результаты по извлечению скандия достигаются, если исходный материал сразу после измельчения переносят в реактор с предварительно нагретым раствором серной кислоты. Разложение преимущественно проводят при соотношении твердой фазы к жидкой от 1:4 до 1:7 в течение 1-6 ч. Для снижения потерь скандия осадок после фильтрации промывают водой или разбавленным раствором HCl при соотношении твердой фазы к жидкой от 1:3 до 1:5 и температуре 20-50oC.
Пример 1. Отходы мокрой сепарации титаномагнетитов с крупностью частиц 0,07-0,15 мм, содержащие, SiO2 44,6; Fe2O3 7,8; Al2O3 2,2; CaO 19,4; MgO 13,4; TiO2 1,6; Sc2O3 0,02 измельчили в шаровой мельнице до среднего размера частиц 3-6 мкм. Полученный материал перегрузили в реактор с серной кислотой концентрацией 320 г/л, предварительно нагретой до 95oC. Соотношение твердой и жидкой фаз (Т: Ж) составило 1:5,3. Разложение проводили при постоянном перемешивании в течении 4,5 ч. Температуру во время процесса поддерживали в пределах 90-95oC. По окончании разложения фазы разделили фильтрованием, осадок промыли пятикратным объемом воды при 45oC и определили содержание компонентов в обеих фазах. В раствор перешло 99,4% исходного скандия. Твердая фаза содержала 72,4% активного SiO2.
Пример 2. Отходы сухой магнитной сепарации титаномагнетитов с крупностью частиц 0,07-0,15 мм, содержащие, SiO2 49,9; Fe2O3 7,9; Al2O3 4,1; CaO 15,8; MgO 8,7; TiO2 1,0; Sc2O3 0,014 измельчили до среднего размера частиц 2-6 мкм. Измельченный материал перегрузили в реактор с серной кислотой концентрацией 250 г/л, нагретой до 105oC. Соотношение твердой и жидкой фаз (Т: Ж) составило 1:6,3. Разложение проводили при постоянном перемешивании в течение 2,5 ч. Температуру во время процесса поддерживали в пределах 100-105oC. По окончанию разложения фазы разделили фильтрованием, осадок промыли четырехкратным объемом 3% раствора HCl при 35oC. В раствор перешло 98,9% исходного скандия. Твердая фаза содержала 80,3% активного SiO2.
Пример 3. Золу бурых углей, содержащую, SiO2 64; Fe2O3 12,1; Al2O3 18,6; CaO 1; MgO 1,2; TiO2 0,9; Sc2O3 0,012 измельчили до среднего размера частиц 5-8 мкм. Измельченный материал перегрузили в реактор с серной кислотой концентрацией 440 г/л, нагретой до 90oC. Соотношение твердой и жидкой фаз (Т: Ж) составило 1:4,5. Разложение проводили при постоянном перемешивании в течение 3 ч. Температура во время процесса находилась в пределах 88-93oC. По окончании разложения фазы разделили фильтрованием, осадок промыли четырехкратным объемом 1% раствора HCl при 40oC. В раствор перешло 99,1% исходного скандия.
Формула изобретения: 1. Способ извлечения скандия из кремнийсодержащих материалов, включающий измельчение и разложение материалов минеральными кислотами при нагревании и перемешивании с последующим разделением фаз и получением фильтрата, содержащего скандий, и твердого осадка, отличающийся тем, что измельчение проводят до получения частиц с размером 1 10 мкм, а последующее разложение проводят серной кислотой с концентрацией 150 500 г/л при 85 110oС.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измельченный исходный материал переносят в предварительно нагретый раствор серной кислоты.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что разложение проводят при соотношении твердой фазы к жидкой от 1 4 до 1 7 в течение 1 6 ч.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что осадок после фильтрования промывают водой или разбавленным раствором HCl при соотношении твердой фазы к жидкой от 1 3 до 1 5 и температуре 20 50oС.