Физико-химические и технологические основы повышения эффективности комплексной переработки нефелинсодержащего сырья кислотными методами

• Автор: Матвеев, Виктор Алексеевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Апатиты
• Количество страниц: 299 с. : ил.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФЕЛИНСОДЕРЖАЩЕГО И ДРУГОГО АЛЮМОСИЛИКАТНОГО СЫРЬЯ

2 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ НЕФЕЛИНА

И ДРУГИХ ЩЕЛОЧНЫХ АЛЮМОСИЛИКАТОВ.

3 ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ КИСЛОТНОТНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ НЕФЕЛИНА.

3.1 Строение нефелина и кинетика его взаимодействия с

кислотами

3.2 Поведение кремнезема в растворах.

3.3 Осаждение кремнезема в процессе кислотной обработки

нефелина.

3.3.1 Характеристика аморфного диоксида кремния

4 ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТВОРОВ

ОТ КИСЛОТНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ НЕФЕШШСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ
4.1 Выделение соединений алюминия из сернокислых растворов.
4.1.1 Теория и практика гидролиза солен алюминия.
4.1.2 Гидролиз сернокислых солей алюминия в присутствии солей аммонии сульфитною ряда. Кинетика и механизм процесса
4.1.3 Изучение свойств основных сернокислых солей алюминия
4.2 Регенерация сульфита аммония.
4.3 Выделение гидратированного оксида алюминия гидролизом его
сернокислых солей под действием аммиака
4.3.1 Особенности образования и формирования структуры гидроксида алюминия при осаждении из растворов
4.3.2 Исследование гидролиза кристаллических водосодержащих солей алюминия под действием газообразного аммиака.
4.3.3 Особенности фазовых превращений гидратированного оксида алюминия в процессе старения и термической обработки
4.4 Выделение соединений алюминия из азотнокислых растворов.
4.4.1 Исследование термо гидролиза нитрата алюминия при
упаривании растворов
4.4.2 Автоклавный гидролиз нитрата алюминия.
4.4.3 Кинетика процессов при термической обработке азотнокислых солей.
5 ХИМИКОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ КИСЛОТНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФЕЛИНСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ
5.1 Азотнокислотная переработка нефелинсодержащего сырья.
5.1.1 Оптимизация процесса вскрытия нефелина
5.1.2 Исследование свойств алюминийсодержащих азотнокислых растворов.
5.1.3 Упаривание азотнокислых растворов.
5.1.4 Термическая обработка азотнокислых солей и регенерация азотной кислоты.
5.1.5 Переработка алюминатных спеков
5.1.6 Выделение гидроксида алюминия и получение глинозема
5.1.7 Укрупненные испытания азотнокнелотного метода переработки нефелинсодержащего сырья
5.2 Сернокислотная переработка нефелинсодержащего сырья
5.2.1 Сернокислотное разложение сырья и фильтрование суспензий
5.2.2 Гидролиз сернокислых растворов
5.2.3 Переработка основных солей алюминия аммиачным методом
5.2.4 Выделение олюмокалисвых квасцов из сернокислых растворов.
5.2.5 Опытнопромышленные испытания сернокислотного метода переработки нефелинового концентрата
5.2.6 Выделение алюмокалиевых квасцов из кремнеземсодержащих растворов
5.2.7 Укрупненные испытания по получению алюмокалиевых квасцов
из кремнезем содержащих растворов.
5.2.8 Переработка алюмокалиевых квасцов с получением гидроксида алюминия псевлобемитной структуры.
6 НЕТРАДИЦИОННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ КИСЛОТНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФЕЛИНА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛУЧАЕМЫХ ПРОДУКТОВ
6.1 Продукты азотнокислотной переработки нефелина как компоненты
взрывчатых веществ.
6.1.1 Смеси азотнокислых солей окислители ВВ
6.1.2 Использование аморфного кремнезема в качестве стабилизирующей добавки сухих смесевых ВВ.
6.1.3 Кремнеземсодержащий раствор загуститель водосодержаших
ВВ типа Акватол.
6.2 Разработка технологии водосодержащих взрывчатых веществ с
пониженным содержанием тротила.
6.3 Фосфорнокислотная переработка нефелинового концентрата.
6.3.1 Изучение условий фосфорнокислотного разложения
нефелина.
6.3.2 Выделение фосфата алюминия и кремнезем фосфатного продукта
6. Исследования по использованию фосфата алюминия
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Плато Расвумчорр рудник Центральный и Ньорпахк рудник Восточный. Благоприятными условиями для разработки рисчорритов характеризуется месторождение Расвумчорр Апатитовый цирк. При суммарной длине этих трех участков км запасы рисчорритов в полосе шириной 0 м и до глубины 0 м составляют 2. Минеральный состав рисчорритов калиевый полевой шпат нефелин темноцветные минералы эгирин. Имеются разновидности, в которых нефелин частично замещен кальсилитом. Содержание К в породе составляет , АЬОз . Так же как и сынныриты, рисчорриты содержат в повышенных количествах рубидий. В отличие от сынныритов, месторождения которых расположены в неосвоенном регионе, месторождения рисчорритов находятся в зоне с развитой инфраструктурой. Поэтому их необходимо рассматривать как не менее перспективное, чем сынныриты, калийноглиноземное сырье. Как сырье для глиноземнокалиевой промышленности могут рассматриваться и лейциты, однако, по имеющимся литературным данным, в России нет перспективных месторождений высококачественных лейцитов. Имеются лишь указания на наличие небольших проявлений лейцитсодержащих пород в Армении, Туркмении, Восточной Сибири, Казахстане 2,. Наиболее известным является месторождение, расположенное в районе вулкана Везувий в Италии 8. Имеются сведения о значительных запасах этого минерала в США, Австралии, Африке 9. Щелочные алюмосиликаты распространены почти в исключительно богатых глиноземом и щелочами магматических, бедных кремнеземом щелочных горных породах. Существует закономерность минерализации таких пород, заключающаяся в том, что с возрастанием содержания кремнезема снижается качество минералов как глиноземного сырья. Чистый нефелин встречается в наименее богатых по кремнезему породах, а полевые шпаты в породах, обогащенных кремнием. Промежуточное положение занимают нефелиновые сиениты, сынныриты, рисчорриты, в которых нефелин кальсилит ассоциирует с полевыми шпатами, и лейциты. Во всем мире выявлено много нефелинсодержащих месторождений. В СНГ известно свыше 0 достаточно изученных массивов нефелинсодержащих пород, большей частью группирующихся в пределах отдельных щелочных провинций. Однако большинство из них недостаточны но запасам и отличаются невысоким качеством. Уникальными как по объему запасов, так и с точки зрения географического расположения, степени освоенности региона, качества являются месторождения нефелинсодержащего сырья в пределах Кольского полуострова 0. Комплексные месторождения, в которых нефелин выступает как побочный продукт аиатитонсфели новые месторождения Хибин, эвдиалитовые и лопаритовые руды Ловозера. Разведка чисто нефелиновых месторождений на Кольском полуострове практически не проводилась, геологами дается лишь общая оценка возможных запасов этого сырья в десятки миллиардов тонн. Так, только в Хибинском массиве, прилегающем к апатитсодержащим месторождениям, ийолитуртиты прослеживаются в виде дугообразной полосы протяженностью км при средней мощности более 1 км 1. Малое внимание чисто нефелиновым месторождениям объясняется тем, что текущие и перспективные потребности в нефелине могут полностью удовлетворяться за счет нефелина, добываемого в составе апатитонефелиновой руды. В настоящее время в пределах Хибинского массива разведано девять месторождений апатитонефелиновых руд, шесть из которых разрабатывается ОАО Апатит. РебСаМРе,А6 5 сфена СаОТ1АЮ2 0 полевых шпатов КАЮ2 1 титаномагнетпта Ре. Т2 2. Анализ современного состояния фосфатной сырьевой базы страны показывает, что как в настоящее время, так и в ближайшие десятилетия, апатитонефелиновые руды будут основным источником фосфорного сырья. Однако промышленные запасы богатых Р2О5 руд при планируемом росте объемов добычи их и производства апатитового концентрата будут исчерпаны в ближайшее время. В связи с этим, возникает необходимость вовлечения в переработку все более бедных по содержанию апатита руд с бортовым содержанием Р2О5 до 2 и менее процентов, что приведет к увеличению объемов попутно добываемых минералов нефелина, эгирина, полевых шпатов, сфена, титаномагнетита.