Получение ЭФК из низкосортного титансодержащего фосфатного сырья и ее глубокая очистка методом перекристаллизации

• Автор: Смирнова, Елена Валерьевна
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил

Литературный обзор. Осаждение примесей в виде малорастворимых соединений осадительными реагентами. Осаждение примесей при нейтрализации ЭФК. Очистка ЭФК от суспензированных веществ. Частичное осаждение примесей из ЭФК при ее концентрировании. Кристаллизационные способы очистки ЭФК. Методы исследования. Физикохимические и технологические исследования особенностей полугидратного процесса получения ЭФК из фосфатного сырья с повышенным содержанием титана
3. Разработка способа уменьшения отрицательного влияния титана на процесс кристаллизации сульфатного осадка в полугидратном режиме производства ЭФК. Исследование системы Н Н3РО4 0. Н2О и разработка способа глубокой очистки ЭФК от присутствующих в ней примесей. Обсуждение результатов. Приложение. Ьп. Кроме того, спектрально фиксируется еще 6 7 элементов . Основные изоморфные примеси РЗЭ, Бе, АЬ, , Г и Н ОН присутствуют в структуре сфена почти всегда. Второстепенное значение имеют Та, Хг, Зг, М. X РЗЭ, Иа, К, Мв, Ва, РЬ У АЬ, Ре, 6, Та, М, 1г V, Сг I ОН, Р СЬ.


Кроме того, апатитовые руды содержат значительное количество примесных минералов, таких как нефелин Ка,К АЬз 2 п 8Ю2 , эгирин МаР 8Ю3 2 8 , титаномагнетит РеТЮз п Ре 3О4 , ильменит РеТЮз , сфен СаТОК , полевой шпат Ыа,КАЬз 2 5 4. Если фтор и Р2О5 частично замещены на карбонатные группы, то такие минералы называются фосфоритами. Наиболее известными фосфатными минералами являются фторги л роксил апатит СаюР5СзГ,0Н3, франколит 8. ОН, курскит 42 Нефосфорсодержашие фракции представлены глауконитом 2 3 4 i 2 Н2О где , К, , , 3 3, кальцитом СаСОз, доломитом СаСОз , магнезиальными силикатами i 2 3 3 тимонит, i Н каолинит, пиритом, кварцем, полевым шпатом и примесями органических веществ 1,7. Одновременно с разложением фосфатной части минерального сырья протекают и реакции разложения минеральных примесей. В процессе разложения апатитового сырья примеси железа и магния снижают активность жидкой фазы, в результате чего замедляется скорость разложения апатита кроме того, при этом увеличивается расход теплоты. Отрицательное влияние в большинстве случаев оказывают и примеси алюминия. Соединения алюминия, содержащиеся в апатитовом сырье, переходят в раствор, медлено реагируют с фосфатионами и выделяются в осадок в виде комплексных солей. РеР 2 П. Вследствие этого при получении фосфорной кисло ты ее выход уменьшается за счет того, что часть Р2О5 теряется в виде нерастворимого фосфата железа при сокристаллизации с осадком сульфата кальция. Практически в процессах экстракции фосфорной кислоты применяются природные фосфаты, содержащие ГегОз не болсс 8 от массы Р2О5 ,. Влияние фтористых соединений весьма разнообразно. Примесь фтора в фосфорной кислоте может способствовать разложению апатита. Влияние же комплексных соединений фтора и металлов Ре АЬ3 М может быть как положительным, так и отрицательным . Некоторые фториды пребывающие в студенистом состоянии ухудшают структуру твердых полупродуктов и затрудняют проведение отдельных стадий технологического процесса. Переходящие в раствор ионы натрия и калия реагируют с соединениями фтора с дальнейшим образованием малорастворимых кремнефторидов. При кислотном разложении выделяется студнеобразная кремневая кислота, которая с фторидионами образует кремнефториды, а также другие, более сложные гелеобразные соединения . Последние, как и гель кремнекислоты, покрывают поверхность фосфатных частиц, затрудняя разложение апатита. При разложении хибинского апатита серной кислотой в твердую фазу сульфатов кальция переходит до РЗЭ 3. По силе действия при равных условиях РЗЭ располагаются в следующем порядке Се М Ьа . Одним из примесных титансодержащих минералов, находящихся в апатите и содержащих титан, является сфен, содержание которого в апатите достигает . Качество апатитового концентрата, поступающего на заводы с обогатительных фабрик, постепенно снижается вследствие истощения запасов высококачественного апатитового концентрата и вовлечения в переработку хвостовых и низкосортных апатитовых отложений. Повышение содержания примесей приводит к существенным трудностям процесса фильтрации сульфатного осадка. В частности, в полугидратном режиме получения ЭФК наблюдается забивка фильтрующих полотен. Физикохимические свойства сфена. Сфен СаТЯОз относится к силикатам с изолированными тетраэдрами 8О Основным структурным мотивом титана сфена являются цепочки ТО октаэдров, располагающиеся параллельно ребру а моноклинной ячейки, представленной Паулинговскими полиэдрами на рис. Рис. Полиэдрическая модель структуры сфена. Известно несколько модификаций сфена, отличающихся главным образом способом выделения, что в конечном итоге определяется порядком кристаллизации минералов. В апатитовонефелиновых рудах отмечены следующие модификации сфенов ксеноморфный, таблитчатый, лойкилисгический, призматический, ячменный, волокнистый . Среднее содержание окиси кремнезема меняется от . Содержание окислов остальных элементов в сфеновых рудах составляет в сумме менее . Химический состав оказывает существенное влияние на структуру. Как показывает химический анализ, сфен классического состава СаТБЮз в природе не встречается, поскольку, всегда включает то или иное количество изоморфных примесей, замещающих титан, кальций или кислород.