Разработка технологии комплексной переработки циркона с получением диоксидов циркония и кремния

• Автор: Крицкий, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Введение.

Глава 1 Литературный обзор способы переработки цирконового

КОНЦЕНТРАТА, ПОЛУЧЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ

1.1 Общие сведения о цирконе.

1.2 Переработка циркона.

ГЛАВА 2 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА СПЕКАНИЯ ЦИРКОНА С ОКСИДАМИ И ХЛОРИДАМИ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ
2.1 Термодинамический расчт изменения химического состава и масс взаимодействующих веществ при нагревании i i i
2.2 Термодинамический анализ возможности регенерации СаО и из продуктов спекания циркона с СаС6Н и циркона с
2.3 Термодинамический анализ поведения примесных элементов цирконового концентрата в процессе его спекания с оксидом магния
Глава 3 Экспериментальные исследования процессов спекания ЦИРКОНА С И ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПЕКА соляной кислотой

3.1 Характеристика реагентов

3.2 Оптимизация процесса получения двухкомпонентной шихты i заданного состава термическим разложением в составе смеси i4 0.
3.3 Изучение взаимодействия компонентов системы 0i при нагревании i., с 2.
3.4 Оптимизация процессов получения диссоциированного циркона и оборотного раствора хлорида магния
3.4.1 Получение диссоциированного циркона.
3.4.2 Регенерация раствора хлорида магния и соляной кислоты.
3.5 Кинетика взаимодействия циркона с оксидом магния и циркона с 6ти водным хлоридом магния при нагревании от С до С.
Глава 4 Экспериментальное исследование процесса разделения ДИССОЦИИРОВАННОГО циркона с получением технического диоксида
циркония и гидратированною диоксида кремния белой сажи
4.1 Способы получения белой сажи.
4.2 Получение диоксида циркония обработкой диссоциированного циркона водным раствором фторида аммония.
4.3 Взаимодействие диоксида циркония с раствором фторида аммония
4.4 Характеристика диоксида циркония.
4.5 Регенерация раствора фторида аммония 1ЧН4Р. Получение диоксида кремния белая сажа.
4.6 Характеристика диоксида кремния
4.7 Термический анализ влажных диоксидов циркония и кремния
4.8 Радиационная активность цирконового концентрата и продуктов его переработки спеканием с оксидом магния
Глава 5 Испытания технологии комплексной переработки цирконового концентрата
5.1 Укрупннные лабораторные испытания.
5.1.1 Используемое сырь и реагенты
5.1.2 Оборудование и материалы.
5.1.3 Описание и характеристика процессов
5.2 Технологическая схема комплексной переработки цирконового концентрата с получением технического диоксида циркония и гидратированного диоксида кремния белая сажа.
5.3 Испытания технического диоксида циркония марки ЦрОИ в качестве
компонента шихты для получения лигатуры на ОАО Уралредмет.
Заключение.
ЛИТЕРАТУРА


Ю2 с удельной поверхностью 0 м2г, в меньшей степени безводный диоксид. Средняя стоимость белой сажи 1,,2 доллкг составляет не мене 1 3 части средней стоимости технического диоксида циркония около 4,0 доллкг. Разработанная технология переработки циркона позволяет, в качестве попутного продукта получать гидратированный диоксид кремния, что обеспечит снижение себестоимости производства целевого продукта технического диоксида циркония при реализации этой технологии в промышленном масштабе. Представляемая диссертация содержит результаты исследований по разработке технологии комплексной переработки циркона в технический диоксид циркония и гидратированный диоксид кремния, включающей процессы регенерации основных реагентов для обеспечения экологической безопасности и экономической эффективности производства. Циркон относится к породообразующим минералам и является одним из наиболее распространнных промышленных источников циркония и гафния. Химический состав циркона соответствует формуле 2г8Ю2. Он имеет тетрагональную структуру, которая представляет собой серию цепочек, образованных кремиекислородными и цирконийкислородными тетраэдрами. Каждая последующая пара кислородных атомов располагается поперк предыдущей пары. Структура связывается в трхмерную за счт координационных ковалентных связей между атомами циркония из одной цепочки с кислородными атомами соседних цепочек 7. Такое строение и такой характер связей обуславливают высокую устойчивость и химическую инертность циркона. Тетрагональная модификация циркона необратимо преобразуется в кубическую при 2 С 8, разрушение структуры и диссоциация на 2Ю2 и ЗЮ2 начинается при температуре С, заметная летучесть ЗЮ2 при С 9. Па циркон не действуют при комнатной температуре известные реагенты или их нагретые до кипения водные растворы. Циркон не взаимодействует с кислыми реагентами даже при высоких температурах, но разлагается при спекании со щелочами, например, гидроксидами или карбонатами натрия и калия, или при сплавлении со щелочами, бурой или криолитом. Водные растворы щелочей действуют на циркон при температуре начиная с 0 С под давлением. Фторсиликаты натрия и калия реагируют с цирконом выше 0 С с образованием соответствующих фторцирконатов и кремнезма 7. При С циркон взаимодействует с четырххлористым углеродом, образуя тетрахлориды циркония и кремния. С на циркон не действует. С. Данные о непосредственном преобразовании циркона в бромиды или йодиды циркония и кремния в литературе не найдены 5 9. Циркон восстанавливается углеродом при С с образованием карбида циркония, монооксида кремния и оксида углерода. В присутствии азота воздуха практически получают карбонитрид тврдый раствор 1гС2г . Циркон один из наиболее часто встречающихся акцессорных минералов в гранитоидах и магматических породах среднего состава, а также в крупных кристаллах пегматитов. Обычно присутствует в россыпях, где ассоциирует с другими устойчивыми, тяжлыми минералами. Рудные залежи апатитов, титанитов, магнетитов содержат циркон . В некоторых месторождениях встречаются разновидности циркона с различными изоморфными примесями и, ТИ, Се, Н , Та, А1 суммарное содержание которых иногда достигает масс. Радиоактивные элементы вызывают метамиктный распад циркона, который приводит к изменению внутреннего строения, а в результате к изменению некоторых физических и оптических свойств минерала. Гак, тврдость обычного циркона по Шкале Мооса составляет 7,0 7,5, плотность 4,4, гсм3, тврдость же метамиктных образцов 6,5, а их плотность 3,4, гсм. В образцах циркона, подвергшихся метамиктному распаду намного ниже показатели преломления . Россия располагает значительными запасами цирконового сырья 3. Самые мошные из разведанных месторождений циркона и бадделеита находятся в США, Австралии вблизи залива Байрона, Бразилии, Индии в Траванкурс, Западной Африке. Значительными запасами данного сырья располагает Украина Донецкая область под Волновахой, Днепропетровская область ст. Пятихатки и др. В таблице 1 приведены гранулометрический и химический составы циркона некоторых месторождений.