Lopar - на комплексни суровини. Концентрати с държани,% (спрямо теглото): (Nb, Та) 2os 8-9; (В съотношение Nb2Os: Ta2Oj «15: I) TiO2 32-35; (Ce, La.) 203 26 28; CaO 6-8; Na2O 7-8, в подчинените количества К2 О, SrO, Fe оксиди и А1 и TiO2 0.2 - 0.7.
Технологията трябва да осигури извличане на всички компоненти: ниобий, тантал, редки земни метали и титан. Разработен и използва две технологични схеми за обработка на концентрати loparite - хлор и сярна киселина.
Всички ценни компоненти loparite възможно най-простият начин за премахване на хлора. Същността се състои в това, че компонентите на концентрат руда взаимодействат с газообразен хлор при 750-850 ° С в присъствието на въглища или кокс. Разликите в променливостта на хлориди, образувани в позволява да споделят основната ценни компоненти Concentra-пропорционално.
Под точката на топене и ryh хлориди кипене-nekoto:
Chloride NbCl, NbOClj А1С13 TaS15 TІSІ,
<ПЛ,°С. 204,7 - - 216,5 -23
<пл.°£ ■ • • 'кип> S.
Хлориди ниобий, тантал и титан, които имат относително ниска точка на кипене в процеса на хлориране с газовете увлечени и включват в кондензиращото устройства; ви - sokokipyaschie хлориди на редкоземни метали, натриев и калциев остават под формата на стопилка хлориране хлориди.
Под реакцията на хлориране на основните компоненти на 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 + С = С02 + TіS14; (2.6)
(Ln) 203 + ZS12 1,5S + 2 = (Ln) CL3 + 1,5S02. (2.7)
Едновременно С02 реагира с въглероден да образуват
Хлориране оксиди също се среща с участието на въглероден диоксид, например от реакции:
Nb2Os + + ВРС ZS12 = 2NbOCl3 + ZS02; (2.9)
TІ02 + 2CO + 2S12 = 2S02 + TіS14. (2.10)
Други хлориди, образувани по време на хлорирането: SaS12, NaCl, А1С13, FeCl3, SiCl4.
хлориране реакция (2,3) - (2,7) се процедира със значително намаляване на Гибс-нето на енергия и практически необратимо.
Ролята на въглерод е не само кислород в свързването на С02, но също и в процеса на активиране на хлориране (вж. Глава 4).
Хлорирането loparitovogo концентрат може да се извърши по вид хлориране вал с обвинението или брикети
Хлорни с разтопен сол. Последните са sushchest правителствени предимства: елиминира трудоемки операции по-gotovleniya брикети и калциниране; ефективност, поради ефективна маса - и топлообмен в разбъркан барботира - проводим хлор стопилка, процес с висока скорост и про, съответно, с висока специфична производител-ност за хлориране.
Хлориране loparitovogo концентрат стопен баня Най създава изображение с високо-хлорид-ми натрий, калий, калций и редкоземни елементи.
Фиг. 24. хлориране чрез хлориране loparitovogo концентрира във физиологичен
1 - кофи концентрират и кокс; 2 - винтов питател; 3 - хлориране облицована с шамотни тухли; 4 - практика; 5 - стопилка; 6 - подгряващата; 7 - кран отвор; 8 - охлажда димните; 9 - ASG О тръба в против кондензация
Rx. 25. Схемата на филтъра с физиологичен разтвор въздушен циркулация стопи: 1 - тяло с вътрешна шамот тухла; 2 - kapleulovitelnaya камера; 3 - инертен керамична дюза; 4 - димен; 5 - решетка; 6 - въздушен тръба; 7 - изход PGS дюза; 8 - бункер кус-Ing NaCl
Приблизително състав на стопилката,% LnCi3 55; SaS12 20; NaCl 15, а останалата част - хлоридите на други елементи. Изпарят-ра втвърдяване на стопилката 520 ° С Ситно кон центрат и нефтен кокс се подава в хлорид стопилка, чрез което се барботира хлор въвеждане през дюзи в долната част на хлориране.
Хлориране е вал от правоъгълно сечение с депозити на височина от 3.1 стопилка ниво - 3.2 m (фигура 24). Както хлориране излишък стопилка непрекъснато се изпуска през преливната канал в подгряващата. Стопилката се загрява с помощта на графитни електроди, монтирани в стената на хлориране.
Хлорирането се извършва при 850-900 ° С, средно SRI съдържащ концентрат в стопилка от 1.5% и въглероден
5%. При тези условия, специфичната продуктивност на отпадъците крайния хлориране - 5 -5,5 т / m2 раздел пещ 1 ден.
Отличителна черта на хлориране в стопилката е preobla-Danie съдържание w2 над с газова фаза на (съотношение w2: с "16: 1). От това следва, че реакционната hlorirova-ЛИЗАЦИЯ oasplave оксиди да образува СО2, и реакцията Будоар (СО2 + с<—-2СО) протекает лишь частично, так как пузырьки со2 быстро удаляются из расплава, не успевая вступить в реакцию с взвешенными частицами кокса.
Тествани различни системни компоненти смес кондензация на пари (СВС). Получени разпределителна система ma, където последователно извършва първите елементи, но кондензационни твърди хлориди (NbOCi3, NbCis, TaCls и др.) В камерата за прах при изхода на ка-мерки 200 - 140 ° С, и след това течната хлорид (TiCi4, SiCi4) в кондензатора на изпарително охлаждане с напояване тет - титан rahloridom.
За да се разделят железни и алуминиеви хлориди и изключва cheniya кондензация тях заедно с хлориди на ниобий и тантал към камерата за прах монтирани физиологичен разтвор филтър. Неговото действие се основава на образуването и FeCI3 AICI3 с E-хлорид натрий и калий разтопими тип комплекси MeFeCi4 MeA1S14 са термично стабилни и имат ниско налягане на парите-niem rpar при температури от 500-600 ° С:
KA1C14 NaAlCl4 KFeCl4 NaFeCl4
Тт, ° C 256 152 249 163
Pa 20 13,3 36,3 334
Над сол се топи системи Naa-Fea3-AICI3 и KCI-FeCI3-AICI3 налягането на парите NbOCi3 хлориди, NbCis, TaCls, TiCi4, SiQ4, високо, така че те не се абсорбират от сол се топи филтър.
В fig.25 е показано физиологичен разтвор на филтъра верига. Филтърът за стопилка хлориди циркулира чрез въздушен мустак-troystva.
Филтърът е периодично зарежда със смес от КС1 или NaCl + прекарва електролит магнезиеви електролизни клетки. С натрупването на филтър кондензиран стопилка наситен НЮ ridami желязо и алуминий.
филтър сол освен желязо и алуминиеви хлориди капан твърди вещества (механично увличане на хлор-тор).
Кондензат твърди хлориди има следния приблизителен състав по отношение на оксиди,% (спрямо теглото): (Nb, Та) 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. Част от тантал и ниобий пропуска течен кондензат, TiCl4, където те са в разтвор и частично под формата на суспензия. При пречистване дестилация TiCl4 те остават в долните опорни-остатъците, от които по-нататък се екстрахира.
По този начин, в резултат на хлорирането на loparite лъчи три продукта: топене съдържащ хлориди REM CON хлорид кондензат е тантал и ниобий и технически tetrahlo - титанов хлорид.
За смес от тантал оксид и ниобий хлорид кондензат се подлага на хидролизно разлагане:
2NbOCl3 + O + 3) Н20 = NbjOj • XH 2О + 6NS1; (2.11)
2TaCls + (х + 5) = Ta20s'xH20 + Н20 10NS1. (2.12)
Киселият разтвор преминава през повечето онечиствания-Lez, алуминия и титана частично. Получената смес беше хидро - ksidov, съдържащ до 90% (Nb, Та) 2os (в калцинирани про дукти), влиза в пречистването и разделянето на тантал и аудио-obiya. Друг начин на обработка кондензат, съдържащ NbOCi3, NbCls, TACIS, хлориди на желязо, алуминий и т.н., на сместа се състои в получаване NET пентахлорид NbClj TaS15 и които след това могат да бъдат разделени чрез rectif-katsii.
Перхлорна технология за извличане обработка loparite осигурява 93 - 94% ниобий и 86 - 88% тантал оксиди технически, 96.5 - 97% от титан в техническата tetrahlo - хлорид, добив на 95.5 - 96% от редкоземен метал хлориди в стопилката.
метод сярна киселина на основата на loparites на разпадане - Vågå концентрира сярна киселина и разделяне на съ-stavlyayuschih използване на разликата в разтворимостта на титанови двойни сулфати, ниобий и тантал-нето на редкоземни елементи с сулфати на алкални метали или амоний.
Концентратът се разлага (sulphatization) 95% сярна киселина при 150-250 ° С киселина консумация - 2,78 тона на 1 тон микронизиран концентрат. Добавянето сулфат амино-ЛИЗАЦИЯ (0.2 тона на 1 тон концентрат) в сярна киселина predot върти синтероване реакционната маса и се увеличава в разтвора за извличане на ниобий и тантал. Пълен разширяване на концентрата достига 20 - 30 мин. До края на разграждането са полу-суха маса. Основните реакции, проявяващи се по време на разпад zhenii:
TiO2 + СаО + 3H2so4 = Cati (SO4) 3 + zn2o; (2.13)
4TYU2 + Ln2Oj + 11H2S04 = ln2 (S04) X
X 4ти (S04) 2 + 11H20. (2.14)
Ниобий и тантал в присъствието на големи количества титан включени в двоичен титанов сулфат в форма изоморфни солна примеси. Сулфирането продукт се излугва с вода. В твърда фаза остава в по-голямата част Ree малко разтворима форма двойни сулфати Na2so4 • ln2 (SO4) 3 • 2H2O и изоморфни смес с CaS04. Разтворът се прехвърля титан (под формата на Ti0S04), ниобий и тантал (вероятно под формата на сулфа-Ing 32o3 (SO4) 2.
За отделяне на титан и тантал от ниобий използване на амониев утаяване сулфат умерено разтворим двойна сол (NH ^ TicKso ^ й • Н2О. Когато общата концентрация H2SO4 + + (NH4) 2SO4 400-600 г / л разтворимост сол е равна на 2,5 до 5 г / л. Утайката се отделя 70-80% от него съдържа титан-двойно Zhaniya разтвор на титанов сулфат се използва като тен агент кожата ефективно чрез термично разлагане е възможно да се получи технически титанов ...
От разтвора, които остават ниобий, тантал и титанов част, ниобий и тантал се екстрахира чрез екстракция (вж. По-долу).
Сярна киселина метод не осигурява такова ясно разграничаване на всички компоненти loparite което дос Tiga хлориране. Въпреки това, положителното му сто Рона е използването на реагент с ниска цена и най-добрите санитарни условия на труд.
Екстракция на ниобий, тантал и редкоземни метали в крайния продукт е приблизително същото, както в sposbbe хлор, извличане Ti-Thane долу (
70%). Тя може да се увеличи допълнително поради наклона на титанов рафинати след екстракция на наклона на ниобий и тантал.
Свързани статии