Способ извлечения фтора из кальцийфторсодержащего материала

(51)4 С 01 В 7/ 1:,О.)Эй 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2держащие соединения магния и алюминия, до отношения Ы = Са/(Мр+А 3.)2, поддержиная связность структуры У = 2,7-3,1 моль/моль, 1 икту подвергают пирогидролиэу при парциальном данлении паров воды 20-100 кПа при 1350-1400 Г н течение 30 мин до образования стекольного расплава,выделяющиеся фтористые газы подвергают водной абсорбции, а полученный стекольный расплав направляют на дальнейшую переработку в стекольные иэделия, В качестве исходного фторсодержащего материала используют фторконцентрат - осадок разложения чилисайского фосфорита растворами гексафторсиликата аммония, содержащий,Е: Р 20,4; СаО 33,33; Мро 0,75; Ы О з 1,99; Еео 1,73; Бзо 43; (1 ча,К)0 1,15; РО . 3,7 (У = Зф 14 е 0 С.= 1 Ое 51). Изобретение позволяет повысить степень извлечения фтора до 92-977 и, кроме того, обеспечить безотходность процесса за счет получения стекольного расплана, применяемого в производстве стекольных изделий(21) 4179329/ (22) 24.1186 (46) 30,06,89 (71) Киевский тут им. 50-ле социалистичес исследователь и инсектофунг лова 1-26 Бюл, 9 24 политехничес ия Великой О ой революции кий институт цидов им, Я,нй инститябрьской и Научно- удобрений .Самой(72) И,М.Астр А,Б,Костенко, К.И.Манчук, А В,И,Родин и В (53) 661,487 (56) Авторско У 319547, кл. елин, В,Г,Богачен,В,ф, Ка рмышов, А.А. Кр(088.8)е свидетельство СС 01 В 25/027, 1 ССР970. ОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ФТОРА СОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА обретение относится к нологии, в частности ысокотемпературной пе содержащих материалов растворимых фтористых ИЗ КАЛЬ(54) С ЦИЙФТО (57) И химич есспоработполуоеди кой те собамки фто чеки(енин ериал 13 1 зобретение относи к высо тернмагии жащий нения отке фторсодерастности к спооримых фторисатурнои перерматериалов, вполучения расединений,ью изобретенистепени извле мп жащих собам ношения При этом пень свя не 2,7-3 ых сЦел нляется поныия фтора и ениебесп обоч ригодного ых издели ого продукта, одстве стеколь вергаемый высо произ ггде 1 с зарямоль; тно ионо больше 1 коли отемп ературноисгорания топли По обрабтке продуктам ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР исходный фторсодержащии ма одят шихтующие добавки,сочение возможности получени 0-14000 Г кальцийфторсодерал подшихтовывают соедия и/илн алюминия до со- М = Са/(Мд+Ы)2 моль/моль, шихте поддерживают стеости структуры У на уров- моль/моль1 - количество ионов с зарядом Е = 1, моль,Введение в шихту соединений магния и/или алюминия приводит, с однойстороны, к облегчению выделения фтора в газовую фазу за счет вероятностного образования в смеси дифторидамагния и трифторида алюминия,термическая стабильность которых ниже,чем дифторида кальция, а с другойстороны, приводит к понижению температуры появления расплава и расширению области стеклообразования всистеме СаО-МяО-ЯО. 15П р и м е р 1 (для сравнения процесс ведут без дополнительного введения шихтующих добавок). 100 г фтор-концентрата (осадок разложения чилисайского фосфорита растворами гексафторсиликата аммония), содержащего,3:Г 20,4; ГаО 33,33; МяО 0,75; А 3.0 з1,99; Ге Оз 1,73; Яз.О 43;(Уа,К). 01,15; РО 3,7 (У = 3,14; оС,= 10,51)подвергают пирогидролиэу в течение 25о30 мин при 1350 С и парциальном давлении паров воды 20 кПа. Выделяющиеся фтористые газы поглощают водой. Продукт пирогидролиза представляет собой спекшуюся массу, содержащую 2,78 г Фтора. Степень извлечения Фтора 86 ,П р и м е р 2. 79 г фторконцентрата (У = 3,14; к 10,51) смешивают с 25 г дунитов ."ф пыли, содержащей, ,: ИдО 46; Редз 11; Я 50 38, 3 и 5, 5 г бокситов ой глины, содержащей, : АХО 46,05; Ре 0 2,94; ЯО 51,01, При этом У = 3,04; о = 401,26. Смесь подвергают пирогидролизу в течение 30 мин при 1350 С и парциальном давлении паров воды 20 кПа. Выделяющиеся фтористые газы поглощают Водой, Получают 95 г сте кольного расплава, содержащего 1,3 г фтора, Степень извлечения фтора 92 .П р и м е р 3. 79 г фторконцентрата смешивают с 16 г дунитовой пыли и 14 г бокситовой глины. При50 этом У = 3,1; сС = 1,37. Смесь подвергают пирогидролизу в течение 30 мин при 1350 С и парциальном давлении паров воды 100 кПа, Выделяющиеся фтористые газы поглощают водой. Получают 100 г стекольного расплава,содержащего 0,8 г фтора. Степень извлечения фтора 95 . П р и м е р 4. 75 г фторконцентрата смешивают с 25 г дунитовой пыли и 5 г бокситовой глины. При этомУ = 3,05; о = 1,26. Смесь подвергаютпирогидролиэу в течение 30 мин прио1350 Г и парциальном давлении паровводы 100 кПа. Выделяющиеся фтористыегазы поглощают водой. Получают 99 гстекольного расплава, содержащего0,7 г фтора. Степень извлечения фто"ра 963.П р и м е р 5 (для сравнения процесс ведут без дополнительного введения шихтующих добавок). 100 г природного флюорита, содержащего,7:СаГ 84,24; ЯО 3,37; ЫО 11,94,62) подвергают пирогидролиэув течение 30 мин при 1350 Г и парциальном давлении паров воды 20 кПа.Выделяющиеся фтористые газы поглощают водой. Продукт пирогидролиэапредставляет собой спекшуюся массу,содержащую 5 г фтора. Степень извлечения фтора 88,П р и м е р 6, 128 г природногоФпюорита смешивают с 50 г дунитовойпыли и 25 г диоксида кремния, Приэтом У = 2,7; юС = 1,55. Смесь подвергают пирогидролиэу в течение30 мин при 1350 С и парциальном давлении паров воды 20 кПа. Выделяющиеся фтористые газы поглощают водой,Получают 175 г стекольного расплава,содержащего 1,5 г фтора, Степеньизвлечения фтора 95 ,П р и м е р 7. 128 г природногофлюорита смешивают с 50 г дунитовойпыпи и 50 г диоксида кремния, Приэтом У = 2,8; о = 1,56. Смесь подвергают пирогидролиэу в течение30 мин при 1350 С и парциальном давлении паров воды 60 кПа. Выделяющиеся фтористые газы поглощают водой.Получают 200 г стекольного расплава,содержащего 1,3 г Фтора, Степень извлечения фтора 97,П р и м е р 8. 89,2 г фторконцентрата, содержащего,7; Г 20,4; Са 0ЭЗ,ЗЗ; МдО 0,75; АХ 0 1,99; Ре 0 з1,73; ЯЮ 43,0; (ИаК) 0 1,15;Р 037 (У = 3,14; с = 10,51) смешиваютс 13,8 г дунита, содержащего, : МяО46,0; ЕеО 11,01 ЯзО 38, Э и 7 гбокситовой глины, содержащей,7,:ЫО 46,05; Ре 0 э 2,94; ЯЮ 51,0.При этом У = 3,08; Ы.= 2, Смесь подвергают пирогидролиэу в течение490069 6активной квалификации), а также магниевые и алюминиевые добавки тогоже происхождения содержат в том илиином количестве совместно оксиды магния и алюминия.Изобретение позволяет повыситьстепень извлечения фтора с 80 до 92977., обеспечивает воэможность получения побочного продукта, пригодного в производстве стекольных иэделий. Побочный продукт при охлаждении легко конвертируется в изделияразнообразного ассортимента - оттехнического стекла, стекла спецназначения до стеклокристаллическихматериалов (ситаллов). Все зто позволяет повысить комплексность использования природного сырья и обес 20 печивает создание безотходной технологии. формула и э о б р е т е н и я Составитель Л.КрюковаРедактор Т.Парфенова Техред М,Дидык, Корректор С.В 1 екмар Заказ 3639/25 Тираж 435 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 гПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул. Гагарина, 101 5 130 мин при 1350 С и парциальном даволении паров воды 60 кПа, Выделяющиеся Фтористые газы поглощают водой,Получают 100 г стекольного расплава,содержащего 0,91 г фтора. Степеньизвлечения фтора 957.П р и м е р 9. 94,4 г фторконцентрата смешивают с 11,5 г дунита и4,6 г бокситовой глины, При этом У == 3,09; Оь = 2,5. Смесь подвергаютпирогидролиэу в течение 30 мин прио1350 С и парциальном давлении паровводы 60 кПа. Выделяющиеся Фтористыегазы поглощают водой, Степень извлечения фтора 937, но продукт пирогидролиэа представляет собой оплавленную частично закристаллиэованнуюнепрозрачную массу, содержащую 1,1 гфтора,Естественный нижний предел соотношения о = Са/(Мр+А 1) равен нулю вслучае отсутствия кальция в перерабатываемом фторсодержащем материале,Подавляющее большинство пригодныхдля переработки по предлагаемому способу фторсодержашнх материалов (отходы производств, низкосортные Флюоритовые руды и т,п,) содержат фтор,в основном, в виде дифторида кальция СаР, . Поэтому достижение нулевого значения соотношенияпрактически не наблюдается.Превышение молярного отношенияСа/(М+А 1) более 2 (пример 9) приводит к образованию плохо стеклующегося расплава, что делает невозможным использование его в производстве стекольных изделий.Для поддержания молярного отнощения Са/(Мд+Ы )2 в зависимости отсостава исходного материала оксидыалюминия и магния вводят вместе илипорознь, Совместное присутствие этихоксидов в шихте во всех случаях неизбежно, так как природные или промьппленные кальцийфторсодержашие материалы и отходы (кроме веществ ре 25 1. Способ извлечения фтора иэкальцийфторсодержащего материала,включающий высокотемпературную обработку материала продуктами сгораниятоплива в присутствии оксида магЗ 0 ния, алюминия и кремния с последующей водной промывкой выделяющихсяфтористых газов, о т л и ч а ю ш и Яс я тем, что, с целью повышениястепени извлечения фтора и обеспече ни я в оэможнос ти п олуч ения п обоч ногопродукта, пригодного в производствестекольных изделий, оксиды магнияи/или алюминия вводят в исходный материал до молярного отношения Са/(Мд+ 4 О +А 1 )62, а высокотемпературную обработку ведут до образования стекольного расплава. 2, Способ поп.1, о тлич аю 45 щ и й с я тем, что оксид кремниявводят в исходный материал до достиРжения степени связности структуры,вавной 2,7-3,1.