Способ переработки бериллиевых концентратов, содержащих флюорит

(51) 01 3/00 (2006.01) 22 3/08 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ По данному способу сульфатизации подвергается концентрат, крупностью 45-85 мкм,низкотемпературную сульфатизацию проводят при температуре 130-170 С при перемешивании с серной кислотой, взятой в количестве 50-70 от необходимого количества, а высокотемпературную сульфатизацию проводят при перемешивании с оставшейся частью серной кислоты. Использование изобретения позволяет при выбранных температурных режимах, крупности концентрата и соотношениях реагирующих компонентов, эффективно проводить процесс сульфатизации бериллиевых концентратов,содержащих флюорит, сократить расход реагентов и продолжительность процесса,исключить трудоемкие операции истирания и зачистки оборудования.(72) Аринов Бейбит Жолдыбаевич Борсук Александр Николаевич Франц Евгений Владимирович Шкарпетина Ирина Геннадьевна(73) Акционерное общество Ульбинский металлургический завод(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БЕРИЛЛИЕВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ,СОДЕРЖАЩИХ ФЛЮОРИТ(57) Изобретение относится к технологии переработки бериллиевых концентратов,содержащих флюорит, в частности переработке бертрандит-фенакит-флюоритового концентрата, и может быть использовано при производстве гидроксида бериллия. Изобретение относится к технологии переработки бериллиевых концентратов,содержащих флюорит, в частности переработке бертрандит-фенакит-флюоритового концентрата, и может быть использовано при производстве гидроксида бериллия. Известен способ переработки бертрандитфенакит-флюоритовых концентратов(Самойлов В.И. Экспериментальная разработка перспективных химических методов извлечения бериллия и лития из минерального сырья. МедиаАльянс, с.550, 2006 г.). Согласно данному способу,переработка бертрандит-фенакит-флюоритовых концентратов включает стадию механоактивации концентратов путем измельчения его до крупности менее 0,045 мм(45 мкм),сульфатизацию активированного продукта 93-й серной кислотой при температуре 250-300 С и далее, по известной технологии, проводят водное выщелачивание просульфатизированного материала, разделение пульпы выщелачивания на раствор сульфата бериллия и осадок, осаждение гидроксида бериллия из раствора сульфата бериллия. При этом расход серной кислоты составляет 1,6 мл на один грамм концентрата (или 2,93 кг/кг), а извлечение бериллия в сульфатный раствор составляет 93,5-98,2. Недостатками способа являются- повышенный расход серной кислоты- низкое извлечение бериллия в сульфатный раствор и, как следствие, - в гидроксид бериллия прогрессирующее зарастание рабочих поверхностей оборудования продуктами реакции в результате взаимодействия образующихся в процессе реакций сульфата кальция и воды с последующей цементацией. Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является способ извлечения бериллия из бериллиевых концентратов, содержащих флюорит, включающий низкотемпературную сульфатизацию измельченных до фракции -5 мкм концентратов 93 -ной серной кислотой с непрерывным растиранием реакционной массы при температуре 95-105 С,высокотемпературную сульфатизацию при температуре 250-300 С, водное выщелачивание просульфатизированного продукта, разделение пульпы выщелачивания на раствор сульфата бериллия и кек, водную промывку кека от сульфата бериллия, разделение пульпы промывки на промывной раствор и отвальный кек. Причем расход серной кислоты на сульфатизацию составляет 1,6 мл на 1 г концентрата или 2,93 кг на кг (Пат. РФ 2351539, МПК 01 3/00 (2006.01) опубл. 10.04.2009 г.,Самойлов В.И. и др.,патентообладатель - ОАО ВНИИХТ). По данному способу извлечение бериллия в сульфатный раствор составляет 99,5 масс. Недостатками способа, взятого за прототип,являются- высокий расход 93-й серной кислоты, которая используется из расчета 1,6 мл на 1 г, (2,93 кг на 1 кг концентратов) - низкотемпературный режим сульфатизации (95105 С) приводит к образованию 2 воды в жидкой фазе, разбавлению кислоты до концентраций при которых снижается температура кипения раствора, увеличивается давление паров и происходят большие потери за счет испарения уже на высокотемпературной стадии (при снижении концентрации серной кислоты с 98,3 до 74 температура кипения снижается с 330 С до 167 С)- использование концентрата с высокой степенью помола, большой удельной поверхностью и реакционной способностью приводит к увеличению скорости реакций,увеличению выделения количества теплоты в единицу времени, что при наличии свободной воды способствует цементации и как следствие - необходимости использования операции истирания реагирующих веществ и продуктов реакций- при низкотемпературной сульфатизации часть образовавшегося диоксида кремния, не вступившего в реакцию с фтористым водородом, выполняет роль катализатора твердения гипса. Задачей настоящего изобретения является разработка эффективного и технологичного способа переработки бериллиевых концентратов,содержащих флюорит. Техническим результатом заявляемого изобретения является сокращение расхода серной кислоты и исключение образование настылей на внутренних поверхностях оборудования при переработке бериллиевых концентратов,содержащих флюорит. Сущность изобретения заключается в том, что в отличие от известного способа сульфатизации измельченного концентрата 93-ной серной кислотой,включающего низкотемпературную сульфатизацию,высокотемпературную сульфатизацию при температуре 250-300 С, водное выщелачивание просульфатизированного продукта,разделение пульпы выщелачивания на раствор сульфата бериллия и кек, водную промывку кека от сульфата бериллия, разделение пульпы промывки на промывной раствор и отвальный кек, по предлагаемому способу сульфатизации подвергается концентрат, крупностью 45-85 мкм,низкотемпературную сульфатизацию проводят при температуре 130-170 С при перемешивании с серной кислотой, взятой в количестве 50-70 от необходимого,а высокотемпературную сульфатизацию проводят при перемешивании с оставшейся частью серной кислоты. Причем,кислоты берется в количестве 1,55-1,80 кг на кг концентрата в зависимости от содержания флюорита в концентрате. Поставленная задача решается за счет использования при низкотемпературной сульфатизации температуры выше температуры кипения воды и ниже температуры кипения кислоты. Это обеспечивает исключение образование воды в жидкой фазе, разбавления кислоты не происходит, е потери из-за испарения при высокотемпературной сульфатизации снижаются. Выбранный для сульфатизации измельченный до крупности 45-85 мкм концентрат, обладая оптимальной удельной поверхностью и объемным весом, обеспечивает в совокупности с выбранной температурой и соотношением компонентов,протекание реакции с необходимой скоростью и полнотой. Использование концентрата с такой крупностью, наряду с дробной подачей кислоты и перемешиванием,исключает возможность схватывания материала и зарастания оборудования продуктами реакции. Так как при низкотемпературной сульфатизации используется количество кислоты меньше стехиометрически необходимого, кислота нацело реагирует с частью концентрата (при этом половина и больше образующейся от общего количества воды испаряется). В результате на высокотемпературную сульфатизацию поступает частично вскрытый обезвоженный концентрат в виде сыпучих,пористых гранул. Это в свою очередь создает условия, при которых испарение кислоты и схватывание материала сводятся к минимуму. ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Для реализации заявляемого способа навески бертрандит-фенакит-флюоритового концентрата подвергают двукратной сульфатизации 93-ной серной кислотой, из расчета 1,65 кг серной кислоты на 1 кг бертрандит-фенакит-флюоритового концентрата. Низкотемпературную сульфатизацию проводят в лабораторном барабанном смесителе со шнековой подачей при температуре 110, 130, 140,150, 180 С, с добавлением 93- -ной серной кислоты в объеме - 0,36 л, 0,45 л, 0,54 л, 0,63 л, 0,72 л,что составляет - 40, 50, 60, 70, 80 от необходимого количества соответственно. Высокотемпературную сульфатизацию проводят в лабораторной вращающейся трубчатой печи при температуре 250300 С с добавлением к частично просульфатизированному концентрату оставшейся части 93-ной серной кислоты. Далее, по известной технологии проводят водное выщелачивание просульфатизированного продукта, разделение пульпы выщелачивания на раствор сульфата бериллия и кек, водную промывку кека от сульфата бериллия, разделение пульпы промывки на промывной раствор и отвальный кек. В таблице приведены основные показатели технологических процессов по заявляемому способу и для сравнения - по способу-прототипу. Таблица зарастание продуктом не происходит, расход кислоты 1,65 кг зарастание продуктом не происходит, расход кислоты 1,65 кг Снижение извлечения бериллия, расход кислоты 1,65 кг Зарастание реторты печи,расход кислоты 2,93 кг 6 В печи наблюдается зарастание продуктом,расход кислоты увеличивается зарастание продуктом незначительное, расход кислоты 1,65 кг 1 кг концентрата 1,6 мл (100) 93-ной 2 О 4 Из данных таблицы следует, что заявляемый способ в сравнении со способом-прототипом позволяет при выбранных температурных режимах,крупности концентрата и соотношениях реагирующих компонентов, эффективно проводить процесс сульфатизации бериллиевых концентратов,содержащих флюорит. При этом снижается удельный расход серной кислоты на 37-47,исключено образование настылей на стенках оборудования, исключается операция истирания реагирующих веществ. При этом извлечение бериллия по прототипу и заявляемому способу остается на том же высоком уровне. Таким образом, заявляемый способ в сравнении со способом-прототипом позволяет при выбранных температурных режимах, крупности концентрата и соотношениях реагирующих компонентов,эффективно проводить процесс сульфатизации 3 бериллиевых концентратов, содержащих флюорит,сократить расход реагентов и продолжительность процесса,исключить трудоемкие операции истирания и зачистки оборудования. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ переработки бериллиевых концентратов,содержащих флюорит,включающий низкотемпературную сульфатизацию,высокотемпературную сульфатизацию измельченного концентрата 93 серной кислотой при температуре 250-300 С, водное выщелачивание просульфатизированного продукта, разделение пульпы выщелачивания на раствор сульфата бериллия и кек, водную промывку кека от сульфата бериллия, разделение пульпы промывки на промывной раствор и отвальный кек,отличающийся тем, что сульфатизации подвергают концентрат, измельченный до крупности 45-85 мкм,низкотемпературную сульфатизацию проводят при температуре 130-170 С и перемешивании с серной кислотой,взятой в количестве 50-70 от необходимого,высокотемпературную сульфатизацию проводят при перемешивании с оставшейся частью серной кислоты. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход 93 серной кислоты составляет 1,55-1,80 кг на кг концентрата.