Способ получения силиката натрия
ОПИСАНИЕ 9
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 08, 12. 80 (21) 3215549/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.
С 01 В 33/32
9кударетаенны11 камнтет есер ню делам нааеретеннй и вткунтнй
Опубликовано 30. 07..82. Бюллетень М 28
Дата опубликования описания 30 . 07 . 82 (53) УДК 661. .683(088.8) Н.Ф. Челищев, Б.Г. Беренштейн Т.А ::Катка ионова и Н.ф. Давыдов Ф !., 1i !, 1;, Институт минералогии, гGoxHHNN и...к1гисталлохимии редких элементов (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛИКАТА НАТРИЯ
Изобретение относится к способам получения сили ката натрия, исполь зуемого для производства стекла, строительных материалов, моющих средств.
Известен способ получения силиката натрия из алюмосиликатного сырья (вулканического пепла) путем обработки щелочью при повышенных температурах 11).
Недостатком способа является использование высоких температур и ! низкий выход целевого продукта.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения силиката натрия из клиноптилолита. Этот способ предусматривает выщелачивание клинаптилолита раствором неорганической кислоты при 50100 С в течение 2-4 ч, отделение о образовавшегося высококремнистого остатка, обработку этого остатка раствором NaOH концентрации 200—
500 г/л при 106- 110оС а течение
15-30 мин с последующей фильтрацией полученной суспензии и кристаллизацией маточного раствора. Он отличается высоким выходом целевого про" дукта (2).
Недостатками способа являютая сравнительно высокая энергоемкость процесса, необходимость использования коррозионностойкого оборудования, соблюдения требований техники безопасности при работе с кипящими щелочами. Кроме того, применение кли ноп ти лолита для получения сил иката натрия целесообразно лишь. вблизи мест добычи этого природного сырья.
Цель изобретения - упрощение процесса.
Поставленная цель достигается го способом получения силиката натрия, включающим обработку слюдяных отходов или концентратов раствором неорганической кислоты при нагревании
Э 94704 с последующей фильтрацией суспенэии, обработку полученного осадка раствором едкого натра, фильтрацию и упаривание фильтрата.
Упрощение способа состоит в том, что обработка тведой фазы после выщелачивания едким натром производится при комнатной температуре и сокращается длительность. процесса.
Воэможность проведения щелочной обработки при комнатной температуре обусловлена образованием реакционноспособной формы кремнезема. Активный кремнезем (высококремнистый остаток), образующийся при кислотной обработке минералов группы слюд, обладает более высокой реакционной способностью с йаОН, чем кремнезем, образующийся при выщелачивании клиноптилолита. Отличие в активности при взаимодействии с NaOH высококремнистых остатков, образовавшихся из различных исходных минералов, связано с частичным унаследованием этими формами кремнезема структурных особенностей исходных минералов даже после потери кристалличности. Кислые растворы,образующиеся после выщелачи- вания слюдистых минералов, можно использовать для извлечения редких щелочных элементов.
Оптимальный предел изменения концентрации NaOH 10-254. При обработке высокремнистого остатка (аморфного кремнезема) NaOH с концентрацией <104 . происходит увеличение времени взаимодействия; Обработка растворами
NaOH с концентрацией ) 25 не приводит к интенсификации процесса. В случае необходимости регулирования отношения S102 Na>0 возможно увеличение преДЕла концентрации NaOH.
Способ состоит из следующих операций, 1. Выщелачивание слюдяных концент45 ратов или отходов минеральной кислотой.
2. Отделение образовавшейся высококремнистой твердой фазы.
3. Обработка этой фазы 10-254-ным раствором NaOH при комнатной температуре.
4. Фильтрация полученной суспензии и кристаллизация целевого продукта. М
Пример 1. Флагопитовый концентрат с размером частиц + 0,1 MM состава, : S i 0< 41,65; Т102 0,23;
AOgOq 24,06; ЕЛО 7,30; Mg0 l1,23;
СаО 1,10; Ма20 0,54; К О 7,98; Li 0,48; РЬ О 0,06; Cs>0 0,015; 2,07; F 4,56 выщелачивают 304-ной H@SO@ при температуре кипения раствора в течение 5 ч и отношении Т:Ж = Раствор отфильтровывают от нерастворимого высококремнистого остатка и направляют на извлечение редких щелочных и других металлов известными способами. Высококремнистый остаток, состоящий иэ SiO> w H2O, обрабатывают 153-ным раствором NaOH при комнатной температуре, Т:)K=1:6. Время взаимодействия 10 мин. Температура реакционной смеси самопроизвольно повышается до 40 С. Полученный раствор отфильтровывают от небольшого остатка акцессорных минералов Nb, Та, Zr и др. В раствор переходит 95/ SiO от исходной загрузки. Силикат натрия с модулем М = = 2,00 (где М = P 1,032; Я и Д содержание 5102 и NaOH, 3) получают далее упариванием раствора, П P и м е р 2 Отходы вермикулита Ковдорского ГОКа с размером частиц 3 мм состава, i: Si0< 32,74, ЯР О 8,62; ТiO 0,47; Fe Oq 5,77; Fe0 1,22; СаО 3,51; Mg0 26,34; МпО 0,10; Р О 0,65; Na>0 0,24; К.О 0,37; п.п.п. 19,42 выщелачивают 25l.— ной соляной кислотой при 90 С в течение 1 ч при Т:Ж=1: 5.Раствор отфильтровывают от нерастворимого высококремнистого остатка и регенерируют известными способами. Высококремнистый остаток обрабатывают 20 -ным раствором NaOH при соотношении Т:I=1:2,5 в течение 10мин при комнатной температуре. Температура в реакционной смеси самопроизвольно повышается до 50 С. В раствор переходитт 953 SiO от исходной загрузки. Силикат натрия с модулем М = 2,00 получают упариванием раствора, Подобным образом силикат натрия получают и из биотитовых и мусковитовых концентратов. При обработке высококремнистых остатков слюдистых минералов гидроокисью калия и других щелочных металлов могут быть получены соответствующие силикаты. Предлагаемый способ значительно снижает энергоемкость процесса и приводит к его упрощению. Уменьшение температуры щелочной обработки до комнатной не приводит к снижению 947045 Составитель Н. Строганова Редактор Т. Портная Техред А. Бабинец Корректор Г. Огар Тираж 509 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 5510/32 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 выхода целевого продукте, но обеспечивает уменьшение затрат на коррозионностойкое оборудование и улуч-. шение условий труда. Комплексная переработка исходного сырья дает воз.можность уменьшить себестоимость силиката натрия. Способ по изобретению пригоден для переработки сладяных отвалов, получаемых в гидрометаллургическом производстве. В этом слу- 10 чае себестоимость силиката натрия, редких щелочных металлов и концентрата редких металлов значительно снижается, так как не.требуется затрат на получение исходного сырья. 15 Одновременно решается проблема защиты природной среды от многочисленных гидрометаллургических отвалов. 6 формула изобретения Способ получения силиката натрия, включающий обработку алюмосиликатного сырья раствором неорганической кислоты при на.гревании с последующей фильтрацией суспензии, обработку полученного осадка раствором едкого натра, фильтрацию и упаривание фильтрата, отличающийся тем, что,с целью упрощения процесса,в качестве алюмосиликатного сырья используют слюдяные отходы или концентраты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 434060, кл. С 01 В 33/32, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР 659525, кл. C 01 B 33/32, 1977 (прототип).
