ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

70-01

Результат выполнения технологической разработки.

Относится к производству пигментного диоксида титана из лейкоксенового концентрата. Разработан способ комплексной переработки лейкоксенового концентрата, обеспечивающая создание экологически безопасного, безотходного производства пигментного диоксида титана с образованием побочных продуктов, утилизируемых в разных отраслях народного хозяйства.

В способе комплексной переработки лейкоксенового концентрата, включающем его обжиг с углеродистым восстановителем, измельчение полученного спка и выщелачивание его минеральной кислотой лейкоксеновый концентрат смешивают с углеродистым восстановителем в количестве, обеспечивающем получение карбидов металлов, и нагревают при 1600-2000о С, а измельченный спек обрабатывают водным раствором азотной кислоты плотностью не менее 105 г/см3 при температуре 35-70о С с отделением карбида кремния, затем последовательно осаждают и раствора гидроксиды металлов. Лейкоксеновый концентрат смешивают с углеродистым восстановителем в количестве, обеспечивающем восстановление всех компонентов сырья до карбидов металлов, и нагревают при атмосферном давлении и температуре 1600-2000о С.

Полученный карбидный спек измельчают и обрабатывают водным раствором азотной кислоты с плотностью не менее 1,05 г/см3 при температуре 35-70оС. При этом происходит растворение карбидов металлов по реакциям

tic + 8hno3 ti(no3)4 + 4no2 + 4h2o + c,

fe3c + 8hno3 3fe(no3)2 + 2no2 + 4h2o + c,

al4c3 + 16hno3 4al(no3)3 + 2no2 + 8h2o + 3c.

Образующийся осадок карбида кремния и углерод отделяют от раствора, промывают, сушат и утилизируют в качестве карборундового материала в производстве огнеупоров, выплавке кремния и раскислении стали. Выделяющиеся в процессе кислотной обработки спека нитрозные газы, содержащие окислы азота, используют для производства азотных минеральных удобрений ( аммиачной, калиевой или кальциевой селитры) по существующим в промышленности способам.

Фильтрат, содержащий соли титана, железа, алюминия, нагревают до температуры выше 85о С для осуществления термического гидролиза солей титана с получением осадка гидрата диоксида титана, который перерабатывают в пигментный диоксид титана известным способом. Оставшийся фильтрат, содержащий гидролизную азотную кислоту, соли титана. железа, алюминия и других тяжелых металлов, обрабатывают щелочными добавками, например СаО, для последовательного осаждения гидратов диоксида титана алюминия, железа и тяжелых металлов с получением раствора нитрата кальция, который упаривают и используют в качестве азотного минерального удобрения. Гидроксид алюминия утилизируют в производстве коагулянтов, а гидроксид железа в черной металлургии.

Преимущества предлагаемого способа состоит в следующем: процесс кислотной обработки лейкоксенового карбидизированного спека протекает при низких температурах; исключается образование неутилизируемых отходов в виде шлама кремнезема, гидролизной серной кислоты, железного купороса.

Таким образом, предлагаемый способ переработки лейкоксеновых концентратов обеспечивает возможность создания безотходной технологии получения пигментного диоксида титана с попутным выпуском ценных побочных продуктов в виде порошка карбида кремния, азотного минерального удобрения и гидроксидов металлов. В результате этого расширится сырьевая база пигментной промышленности и улучшится экологическая обстановка вокруг этих производств.

Проверено на опытном производстве института металлургии УроРАН