способ обогащения цеолитсодержащего сырья

Формула изобретения

Способ обогащения цеолитсодержащего сырья, включающий измельчение сырья, разделение по классам крупности, обесшламливание, ультразвуковую обработку, электромагнитную сепарацию, подогрев-электризацию, электростатическую сепарацию, отличающийся тем, что объединяют шламы крупностью менее 0,05 мм после процесса обесшламливания, продукт отмучивания после ультразвуковой обработки, магнитную фракцию электромагнитной сепарации и непроводящую фракцию электростатической сепарации и подвергают полученную смесь деалюминированию путем обработки 20-25%-ным раствором серной кислоты при температуре 70-75°C до извлечения аморфного кремнезема и выделения алюминия в раствор.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии комплексной переработки и обогащения тонкодисперсного цеолитсодержащего сырья и предназначено для получения цеолитовых концентратов, а также алюминия и аморфного кремнезема.

Известен способ обогащения цеолитсодержащих туфов, включающий отмывку шламовых частиц размером менее 10 мкм, сушку при 50-60°C, разделение на классы 100-50 мкм, обработку продуктов электромагнитной сепарацией, отделение кварца и полевых шпатов электростатической сепарацией, разделение с использованием тяжелых жидкостей (бромоформа и ацетона или бромоформа и диметилформамида) (см. Юсупов Т.С. Способы концентрирования и выделения цеолитов из горных пород // Методы диагностики и количественного определения содержания цеолитов в горных породах. - Новосибирск, ОИГиГ СО РАН СССР, 1985, с.161-168).

Недостатком способа является зависимость эффективности обогащения от зернистости цеолитов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ обогащения цеолитсодержащих туфов, включающий измельчение сырья, разделение по классам крупности, обесшламливание, ультразвуковую обработку сырья, электромагнитную сепарацию, подогрев-электризацию, разделение в тяжелых жидкостях, при этом электромагнитную сепарацию проводят при напряженности поля (2,7-4,0)*10^-5 В/м, а разделение в тяжелых жидкостях осуществляют в поле центробежных сил. Ультразвуковую обработку проводят при частоте 20-22 кГц в течение 5-7 мин, а подогрев-электризацию выполняют при 80-100°C в присутствии салициловой кислоты с концентрацией (0,2-0,4)*10^-3 кг/м³ (см. патент РФ № 2229342, МПК B03B 7/00, опубл. 27.05.2004 г.).

Недостатком способа по прототипу является недостаточная комплексность переработки цеолитсодержащего сырья. Описанный в прототипе способ не обеспечивает необходимой чистоты цеолитового продукта по причине загрязнения химическими реагентами в процессе разделения в тяжелых жидкостях. В случае тонкодисперсных цеолитов повышение эффективности разделения минералов может быть достигнуто посредством предварительного изменения их физико-химических свойств.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обогащения и комплексности переработки цеолитсодержащего сырья.

Результат достигается тем, что способ обогащения цеолитсодержащего сырья, включающий измельчение сырья, разделение по классам крупности, обесшламливание, ультразвуковую обработку, электромагнитную сепарацию, подогрев-электризацию, электростатическую сепарацию, отличается тем, что объединяют шламы крупностью менее 0,05 мм после процесса обесшламливания, продукт отмучивания после ультразвуковой обработки, магнитную фракцию электромагнитной сепарации и непроводящую фракцию электростатической сепарации и подвергают полученную смесь деалюминированию путем обработки 20-25%-ным раствором серной кислоты при температуре 70-75°С до извлечения аморфного кремнезема и выделения алюминия в раствор.

Сущность изобретения заключается в том, что объединенный продукт (глинистая фракция), состоящий из шламов крупностью менее 5 мкм, полученных при обесшламливании цеолитсодержащего сырья, продукта отмучивания, полученного при ультразвуковой обработке, магнитной фракции электромагнитной сепарации и непроводящей фракции электростатической сепарации направляется на деалюминирование, где при обработке 20-25%-ным раствором серной кислоты при температуре 70-75°C происходит извлечение аморфного кремнезема в отдельный продукт и выделение алюминия в раствор.

Из процессов предварительного обогащения тонкодисперсных цеолитов эффективны магнитная и электростатическая сепарации. Магнитную сепарацию проводят в изодинамических условиях, способствующих повышению содержания цеолитового минерала в немагнитном продукте.

Использование процесса деалюминирования, с применением 20-25%-ного раствора серной кислоты в заключительной стадии, позволяет извлечь из объединенного продукта, содержащего шламы крупностью менее 5 мкм, а также включающего магнитную фракцию и непроводящую фракцию разделения при электромагнитной и электростатической сепарации, алюминий и аморфный кремнезем.

На чертеже представлена схема обогащения цеолитсодержащего сырья, включающая последовательно следующие операции: измельчение, разделение на классы крупности, обесшламливание, ультразвуковую обработку, электромагнитную сепарацию, подогрев-электризацию, электростатическую сепарацию, деалюминирование.

Способ обогащения цеолитсодержащего сырья осуществляется следующим образом.

Исходную пробу цеолитсодержащего сырья направляют в стержневую мельницу-активатор непрерывного действия для измельчения и после рассева по классам крупности (-0,1+0,044 мм) обесшламливают водой.

Из пробы отмывают шламовые частицы размером менее 0,05 мм. Обесшламленный продукт подвергают ультразвуковому воздействию посредством приготовления водной цеолитовой суспензии с соотношением Т:Ж=1:40. Водную цеолитовую суспензию нагревают на водяной бане в течение 1 часа, после чего на установке УЗНД-1 при частоте 20-22 кГц подвергают действию ультразвука в течение 4-5 мин. Отмученный осадок высушивают до постоянного веса при температуре 105°C и направляют на электромагнитную сепарацию, где в изодинамическом поле происходит разделение материала на магнитный и немагнитный продукты. Продукт отмучивания, полученный при ультразвуковой обработке, объединяют с магнитным продуктом, образовавшимся при электромагнитной сепарации, и со шламами крупностью менее 0,05 мм, полученными при обесшламливании, а к немагнитному добавляют салициловую кислоту с концентрацией (0,2-0,4)·10 ^-3 кг/м³, после подогрева до 80-100°C материал направляют в электростатический сепаратор, где при напряженности поля (2,7-4,0)·10^-5 В/м происходит практически полное отделение минералов группы полевого шпата от цеолитового минерала. После электростатической сепарации непроводящую фракцию объединяют с продуктом отмучивания, магнитной фракцией и шламами крупностью менее 0,05 мм, а проводящая фракция представляет собой цеолитовый концентрат.

Объединенный продукт (глинистая фракция), состоящий из продукта отмучивания, магнитной фракции электромагнитной сепарации, непроводящей фракции электростатической сепарации и шламов крупностью менее 0,05 мм, направляется на деалюминирование, где при обработке 20-25%-ным раствором серной кислоты при температуре 70-75°C, происходит извлечение аморфного кремнезема в отдельный продукт и выделение алюминия в раствор.

Предлагаемый способ позволяет повысить комплексность переработки и эффективность обогащения цеолитсодержащего сырья, довести содержание цеолитового минерала в концентрате до 85-98%, извлечь аморфный кремнезем и алюминий в отдельные продукты.