КомпанииКомпаний: 7724
АккаунтыАккаунтов: 13930
Регистрация       Забыли пароль?




info@oborudka.ru
oborud-ka
Главная » Справочники » Добыча угля - оборудование, методы, изыскания » Гидротермально-щелочной способ переработки кремнеземсодержащих горных пород

Гидротермально-щелочной способ переработки кремнеземсодержащих горных пород

Гидротермально-щелочной способ переработки кремнеземсодержащих горных пород

В мировой практике типовые технологии получения строительных материалов -цемента, керамики и стекла -базируются на использовании природных нерудных пород. После предварительной механической подготовки исходных сырьевых материалов -обогащения, размола и сушки они перемешиваются, и смесь подвергается термической обработке при температурах 1300-1600 шC.

Однако в природе нерудные породы неоднородны по фазовому и химическому составам, обычно имеют высокое содержание кристаллической фазы, что и лимитирует интенсивное ведение процессов в производстве силикатных и щелочно-алюмосиликатных материалов. Взаимодействие компонентов по типовой технологии в начале процесса происходит в смеси твердых веществ. При этом в химическое взаимодействие вступают вещества с разной кристаллической структурой, что требует больших затрат энергии на их разложение, разрушение кристаллической структуры, оплавление массы и гомогенизацию расплава путем диффузии.

Максимальная скорость протекания процесса имеет место, когда взаимодействие компонентов происходит на молекулярном уровне, например, в жидких системах. На основании этого принципа получены многокомпонентные химически активные твердые вещества, оплавляющиеся на 200-400 шC ниже, чем приготовленные.обычным способом.

Сущность разработанного метода вкратце заключается в гидротермально-химической подготовке исходных сырьевых материалов -предварительном их усреднении, химической активации, очистке (при необходимости) от красящих примесей и приготовления на их основе комплексных сырьевых материалов ("каназитов") для последующей термообработки.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ ПОРОДЫ

В отличие от процессов физического растворения, при котором под воздействием жидкой фазы происходит лишь разрушение твердого тела с переходом его частиц в раствор, при гидротермально-щелочной обработке кремнеземсодержащих горных пород в результате воздействия химически активной жидкой фазы (NaOH, КОН) образуются новые химические соединения -растворимые силикаты щелочных металлов. Скорость взаимодействия щелочного раствора с кремнеземом породы при одних и тех же технологических параметрах зависят от структуры породы (активности SiO2).

Сущность разработанной нами методики определения активности SiO2 породы заключается в его длительном выщелачивании из породы при одинаковых технологических параметрах в специальном реакторе (емкость 3 литра) с электрическим обогревом. В цепь электронагрева установлен счетчик для измерения расхода электроэнергии при каждом опыте при постоянной температуре. Сравнительное выщелачивание было проведено при 100 шC в процессе непрерывного перемешивания, при соотношении Na2O раствора к SiO2 породы, равном 1, тонина исходной породы 0.065 мм.

С целью подбора основных технологических параметров были проведены опыты по гидротермально-щелочной обработке трех видов амфорных горных пород.

Диатомит более реакционноспособен, чем трепел и перлит, из него в течение 2-х часов обработки получено жидкое стекло с модулем М=3.78, извлечение SiO2 98.35%, а нерастворимый остаток всего 20-22%. Однако отделение нерастворимого остатка от жидкого стекла очень затруднено, его можно осуществить только при применении специального фильтрующего оборудования или декантацией, что связано с большими затратами энергии на фильтрацию или выпаривание.

Нами разработан режим получения на основе осадочных пород (диатомита, трепела и опоки с содержанием SiO2 не менее 70%) жидкого стекла заданного модуля и плотности в автоклавах, минуя фильтрацию. Установлено, что тонкодисперсная твердая фаза в жидком стекле -при его применении в строительстве как связующего или в картонной промышленности как клеящего, не только не ухудшает, но и улучшает требуемые свойства.

Несмотря на то, что перлит менее реакционноспособен, по сравнению с осадочными породами, эта порода более технологична для процесса гидротермально-щелочной переработки. Щелочная пульпа, полученная на перлитовом сырье, не прилипает к фильтрующим тканям и не засоряет их, вследствие чего отделение жидкого стекла от нерастворимого остатка путем фильтрации осуществляется несравненно лучше, чем у пульп, полученных из осадочных пород.

Разведанные неисчерпаемые запасы, а также технологичность явилась решающим фактором для выбора в качестве объекта исследований перлитовых горных пород.

Порода размалывается в шаровых мельницах мокрого помола до размера зерен <0.25 мм. В качестве жидкой фазы служит раствор каустической соды с концентрацией по Na2O, равной 60-140г/л.

Полученную пульпу с Ж: Т = ( 1.3-1.7): 1 подают в непрерывно двигающуюся автоклавную батарею для температурной обработки при 140-180 шС (в течение 40-60 мин.).

После автоклавной обработки пульпу подвергают фильтрации. В фильтрат переходит трисиликат натрия в виде раствора жидкого стекла, а осадок повторно обрабатывают в течение 30 мин при 100-130 шС раствором каустической соды с концентрацией при котором молекулярное соотношение NaO2: раствора к SiO2 осадка равно 1.5-2. Пульпу после повторной обработки, снова фильтруют. С целью осаждения кристаллов девятиводного метасиликата натрия, образующегося при второй стадии обработки, фильтрат охлаждают до 15 шС и затем выпавшие кристаллы Na2SiO2 x 9H2O отделяют от маточного раствора центрифугированием и выпускают как товарный продукт. Нерастворимый остаток -осадок, полученный после двухстадийной щелочной обработки, является также одним из силикатных продуктов комплексной переработки нерудных пород.

При гидротермально-щелочной обработке исходная порода подвергается коренному изменению -обедняется кремнеземом, обогащается щелочами и одновременно гидратируется.

Текущая страница: Добыча угля - оборудование, методы, изыскания » Гидротермально-щелочной способ переработки кремнеземсодержащих горных пород