СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ СТЕКЛОМАТЕРИАЛОВ ИЗ НЕФЕЛИНОВЫХ ШЛАМОВ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ СТЕКЛОМАТЕРИАЛОВ ИЗ НЕФЕЛИНОВЫХ ШЛАМОВ


RU (11) 2146234 (13) C1

(51) 7 C03C11/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 13.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 97115688/03 
(22) Дата подачи заявки: 1997.09.23 
(45) Опубликовано: 2000.03.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2104976 C3, 22.02.98. RU 2052400 C3, 27.01.96. DE 4342966 A1, 04.08.94. EP 088497 A2, 14.09.83. US 4665039 A, 12.05.87. 
(71) Заявитель(и): Павлов Вячеслав Фролович; Погодаев Александр Михайлович; Прошкин Александр Владимирович; Моисеенко Виктор Исидорович; Симурин Александр Федорович; Шабанов Василий Филиппович 
(72) Автор(ы): Павлов В.Ф.; Погодаев А.М.; Прошкин А.В.; Моисеенко В.И.; Симурин А.Ф.; Шабанов В.Ф. 
(73) Патентообладатель(и): Павлов Вячеслав Фролович 
Адрес для переписки: 660036, Красноярск, Академгородок, д.12, кв.12, Павлову Вячеславу Фроловичу 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ СТЕКЛОМАТЕРИАЛОВ ИЗ НЕФЕЛИНОВЫХ ШЛАМОВ 

Использование: для получения пористых стекломатериалов из нефелиновых шламов с эмиссией сероводорода, равной 0,0005 мг/м3 (следы), и попутным концентрированием драгоценных металлов. В нефелиновый шлам, состоящий из оксидов SiO2, CaO, Al2O3, MgO, Fe2O3, Na2O, K2O, TiO2, SO3 и металлов: платины, палладия, золота и серебра, добавляют оксид кремния и плавят в восстановительной среде. Затем силикатную часть расплава охлаждают отливом в воду, а металлическую часть, концентрирующую драгоценные металлы, выливают в изложницу. Предлагаемый способ позволяет получить не только пеносиликатные материалы с насыпной плотностью 100-300 кг/м3, но и попутно получить концентрат драгоценных металлов. 1 з.п.ф-лы. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Настоящее изобретение относится к области переработки твердых отходов, в частности отходов глиноземных комбинатов, в пористые теплоизоляционные стекломатериалы строительного назначения с попутным концентрированием содержащихся в сырье драгоценных металлов в концентрат.

Известен способ получения стекломатериалов из золошлаковых отходов, заключающийся в том, что шихту следующего состава, мас.%:

CaOобщ. - 5-41,0

Caсвоб. - 4-13,0

SiO2 - 13-75,0

Al2O3 - 5-26,0

C - 1-2

Fe2O3 - 1-24

MgO - 6-8

Na2O - 0,1-1,0

K2O - 0,2-1,0

TiO2 - 0,2

SO3 - 0,1-0,6

плавят в восстановительной среде, а затем полученный расплав охлаждают в режиме "термоудара" в водной среде до образования пористого стекломатериала [1] (Патент Российской Федерации N 2052400). Данным способом получают стекломатериал с низким коэффициентом теплопроводности, что позволяет использовать его в качестве теплоизоляционного материала. Однако наличие восстановительной атмосферы при плавлении шихты способствует восстановлению сульфатной серы, содержащейся в золошлаковых отходах, до сульфидной. Это приводит к тому, что при контактировании расплава с водной средой образуется сероводород, который накапливается в порах стекломатериала и снижает его эксплуатационные свойства.

В известном способе [2] (Положительное решение на заявку N 95111868/03 (020637) состав, аналогичный составу, описанному в способе [1] охлаждают в режиме "термоудара" в водном щелочном растворе солей Cu2+ с концентрацией 0,5 - 1,0 г-ион/л при PH = 12 - 13. Данный способ выбран в качестве прототипа по максимальному совпадению существенных признаков. Применение способа [2] снижает эмиссию сероводорода из получаемых стекломатериалов до значений несколько ниже ПДК, но не исключает ее, а также требует использование химреактивов (соли меди и щелочи) и щелочестойких материалов при реализации способа.

В основу заявляемого изобретения положена задача создания способа получения пористых стекломатериалов с содержанием серы до "следов" с тем, чтобы расширить возможности их применения в качестве строительных материалов и попутного концентрирования драгоценных металлов.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения пористых стекломатериалов из нефелиновых шламов, заключающимся в том, что в шихте, состоящей из окислов SiO2, CaO, Al2O3, Fe2O3, MgO, Na2O, K2O, SO3, TiO2 и металлов: платины, палладия, золота и серебра, массовое отношение оксидов SiO2/CaO доводят до 1,2 и плавят в восстановительной среде. В результате плавки получаются две фазы: силикатная и металлическая. В металлической концентрируются драгоценные металлы. Силикатную часть расплава охлаждают в режиме "термоудара". Согласно изобретению стадию "термоудара" осуществляют контактированием силикатной части расплава с водной средой.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что за счет подшихтовки нефелинового шлама кремнеземом, содержание которого доводится до массового соотношения SiO2/CaO = 1,2 происходит уменьшение концентрации серы в шихте (из-за разубоживания). К тому же, в процессе восстановительной плавки происходит понижение основности силикатной части расплава, в результате чего содержание серы в ней понижается за счет перераспределения ее в металлическую фазу. За счет содержания в нефелиновых шламах драгоценных металлов: платины, палладия, золота и серебра [3] (Цветная металлургия, 11 - 12, 1996, с. 23 - 24) происходит дополнительное перераспределение серы в металлическую фазу, так как для их сульфидов, образующихся в условиях восстановительной плавки, железо является коллектором. Металлическую часть расплава, концентрирующую в себе драгоценные металлы, выливают в изложницу. Силикатную часть расплава охлаждают в режиме "термоудара" отливом в воду и в полученном пористом стекломатериале эмиссия сероводорода практически не наблюдается.

Ниже предлагаемый способ получения пористых стекломатериалов и концентрата драгоценных металлов из нефелиновых шламов поясняется конкретным примером его осуществления.

Пример 1

В 50 кг нефелинового шлама состава, мас.%:

SiO2 - 30

CaO - 55

Al2O3 - 3,6

Fe2O3 - 3,9

MgO - 1,4

Na2O - 1,5

K2O - 0,62

SO3 - 0,4

TiO2 - 0,2

а также, г/т

Pt - 0,21

Au - 0,063

Pd - 0,77

Ag - 0,945

вводят углерод до содержания в шихте 3 мас.% и оксид кремния до массового отношения в шихте оксидов SiO2/CaO = 1,2, плавят в восстановительной среде. Силикатную часть расплава охлаждают в режиме "термоудара" контактом с водой. При этом получается пористый стекломатериал, который имеет эмиссию сероводорода равную 0,0005 мг/м3, а металлический расплав, содержащий драгоценные металлы (Pt - 6 г/т, Pd - 22 г/т, Au - 1,8 г/т, Ag - 27 г/т) остается на дне ванны и выливается в изложницу. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ получения пористых стекломатериалов из нефелиновых шламов путем плавления шихты, включающей SiO2, CaO, Al2O3, Fe2O3, MgO, K2O, TiO2, SO3, Na2O, в восстановительной среде, причем перед плавлением в шихту вводят 3 мас.% углерода, и последующего охлаждения силикатной части расплава в режиме "термоудара", отличающийся тем, что шихта дополнительно содержит платину, палладий, золото и серебро, а содержание оксида кремния в шихте доводят до массового отношения SiO2/CaO = 1,2 при следующем содержании компонентов, мас.%:

SiO2 - 28 - 33

CaO - 52 - 58

Al2O3 - 3 - 4,5

Fe2O3 - 3 - 4,5

MgO - 1 - 1,6

Na2O - 1,2 - 1,8

K2O - 0,4 - 0,8

SO3 - 0,3 - 0,5

TiO2 - 0,1 - 0,3

а также, г/т:

Pt - 0,2 - 0,3

Au - 0,06 - 0,08

Pd - 0,6 - 0,9

Ag - 0,8 - 1,2

а охлаждение силикатной части расплава осуществляют в режиме "термоудара" отливом в воду.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическую часть расплава, концентрирующую драгоценные металлы, выливают в изложницы.