Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

C целью использования для переработки природных кианитов Мурманской области предложенного варианта технологии рассмотрена термодинамика процессов, протекающих в алюмосиликатной системе с учетом муллитизации системы при высоких температурах: 3(Al 2 O 3 SiO2) = 3Al 2 O 3 2SiO 2 + SiO2. Экспериментально показано, что изучаемая система ведет себя как две независимые подсистемы SiO2-C и Al 2 O3-C Для продуктов муллитизации при сравнительно низких температурах термодинамически наиболее вероятными являются реакции, приводящие к образованию карбида кремния: 3Al 2 O 3 2SiO 2 + SiO 2 + С = 3Al 2 O 3 + 3SiC + 6 CO - с частичным образованием и транспортированием по поровому пространству монооксида кремния и последующим образованием на добавленном углероде карбида кремня SiO + 2С = SiC + CO. Карбидизация алюмосиликатной матрицы позволяет получить высокотермостойкие муллитографитовые огнеупоры. Созданием условий, обеспечивающих преимущественное образование SiO и удаление его из объема кианитовой матрицы, получен высокоглиноземистый продукт с содержанием A l 2 O 3 95% (рис.2). После обработки его раствором соляной кислоты получен концентрат A l 2 O 3 с отношением Al 2 O 3 :SiO 2 > 1000 за счет частичного удаления железа. Рис. 1. Принципиальная ванадийсодержащих концентратов Смешение кианитового концентрата, углеродистого восстановителя (6-10%) и поризующей добавки (10-20% ) Помол смеси до крупности 40-200 мкм Приготовление окатышей и их сушка Обжиг окатышей при температуре 1690-1750°С с выдержкой 4-6 часов для удаления SiO Получение в остатке алюминийсодержащего продукта Содержание А Ь03 95,5%., Si021,6% Извлечение А1,0, 93% схема переработки титаномагнетитовых Рис.2. Принципиальная схема переработки кианитового концентрата Химическая доводка, в том числе и с применением бифторида аммония, позволила получить алюмооксидный концентрат с содержанием Al 2 O 3 99% с выходом по Al 2 O 3 98%. Из кейвской кианитовой руды (38% Al 2 O3, 55% SiO2) получены алюмооксидные концентраты (84-99% Al 2 O3) (табл.1). Таблица 1. Получение Л1 2 0з, из кианитовой руды с использованием бифторида аммония Компоненты Прокаливание в 3 этапа 200, 600, 800°С Прокаливание в 2 этапа 250°С и 800°С кианитовая руда обезжелезенная руда обезжелезенная руда соотношение кианитовой руды к бифториду аммония 1:3 1:4 1:3 1:4 1:4 Al2O3 93.47 94.77 98.7 99.05 98.94 SiO 2 0.134 0 . 0 0 0 1 0 . 1 0 - - K 2 O 0.13 0.08 0.06 0.04 0.05 TiO 2 1.40 1.04 1.09 0.27 0.46 Fe2O3 4.24 3.38 0.41 0.42 0.34 A^O 3 :SiO 2 697 - 798 - - Выход Al 2 O3, % 91 90 90 89 98 63