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

RESEARCH OF PROCESSES AND DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY OF COMPLEX PROCESSING OF PEARLITE (PERLITE) S.A. Saharunyan, I.M. Makaryan, A.G. Arustamyan, E.M. Nazaryan, A.S. Saharunyan Institute o f General and Inorganic Chemistry of the National Academy o f Sciences o f the Republic of Armenia, Yerevan, Armenia Abstract Complex processing of perlite is conducted by acid-base combined method. It is shown that the heat treatment of the charge consisting of crushed perlite and sodium hydroxide at a temperature of its melting (3180C) and above, bulk of the silica can be leached from the perlite, to obtain an alkaline solution and a siliceous solid phase, which in its composition is closer to the nepheline. The solid phase is treated with a solution of strong mineral acid (nitric, sulfuric, hydrochloric), solutions of sodium and aluminum are obtained, which are processed by the existing technology, and the solid phase generally consisting of amorphous silica is treated with alkaline silica solution obtained by leaching of the cake from which various metal silicates, silica, soda and caustic soda are obtained. It is returned to the process. Keywords: perlite, silica, silicate, alkaline, nepheline. Проблема получения глинозема не из бокситового сырья, а из других низкосортных алюминийсодержащих пород имеет большое значение, так как запасы бокситов ограничены. Поэтому в мировой практике возникает необходимость вовлечения в переработку более бедных алюминийсодержащих пород. Так как в Республике Армения имеются только низкосортные алюминиевые руды, такие как нефелиновые сиениты, перлиты, глины, то авторами настоящей работы предложен способ получения глинозема из перлитов. При этом имелось в виду, что они, по сравнению с нефелиновыми сиенитами и глина, легко доступны, легко поддаются измельчению, а также по выявленным запасам и качеству, низкому содержанию железа и других примесей занимают одно из первых мест в мире. Ниже, в таблице, приводятся средние химические составы перлитов различных месторождении Армении. Химические составы перлитов месторождений Армении Месторождения Содержание компонентов (мас.%) SiO 2 AI 2 O 3 Fe2O3 FeO TiO 2 CaO MgO Na 2 O K 2 O Арагацкое 74.3 15.9 0.90 0.50 0.50 0.84 0.28 3.20 3.10 Воротанское 73.61 13.72 0.92 - Следы 2.27 0.87 3.54 5.00 Фантанское 73.20 14.40 1.35 - 0.13 1.32 0.25 3.30 3.20 Джраберское 71.36 17.62 1.79 - 0.04 1.13 0.04 3.42 3.60 Из таблицы видно, что перлиты указанных месторождений по составу почти идентичны и содержат много компонентов, преимущественно кремнезем и глинозем. Однако они полностью не используются по назначению и перерабатываются не комплексно. Их в основном используют для получения вспученных перлитов, фильтрующих материалов и как строительный материал. С целью получения глинозема из низкосортного алюминиевого сырья, снижения материальных и энергетических затрат, расширения ассортимента получаемых продуктов нами разработано новое направление и предложено переработку сырья проводить щелочно-кислотным комбинированным способом [ 1 ]. Согласно этому способу готовят шихту, состоящую из перлита и каустической соды, при их весовых соотношениях Na2O : SiO 2 = (1.6^2.0) : 1. Шихту спекают в электрической печи при температуре плавления каустической соды (3180С) и выше до 350оС. Процесс спекания ведут в течение 40-45 мин. В этом процессе основная часть кремнезема (SiO2), находящегося в перлите, вступает в реакцию с каустической содой (N a^a^ .) и после выщелачивания переходит в раствор, который затем перерабатывают на силикаты различных металлов, кремнезем, кальцинированную соду по известным технологиям. Полученный обогащенный алюминием концентрат, в котором содержание Al 2 O 3 доходит до 30 мас. % и соответствует формуле Na2O Al 2 O 3 2SiO2, является качественным сырьем для производства глинозема по существующим технологиям. Однако, так как общепринятые технологические схемы переработки указанного концентрата (его спекание с содой и известняком при 1200-1250оС во вращающихся печах) [2] не рентабельны, нами предложено кислотное выщелачивание указанного концентрата. Кислотное выщелачивание проводят растворами сильных минеральных кислот (азотной, серной, хлористоводородной) при температуре 35-40оС, постоянном перемешивании в течение 40-45 мин. Процесс переработки концентрата проводят двустадийно: в первой стадии кислоту подают исходя из расчета взаимодействия только с щелочным составляющим концентрата. После завершения процесса полученную пульпу фильтруют, осадок промывают. Получают раствор соли щелочного металла соответствующей кислоты и твердый остаток, содержащий в основном Al 2 O3, SiO 2 wH 2 O. Во второй стадии 92