Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2023(14))

и обогащают с целью выделения апатита на обогатительных фабриках ОАО <Апатит». При этом большая часть отходов обогащения, содержащих в основном нефелин, располагают на хранение в хвостохранилища, только ~ 10 % от их количества п ерерабатывается на полезные компоненты по методу спекания с известняком, а возрастающие потребности в апатитовом концентрате будут способствовать тому, что в хвостохранилище будет направлено еще много миллионов тонн полезных компонентов. Кроме того, миллионы рублей будут затрачены ОАО «Апатит» на организацию новых шламовых полей и их эксплуатацию [1, 2]. Учитывая то, что нефелин отличается высокой реакционной способностью по отношению к кислотам, весьма перспективными являются кислотные способы переработки этого минерала с получением глинозема, коагулянтов, аморфного диоксида кремния и других видов ценных продуктов. Однако особенности кристаллохимического строения нефелина являются причиной того, что при его кислотном разложении в раствор, наряду с Al, N a и К, переходит и SiO 2 , содержащийся в этом минерале. С течением времени растворенный кремнезем полимеризуется, что приводит к образованию слизистых гидрофильных осадков и существенно затрудняет разделение жидкой и твердой фаз, что, в свою очередь, препятствует реализации кислотных методов переработки нефелина. В ИХТРЭМС КНЦ РАН был разработан способ и подобраны технологические параметры азотно- и сернокислотного разложения нефелина, позволяющие получать осадки SiO 2 в хорошо фильтруемой форме [3, 4]. Однако солянокислотное разложение нефелина практически не изучалось по причине высокой коррозионной способности этой кислоты и летучести, что затрудняет реализацию данного способа разложения. К преимуществам солянокислотной технологии можно отнести сокращение в 1,3—1,4 раза, по сравнению с серной, и в 1,7-1,8 раза, по сравнению с азотными кислотами, материальных потоков, а также возможность наиболее полной регенерации кислоты, так как при высокотемпературной обработке хлоридных солей она выделяется в виде HCl, а не распадается до оксидов (NO, NO 2 , SO 2 ), как это происходит при термообработке азотнокислых и сернокислых солей. В настоящей статье приводятся результаты исследований по солянокислотному разложению нефелина с целью изучения влияния технологических параметров (температуры, концентрации HCl и др.) на скорость разделения жидкой и твердой фаз реакционной пульпы для нахождения оптимальных условий разложения нефелинового концентрата HCl, что является одной из главных задач в создании солянокислотной технологии переработки этого сырья. Э к сп ерим ен т ал ьн ая ч асть и методы Работы проводились с нефелиновым концентратом (НК) состава, мас. %: AhO3 — 28,48 (AhO3 кислоторастворимый — 25,72); N a 2 O — 14,25; K 2 O — 7,24; Fe2O3 — 3,74; SiO 2 — 43,3. Методика экспериментов заключалась в следующем: 100 г нефелинового концентрата равными порциями в течение определенного времени при перемешивании загружали в термостатированную трехгорлую колбу с расчетным количеством раствора соляной кислоты определенной концентрации, в который предварительно добавляли «затравку» аморфного кремнезема. В качестве «затравки» использовался высушенный кремнеземсодержащий остаток от предыдущих опытов. По завершении загрузки пульпу дополнительно для завершения процесса осаждения SiO 2 из раствора перемешивали в течение 1 ч, после чего фильтровали на вакуум-фильтре для отделения солянокислого раствора от кислотонерастворимого остатка. В процессе фильтрации замеряли продолжительность фильтрации и объем основного фильтрата. Полученный кислотонерастворимый остаток промывали 5 раз горячей водой по 200 мл. Промводы соединяли вместе и измеряли общий объем. Основной раствор и объединенная промвода анализировались на содержание в них AhO3, N a 2 O, K 2 O, Fe2O3, SiO 2 ; HCl<^. и ЫСІсвоб.. В процессе экспериментов варьировали продолжительность загрузки нефелинового концентрата в соляную кислоту от 2 до 4 ч, температуру разложения варьировали от ~ 72,5 до ~ 92,5 оС, концентрацию HCl — от 20 до 30 %, количество «затравки» изменяли от 0 до 10 г/100 г нефелинового концентрата. Скорость фильтрации рассчитывали по формуле: v^i = Vj, • 3600 / (гф • Fcj,), м3/(м2-ч), где Vcj, — объем фильтрата, м3; Гф— время фильтрации, ч; Fф — площадь фильтра, м2. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 4. С. 21-25. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 21-25. © Майоров Д. В., Веляев Ю. О., 2023 22