Способ очистки алюминиевых руд от железа

 

СПОСОБ ОЧИСТКИ АЛЮМИНИЕВЫХ РУД ОТ ЖЕЛВаЧ, включающий восстановительно-сульфидированный обжиг, хлорирование и возгонку хлорного железа, отличающийся тем, что, с целью интенсификации и удешевления процесса, перед восстановительносульфилирующим обжигом проводят гранулирование руды со смесью нефтяных сульфидов, взятых в количестве 15-30% от веса руды, и элементарной серы при суммарном содержании серы в руде 110-130% от стехиометрически необходимого для образования моносульфида железа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

-СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

;(Sf) C 01 (7/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3461080/22-02 (22) 17,05.82 (46) 23,03.84, Бюл, Р 11 (72) М.Д.Кантемиров, B,С.Коган, А.С.Бажов и О.В.Эстерле, (71) Казахский научно-исследовательский институт минерального сырья (53) 669,712.032 (088,8) (56) 1. Патент Австралии Р 488695, кл. 08.3, 1977.

2. Патент CHIA. Р 4244926, кл. 423-77, 1981.

3. Патент Франции Р 1495002, кл. С 01 т, 1967.

„„ЕИ„„1О А (54) (57) СПОСОБ ОЧИСТКИ АЛЮМИНИЕВЫХ

РУД ОТ EEJIEX включающий восстановитель но-суль фидиров анный обжиг, хлорирование и возгонку хлорного железа, отличающий с ятем,что, с целью интенсифик ации и удешевления процесса, перед восстановительносульфидирующим обжигoM проводят гранулирование руды со смесью нефтяных сульфидов, взятых в количестве

15-ЗОВ от веса руды, и элементарной серы при суммарном содержании серы в руде 110-130% от стехиометрически необходимого для образования моносульфида железа.

1081124

Изобретение относится к цветной металлургии и может применяться также в химической промышленности при получении хлористого алюминия.

Известен способ очистки алюминиевых руд от ><елеэа, включающий опера- 5 ции прокаливания при 700-800 С, сульфидизации путем обработки смесью

СО и ЯО> с последующим хлорированием и отгонкой ГеСС„, При этом требуется

8-кратный (от теоретически необходимого) расход серы на сульфидирование

300 г руды, соцер>кащей 7Ъ Ге 03 (смесь из 35 об. : 802 и 65 об. Ъ CO пропуск ают 20 мин со скорость>а 1 кг/ч)

Сульфидированный продукт хлориру<ат при 750 или при 430 С, В первом случае остаточное содержание Ге20 огарке 0, 1-0, 2Ъ (степень воз гойки железа 99-97Ъ ), потери алюминия с хлорицом менее 1,0% степень отгонки железа 8ОЪ, остаточное содержание в огарке Ге2 03 1,75Ъ (. ) ).

Известен так>хе способ, согласно которому обжига>ат руду при 700-800 С, сульфидируют и хлорируют. При этом расход серы на сульфидирование

340 г руды, содержащей IЗЪ Fe О., составляет 23,6 г или 150Ъ от теоретически необходимого. Хлорирование проводят при 700 C в течение б ч, степень отгонки железа 88,1"Ú-o,,оста- 30 точное содержание Fe20; в огарке 2, ЗЪ, потери алюминия с хлоридом О, 4: P2), Ыедост атк ами с посо бон очистки алюминиеных руд от железа являются высокие расход серы„температура и 35 продолжительность хлорирования сульфидированного продукта для достижения приемлемой степени очистки от желез а.

Иаиболее близким к изобретению 4р по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки алюминиевых руд от железа, включа>аа>ий кальцинирующий обжиг руды при 800аC в течение 1 ч, -сульфидирую-45 щий обжиг с серой и углеродом при

1340 С в -ечение б ч„хлорирование при 650 С в течение б ч. При этом расход углерода состанляет 5Ъ, расход серы 7, 5Ъ от руды (20-кратное количество от теоретически необходимого для перевода железа в FeS), возгонка железа достигает 99, 65Ъ (содержаниее желез а н исходной руде б, 84 Ъ, B конечном продукте О,ОЗЪ), потери алюминия с хлоридом 0,8Ъ (3 ). 55

Недостатками известного.-способа являются низкая степень интенсификации и высокая стоимость процесса, 1(ель>а изобретения является интенсификация и удешевление процесса. 60

Указанная цель достигается тем, что согласно способу очистки ашамыниевых руд от х<елеза, включающему восстановительно-сульфидированный обжиг, хлорирование руды и возгонку 65 хлорного железа, перед восстановительно-сульфидирующим обжигом проводят гранулирование руды со смесью нефтяных сульфидов, взятых в количестве 15-ЗОЪ от веса руды, и элементарной серы при суммарном содержании серы в щихте 110-1 ЗОЪ от стехиометрически необходимого для образования моносульфида железа.

Сущность предлагаемого способа заключается в гранулировании руды на жидких нефтяных сульфидах, в которые предв арит ель но э амешив ается необходимое количество добавочной серы, кок соВ ание гранул в Heîêèñëèтельной атмосфере при 50 О-7 0 0 С и хлорировании их при 350-450 С с возгонкой Fe С1 .

При этом часть серы, необходимой для сульфидирования железа, вносится в руду с нефтяными сульфидами.

Кроме того, в результате ран номерня" го распределения серы в руде, которое достигается при гранулиронании на нефтяных сульфидах и коксов ании гранул, повышается степень использования серы.

Услови я веде ния процесса по предлагаемому способу: грануляция 20 мин, коксов ание в течение 2 ч, хлорирование в течение 1 ч.

Процессы прокалки и сульфидирования объединя>атся в одной операции коксования.

Возгонка железа достигается на

99 „3-99, б Ъ при остаточном содержании

Fe70> н огарке О, 25-0, 07Ъ .

Таким образ ом, время обработки по известному способу 13 ч, по предлагаемому — 3, 3 ч при практически одинаконой степени отгoHKH железа.

Это результат интенсификации процесса путем введения в шихту нефтяных сульфидов . Кроме того, снижаются температуры: обжига с 1340 до 700а С и хлорирования с 650 до 400 С. Снижение энергозатрат и уменьшение pac— хода серы ведет к значительному удешевлению процесса.

Потери ал>аминия с возгоном по предлагаемому способу практически не наблюдаются.

Расход нефтяных сульфидов (HC) устанавливают, исходя из удобства изготовления прочных гранул. Для изготовления гранул замешивают глину на НС до тестообразного состояния, рас катынают лепешки и режут их шпателем на кубики. При расходе HC менее

15Ъ замес получается рассыпчатый, при расходе IIC более ЗОЪ вЂ” слишком жидкий . Поэтому приняты пределы расхода HC 15-30Ъ.

Теоретически необходимый расход серы (0,72 на 10 г глины) рассчитывают по уравнению реакции сульфидирования железа

Fe2O3 2C+2S=2FeS+CO+CO2

I081124 таточное ержание

3 рке, Ъ

0,0

4,5

17,5

О,. 594

О, 666

0,738

0,81

100

Ос45

0,32

110

120

130

0,2

0,0

3,7

0,468

0,536

100

0,6

0,25

0,13

0,07

110

0,6

120

О, 682

130

Составитель Л.Симакова

Редактор О.Юрковецкая Техред С.Мигунова Корректор О Тигор

Зак аз 1453/18 Тираж 464 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва. Ж 35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Остаточное содержание окиси железа в глине после сульфидирования и хлорирования принято оптимальным

О, 1-0,25Ъ. Оптимальный общий расход серы 110-130Ъ от стехиометрически необходимого для образования моносульфида железа, Уменьшение дозировки серы ниже 110Ъ приводит к резкому увеличению остаточного содержания железа в огарке. Увеличение дозировки серы выше 130Ъ экономически нецелесообразно. Снижение общего расхода серы до указанного интервала достигается в результате более высокой степени гомогенизации серосодержащего восстановителя и руды в про- 15 цессе грануляции и коксования, а также более высокой ее активности в процессе пиролиза серосодержащих органических соединений по сравнению с элементарной серой Ss кото- 20 рая, име я кольцевое строени е, от носительно менее активна, или со смесью газов SO2 и CO.

Пример. Оптимальные условия очистки от железа исследуют в лабо0,126

0,126

0,126

0,126

0,126

0,252

0,252

0,252

0,262

0,252 раторных условиях на глине следующего состава „вес. Ъ:

SiO2 37, 6; Г (,.ОЗ 28, 2; Fe@ O q,1 8, 1;

Т10 1,5; Can 0,15;, MgO 0,41;

К, 0 0,92; Иа 0 0,028; ппп 12,2, В качестве нефтяных сульфидов используют фракцию с t.,„, =230-350 С и содержанием сульфидной серы 8, 4Ъ .

Гранулы коксуют в атмосфере аргона в течение 2 ч при 700 С и хлорируют газообразным хлором при 400ОС в течение 1 ч. При этом хлорное железо возгоняется и конденсируется в холодной части реакционной трубки.

Огарок после возгонки FeC0 проо 3 каливают при 800 С для выжигания углерода и анализируют на остаточное содержани е желез а.

В таблице показано влияние расхода IC и элементарной серы на очистку глины от железа (навеска глины 10) .

Таким образом, использование н ефт я ных суль фидов в к аче ст ве углеродистого восст новителя и сульфидизатора позволяет интенсифицировать и удешевить процесс, О, 126

0,72

0,792

0,864

0,936

Ос252

0,72

0,792

0,864

0,936