Способ переработки алюминийсодержащей минеральной части углей на глинозем

 

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖА1ЦЕЙ МИНЕРАЛЬНОЙ ЧАСТИ УГЛЕЙ НА ГЛИНОЗЕМ, включающий шихтование их с минеральной добавкой, спекание шихты, вьш1елачивание спека щелочным раствором, обескремнивание полученного раствора, вьщеление из него гидрооксида алюминия и его прокалку , отличающийся тем, что, с целью повьш1ения степени извлечения глинозема, упрощения процесса, в качестве минеральной добавки используют алюнинийсодержащие материалы с молярным соотношением SiO

,SU„„1108073

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Э51 С 01 F 7/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„> у.

13 в"= 180T

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫВШИЙ

Л (21) 3585051/22-02 (22) 29.04.83 .(46) 15.08,84. Бюл. У 30 (72) Н.И.Еремин, С.С.Нуркеев, Л.Г.Романов, M.М.Коспанов, А.Д.Дарментаев, Б.П.Устименко, М.P.Êóðìàíãàëèåâ, Д.Б.Кожахметов и Т.Б.Турсунбаев (7 1) Казахский политехнический . институт им. В.И.Ленина, Ленинградский горный институт им. Г.В.Плеханова и Казахский научно-исследовательский институт энергетики (53) 669.7 12.04(088.8) (56) 1. Патент Германии N - 753034, кл. С 01 F 7/00, 1937.

2. Авторское свидетельство СССР

В 471774, кл. С 01 F 7/38, .1969 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩЕЙ МИНЕРАЛЬНОЙ ЧАСТИ УГЛЕЙ НА ГЛИНОЗЕМ, включающий шихтование их с минеральной добавкой, спекание шихты, выщелачивание спека щелочным раствором, обескремнивание полученного раствора, выделение из него гидрооксида алюминия и его прокалку, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения глинозема, упрощения процесса, в качестве минеральной добавки используют алюминийсодержащие материалы с молярным соотношением А1 О .

Si0< ††(0,5-1,6):1, а шихтование проводят до молярного соотношения

СаО:Fe>0>=(0,2-0,5):1.

2. Способ по и. 1, отличаюшийся тем, что спекание ведут при 1100-1400 С.

1 1108073

Изобретение относится к гидрометаллургии глинозема и может быть использовано для извлечения алюминия нз шлаков, золы, минеральной части твердых топлив, в частности углей.

Известен способ переработки алюмосиликатного сырья на глинозем, например глин, шлаков, эолы углей, включающий их спекание с известняком f1), 10

Недостатками этого способа являются необходимость отдельного передела спекания укаэанного сырья и низкое извлечение алюминия вследствие образования при спекании трудновьпцелачиваемых соединений алюминия.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ перерабобки алюминийсодержащей минеральной части углей, включающий Zp шихтование их с добавками, например к

СаСО до соотношения СаО:Fe 03= (1-2)!1. При этом СаСОЗ сначала берут в в количестве 7-207. от расчетного, спе- н кние полученной шихты проводят при 25

1500 С, затем подшихтовывают осталь- н ное количество СаСО3 и плавят шихту при 1500-1600 С. Полученный плав обрабатывают содой, алюминатный раствор обескремнивают, далее иэ него 30 карбониэацией выделяют гидроксид алюминия, который прокаливают до

АЕ,О, (2g.

Извлечение алюминия в способе с составляет 75-80Х.

Недостатки данного способа — длительность процесса переработки и низкое извлечение алюминия. с

Цель изобретения — повьппение степени извлечения глинозема и упроще- 40 ние процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки алюминийсодержащей мийеральной части углей на глинозем, включающему шихтование их с минеральной добавкой, спекание шихты, выщелачивание спека щелочным раствором, обескремнивание полученного раствора и выделение иэ него гидрооксида алюминия и его про- 50 калку, в качестве минеральной добавки берут алюминийсодержащие материалы с молярным соотношением Ac 03:

Si0>=(0,5-1,6):1, а шихтование йроводят до молярного соотношения 55

° СаО: Ре 20з = (0, 2-0, 5): 1

При этом спекание ведут. при

1 100-1400 С .

В данном способе в алюминийсодержащих материалах соотношение должно находиться в пределах (0,5-1,6):1..

Если соотношение меньше, чем 0,5:1, . то в шихте избыток свободного СаО и при ее спекании будут образовываться гугоплавкие соединения, иэ которых глинозем недостаточно полно извлекается (не более 707). Если соотношение больше, чем 1,6:1, то в шихте недостаток СаО и при ее спекании глинозем связывается в соединения, из которых он не извлекается (извлечение не более 60É).

Выбранное соотношение СаО:Fe2ОЗ= (0,2-0,5):1 обусловлено следующим:

Fe 03, находящийся в алюминийсодержащих материалах и минеральной части углей, обеспечивает при спекании получение в основном Fe>0> ° FeO(Fe>0 ), М оторый легко отделяется при выщелачивании и не взаимодействует с содоыми растворами, не загрязняя алюмиатные растворы железом, вследствие чего нет потерь глинозема. Соотношеие СаО;Fe<0> не должно быть меньше,. чем 0,2:1, так как в противном случае образуются твердые растворы алюмоферритов кальция в ортосиликате кальция, из которых глинозем плохо извлекается. Извлечение оксида алюминия не более 707.. Если это соотношение больше, чем 0,5:1, то при пекании образуется трехкальциевый силикат, при вьпцелачивании которого оксид кремния переходит в раствор и связывает алюминий в нерастворимое оединение (гидроалюмосиликат натрия)

Извлечение А1 0з 65Х.

Спекание шихты из минеральной части угля и алюминийсодержащего соединения в интервале температур 11001400 С обусловлено получением соединений из данного сырья с заданными свойствами (высокая степень саморас" сыпаемости и более полное извлечение глинозема), При спекании ниже

1100 С не происходит образование алюминатов кальция и других соединений с необходимой степенью саморассыпания и извлечения глинозема. Если температура выше 1400 С, то в этом случае не происходит получения дифференцированных структур соединений алюминия, кремния, кальция и железа.

Это объясняется увеличением активности компонентов шлака, вследствие чего происходит взаимодействие их

1108073

Составитель О.Смирнова

Редактор Т.Веселова Техред М. Кузьма Корректор М.йароши

Заказ 5825/16 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 с футеровкой с образованием нерастворимых соединений алюминия.

Пример 1. Берут 1 кг угля зольностью 6Х с содержанием основных компонентов, вес. : Сао 60; Af О 6;

Si0< 8; Ре 09 10. Отдельно берут золу углей состава по основным компонентам, вес. : SiO> 50; At О 29,5; СаО 6;

Fe>0 5, с молярным отношением в ней

А,6<0>.SiO>=0,35:1 и добавляют 13 г

Af О (на 100 г золы), в результате чего молярное соотношение в смеси увеличивается до Af О :SiO =0,5:1.

Полученный алюминийсодержащий материал в количестве 20,6 г шихтуют с углем до соотношения СаО:Ее О =0,2:1.

Шихту спекают в одну стадию в течение

1 ч при 1250 С, полученный спек охлаждают, затем вьпцелачивают и обескремнивают алюминатный раствор, выделяют гидроксид алюминия, который прокаливают до глинозема. Извлечение глинозема 91,5Х.

Пример 2. Берут 1 кг угля зольностью 11Х с содержанием основных

25 компонентов, вес.Х: СаО 55; А 0 6;

Si0g 10; Ге О 7. Отдельно берут низкокачественный боксит, содержание основных компонентов которого, вес.Х:

Si0< 8,5; AR>0> 42; РетОз 10, с мо- 30 лярным соотношением в нем AE>0> .SiO>-2,9:1. В боксит вводят 7 г SiO (на 100 г боксита), вследствие этого молярное соотношение АГ О :SiO> понижается до 1,6:1. Данный алюминийсодер-З5 жащий материал шихтуют углем в количестве 49,4 г до соотношения СаО:Fe O =

0,5:1, спекают при 1100 С в течение

1 ч, охлаждают и вьпцелачивают, затем алюминатный раствор обескремнивают и 40 вьщеляют А (ОН), при прокаливании которого получают глинозем. Извлечение глинозема 93,8Х.

Пример 3. Берут 1 кг угля зольностью 13Х с содержанием основ- 45 ных компонентов в минеральной части, вес %: CaO 50; SiO, 11 At,O„ 9

Fe<(4, 12. Берут глину состава, вес.Х:

А8>0> 40; SiO 14; Fe>0> 14,5, молярное соотношение А0 О :SiO в ней составляет 1,7:1 и добавляют 5,6 г Si02 (на 100 г глины}, при этом молярное соотношение понижается до 1,2:1. Полученный алюминийсодержащий материал шихтуют с углем в количестве 41,5 r при молярном соотношении CaO:Fe О =

2 3

0,3:1.Шихту спекают при 1200 С в течение 1 ч, охлаждают и вьпцелачивают.

Алюминатный раствор обескремнивают, осаждают гидроксид алюминия и разлагают его до глинозема. Извлечение глинозема 95,5Х.

В качестве алюминийсодержащих соединений, помимо высококремнистых железистых бокситов, глин и зол углей, могут быть использованы вскрьппные породы, алюминийсодержащие шлаки и т.п., в которых соотношение ,At20 .Si02 должно находиться в пределах (0,5-1, 6): 1.

За базовый объект принят способ сжигания углей, содержащих минеральную часть, без вьщеления алюминия из шлаков от сжигания.

Таким образом, по сравнению с базовым объектом предложенный способ позволяет: вовлечь в переработку низкокачественное алюминийсодержащее . сырье; устранить дополнительную термообработку за счет совмещения процесса сжигания угля с получением саморассыпающихся алюмокальциевых шлаков; количественно извлечь алюми ний; сократить отвалы за счет переработки минеральной части углей (снизить затраты на захоронение золоотвалов) ..

Экономический эффект от внедрения способа составляет 10 млн. руб. при переработке 10 млн. т угля, при мощности завода 1 млн. т. глинозема в год.