Способ переработки высококремнистых железосодержащих бокситов

 

Изобретение относится к гидрометаллургии алюминия и может быть использовано при переработке высококремнистых железосодержащих бокситов на соединения алюминия и железа. Цель изобретения - упрощение и удешевление процесса. Через неподвижный слой частиц исходного продукта с размером 1-20 мм полунепрерьшно снизу вверх пропускают соляную кислоту со скоростью 0,2- 10 см/ч, при отношении Т:Ж - 1:0,3- 1,0 и 20-90 0, с последующим отделением твердого алюминийсодержащего продукта, концентрированием раствора хлорного железа и пиролитическим разложением его до окиси железа.Целесообразно использовать соляную Кислоту с растворенным в ней коагулянтом , взятым из расчета 100- 500 г/т боксита, или в смеси с газообразным хлором. 2 з.п. ф-лы. 1 табл. i СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D4C 01 7 58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3328600/23-02 (22) 25.08,81 (31) 2109/80 (32) 26.08.80 (33) HU (46) 23.09,88. Бюл. У 35 (71) Татабаньаи Сенбаньак и Мечеки

Эрцбаньасати Валлалат (HU) (72) Бела Цегледи, Михаль Чевари, Миклош Эрдельи„ Йожеф Илли, Лайош

Штокер, Аттила Секе, Каталин .Сабо, Силард Ридерауер, Миклош Юрмешши, Дьюла Тереньи и Иштван Чургай (HU) (53) 661.862,222(088.8) (56) Пустильник Г.Л., Певзнер И.3.

Кислотные способы переработки низкокачественного алюминийсодержащего сырья.-М.: Цветметинформация, 1978, с. 21. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ BblC0K0KPEMНИСТЫХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ БОКСИТОВ,Л0 „„1426449 A 3 (57} Изобретение относится к гидрометаллургии алюминия и может быть использовано при переработке высококремнистых железосодержащих бокситов на соединения алюминия и железа.

Цель изобретения — упрощение и удешевление процесса. Через неподвижный слой частиц исходного продукта с размером 1-20 мм полунепрерывно снизу вверх пропускают соляную кислоту со скоростью 0,210 см/ч, при отношении Т:Ж 1:0,31,0 и 20-90 С, с последующим отделением твердого алюминийсодержащего продукта, концентрированием раствора хлорного железа и пиролитическим разложением его до окиси железа.Целесообразно использовать соляную кислоту с растворенным в ней коагу" лянтом, взятым из расчета 100500 г/т боксита,или в смеси.с газообразным хлором. 2 s.ï. ф-лы. 1 табл

1426449

Изобретение относится к гидрометаллургии алюминия и может быть использовано при переработке высококремнистых железосодержащих бокситов на соединения алюминия и железа.

Цель изобретния — упрощение и удешевление процесса.

Пример ). 7 кг боксита следующего состава,Х: сопутствующая влага 18,0; окись алюминия 53 3 окись железа (III) 23,0; двуокись кремния 6,6, двуокись титана 2,5, окись кальция 1,1, окись магния 0,5; вещество, теряющееся при прокаливании 12,9; прочие вещества 0,1, измельчают на куски размером менее

20 мм и смешивают с 2 л раствора, содержащего 300 г/л соляной кислоты и 7 r "Седосана", применяемого в качестве-коагулирующего средства.

После улетучивания двуокиси углерода, образовавшейся при разложении карбонатов, взвесь помещают в колонну длиной 154 см и диаметром

6,7 см. В нижней части колонны ,находится Слой кремнистой гальки толщиной 10 см в качестве дренажа. Затем колонку через кремнистый дре наж заполняют снизу вверх введением ! 2,3 л раствора указанного состава.

Колонку выдерживают в таком состоянии в течение двух суток. В течение этого времени значительная часть железа, содержащегося в боксите, переходит в раствор, а содержание соляной кислоты в растворе понижается.

Образовавшийся раствор хлорного

:железа вытесняют из колонки путем подачи в колонку снизу 2,3 л соляной кислоты со скоростью 0,2 см/ч.

Полученный раствор, содержащий примерно 100 г/л хлорного железа, на.сыщают газообразным хлористым водородом и вводят в контакт во второй колонке со свежим бокситом.

Через первую колонку пропускают свежую соляную кислоту и процесс замачивания, растворения повторяют до тех пор, пока иэ боксита не удаля т 90 . содержащегося в нем железа, /. а концентрация выходящего раствора не составляет выше !40 г/л хлорного железа. Этот раствор хлорного желе; за освобождают от кальция добавлением 135 г концентрированной сер ой кислоты, причем в качестве побочного продукта получают 220 r гипS

ЗО

55 са. Освобожденный от кальция раствор хлорного железа непосредственно.вводят в пиролизатор. В рекуператоре пиролизатора раствор хлорного железа упаривают с помощью подводимого противотоком газообразного хлористого водорода и продуктов сгорания, температура которых порядка 800 С.

При этом газ охлаждают примерно о

1 до 100 С. Концентрированный раствор хлорного железа с помощью распылительной головки впрыскивают в пиролиэатор, который нагревается при подведении тепла в количестве

4000 ккал в расчете на 1 кг окисижелеза. Из хлорного железа, разлагающегося в процессе нагревания, получают окись железа (III) с содержанием менее 0,1Х хлорида. Колонку промывают 7 л воды. Образовавшийся раствор используют в абсорбере пиролизатора в качестве абсорбента хлористого:водорода.

Пример 2. Боксит того же качества, что и в примере 1, измельчают на куски, размером менее

20 мм,и на двойном вибрационном сите.. классифицируют на три различные фрак«, ции по размеру частиц. Пылевидная фракция, отделенная от материала, содержащего 13 сопутствующей влаги, составляет примерно 25 . Эту фракцию не обрабатывают. Оставшиеся на сите

75 материала состоят Hà 40Х мэ частиц размером 5-20.мм и íà 60Х из частиц размером 1"5 мм. Эти обе фракции помещают в футерованную резиной колонку высотой 2,8 м диаметром

0,7 м, имеющую полезный объем 1 м причем слоями толщиной 20-30 см обе фракции чередуют друг с другом, а суммарно загружают в колонку 1,6 т боксита. На дне колонки находится слой гравия толщиной 15 см. Анало" гичным образом подготавливают вторую колонку. В соляной кислоте с концентрацией 300 г/л растворяют в расчете на 1 м 300 г "Праестола 2900", примененного в качестве коагулирующего средства. Этот раствор подают в нижнюю часть первой колонны и со скоростью 5 см/ч пропускают снизу вверх до тех пор, пока колонка не заполнится. Для заполнения колонки необходимо около 400 л соляной кислоты. После заполнения колонки раствор подают в колонку снизу со скоростью 0„5 см/ч. Выходящий из голов3 142644 ной части первой колонки раствор совершенно прозрачен. Этот раствор отбирают фракциями по 60 л и прокачивают снизу вверх через вторую колон5 ку °

Первые фракции наряду с 20-30 г/л хлорного железа содержат главным образом хлористый кальций и хлористый магний и вытесняют одновременно 1Î большую часть сопутствующей влаги.

Первые 200 л раствора, находящего из головной части второй колонки, практически не содержат железа, а содержат в основном хлористый кальций и хлористый магний, В каждых последующих 300 л содержание железа постоянно повышается, конечная концентрация хлорного железа составляет 130 г/л, в то время как содержание хлористого кальция и хлористого магния умень" шается до 0,3 г/л, а хлористого алю« мния — до примерно 2 г/л. При этом содержание свободной соляной кислоты достигает 150 г/л. При дальнейшем 25 экстрагировании в 400 литровых фракциях концентрация хлорного железа уменьшается, а концентрация свободной соляной кислоты повышается.. После, того,.как через колонку пропустят 30 1,6 м соляной кислоты и отберут указанные фракции, колонку равным образом снизу вверх промывают водой, в которой предварительно растворено

200 r коагулирующего средства "Праестол 2900". Газообразный хлористый водород, полученный из раствора хлоридов способом, описанным в примере 1, адсорбируется в промывных врдах, применяемых в качестве абсор- 40 бирующей жидкости в абсорбере.

Пример 3. Бокситом в соответствии с примером 2 слоями заполняют суммарно 4 колонки (высотой

1,6 м с внутренним диаметром 6,7 см)

Нижние 10 см колонок содержат в качестве дренажа слои гравия с размером частиц 2-5 мм. На этот слой гравия описанным в примере 2 образом попеременно друг с другом помещают слои, состоящие из частиц разного размера, причем чередуют примерно

10 см грубой фракции и 15 см более мелкой фракции. Каждая колонка содер-. жит примерно 7 кг боксита ° Колонки располагают в ряд. Устанавливающееся в четырехступенчатой системе соотношение Т:Ж совместно с мертвым

4 объемом и объемом, занимаемым дренажом, составляет 1:0,5.

В первую колонку со скоростью

53 см/сут подают снизу вверх соляную кислоту с концентрацией 350 г/л.

В одном литре соляной кислоты содержится 14 г "Праестола 2935" .Выходящий иэ головной части колонки раствор направляют последовательно во вторую, третью и четвертую колонки.

Выходящая иэ головной части четвертой колонки жидкость практически не содержит кислоты, причем часть хлорного железа, образовавшегося при растворении, гидролизуется. Из четвертой колонки отбирают 7 л раствора и с его помощью вводят в действие колонку 5. Одновременно отключают первую колонку, которая содержит боксит, практически не загрязненный железом, и промывают ее водой, в то время как концентрированную соляную кислоту подают в колонку 2 °

Отключенную колонку 1 промывают 7 л воды до полного удаления хлоридов (скорость промывной жидкости такая же, как и при растворенииюиалотой). Промывную жидкость фракционируют, получая фракции: 1 л с концентрацией 350 г/л, 1 л с 200 г/л, примерно 5 л с концентрацией кислоты 50 г/л. Первую фракцию используют для кислотного растворения. Вторую фракцию после укрепления газообразным хлористым водородом применяют для той же цели. Третью фракцию используют для абсорбции хлористого водорода. Этот процесс наиболее целесообразно осуществлять посредством подключения других колонок. и отключения первой колонки до тех пор, пока с подключением приблизительно восьмой колонки не установится состояние равновесия, характеризующееся следующими показателями: иэ первой колонки, в которую подается соляная кислота с концентрацией

350 г/л, выходит раствор следующего состава: соляная кислота примерно 320 г/л, содержание железа (III)

30 г/л, содержание кальция и магния менее 0,2 г/л. Выходящие из остальных колонок фракции также имеют равновесные составы (см. таблицу)

Раствор, выходящий из колонки 4, наиболее целесообразно .разделять на две фракции 1,5 л либо нейтрализовать известью (рН 7) и затем направ1426449 следующий состав, 7: окись алюминия

8i 54 „ двуокись кремния 9,28; окись железа (III) 2,02; двуокись титана

2,81; окись кальция 1,65; окись натрия 1,44 и окись калия 0,52.

Формула изобретения

Показатели колонки

Компоненты

3 4 (фракции) ,.1 (1,5 л) 2 (5,5 л) ! 2

НС1

320 70

30 145

0,2 0,7

0,2 0,4

10, Железо (ТТ) ) 40

180

160

Кальций

1,5

1,5

Магний

Составитель В. Забелин

Техред M. Ходанич

Корректор Э. Лончакова

Редактор В,Бугренкона

Тираж 446

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4786/58

Подписное »

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лять на вскрышный отвал, либо нэ сооб- ражений экономии обрабатывать с целью получения окиси железа (III), гипса и сернокислого магния ° В пос5 леднем случае раствор смешивают с

165 г углекислого кальция, образо- вавшуюся гидроокись железа отфильтровывают, промывают и вводят во вто;рую фракцию, включающую 5,5 л. После 10 упаривания фильтрата прибавляют при мерно 350 г концентрированной серной ислоты, образовавшийся гипс отфнльтовывают, а фильтрат упаривают, полуая кристаллический сернокислый маг- 15 ий.

Фракцию, включающую 5,5 л, разлаают в пиролиэаторе обычным способом, получая соляную кислоту и окись желе а, Соляную кислоту, полученную в ре- 20 ультате абсорбции хлористого водорода, возвращают в процесс. Окись жееэа может быть использована в металургии в качестве материала со степенью чистоты около 927.. После отклю-25 ения первой колонки и промывки воой полученный боксит может быть использован в процессе Байера или для получения огнеупорных материалов

Очищенный от железа боксит имеет сле- 30 дующий состав,%: вещество, теряющееся при прокаливанни 14,67 окись алю1иния 69,54; двуокись кремния 7,92; окись натрия 1,23, окись железа (III)

1,73; двуокись титана 2,40;окись каль-Эб ,ция 1,41 и окись калия 0,45. После о прокаливания при 1 600 С материал имеет

1, Способ переработки высококрем-, нистых железосодержащих бокситов путем обработки исходного сырья концентрированной соляной кислотой с последующей переработкой полученного раствора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса, обработку

О проводят путем пропускания соляной кислоты через неподвижный слой частиц сырья размером 1-20 мм полунепрерывно снизу вверх со скоростью

0,2-10 см/ч при отношении Т:Ж =

1:0,3-1,0 и 20-90 С с отделением твердого алюминийсодержащего про дукта, концентрированием раствора хлорного железа и путем пиролитического разложения его до оксидов железа.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что используют соляную кислоту с растворенным в ней коагулянтом из расчета 100-500 г/т боксита.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что используют соляную кислоту в смеси с газообразным хлором.