Способ переработки бокситов
Изобретение относится к производству глинозема, в частности к способу переработки высокосидеритезированных бокситов. Цель изобретения - снижение затрат на единицу продукции . Для этого одну часть боксита перерабатывают по обычной технологии Байера - спекание. Другую часть-высокосидеритезированного измельченного боксита подвергают выдержке в течение 3,5-5,5 ч при температуре 90- 100°С в промывных водах глиноземного производства с концентрацией 15 55 г/дм3 Na20K, отделяют слив на гидроциклонах и слив совместно с красным шламом подают на спекание. Перед подачей на спекание слив можн подвергать каустификации известковым мопоком. Данный способ позволяет снизить затраты на проведение процесса . 1 з.п. ф-лы, 2 табл. о.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
51) С 01 F 7/06!
Б са
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4688068/02 (22) 09.03.89 (46) 23.12.91. Бюл. Р ч7 (71) Казахский политехнический институт им. 5.И.Ленина (72) Е.A.Tàñòàíoâ, Н.И.Гутман, A.ЄСабитов, К.Х.Исмагулов, Б.К.Акимкулов, Н.3.Насыров, Б.Е.Каршигин и Ж.X.Tàíàáacoâ (53) 669.712.1(088.8) (56) Лайнер А.И. и др. Производство глинозема, 1978, с. 268-271. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БОКСИТОВ (57) Изобретение относится к производству глинозема, в частности к способу переработки высокосидеритезированных бокситов. Цель изобретеИзобретение относится к производству глинозема, в частности к способу переработки высокосидеритезированных бокситов.
Цель изобретения - снижение затрат на единицу продукции.
Поставленная цель достигается за счет предварительного вывода из процесса Бейера карбонатов, декаустифицирующих активную щелочь Na<0<, а также органических веществ и глинистой фракции из части боксита. Указанный боксит подвергается измельчению в существующих мельницах на промывных водах глиноземного производства, имеющих концентрацию Na<0< 1555 г/дмэ (что соответствует промывным водам, стадии промывки красного шлама и среднему фильтрату от промыв„„SII3„„1699933 ния — снижение затрат на единицу продукции. Для этого одну часть боксита перерабатывают по обычной технологии
Байера - спекание. Другую часть высокосидеритезированного измельченного боксита подвергают выдержке в течение 3,5-5,5 ч при температуре 90100 С в промывных водах глиноземноо го производства с концентрацией 1555 г/дмэ Na<0<, отделяют слив на гидроциклонах и слив совместно с красным шламом подают на спекание, Перед подачей на спекание слив можн подвергать каустификации известковым молоком. Данный способ позволяет снизить затраты на проведение процесса. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. ки гидрата в схеме Бейера), с последующей выдержкой пульпы в баковой аппаратуре при перемешивании в течение 3,5-5,5 ч при температуре 90100 С. (Д)
При этом в жидкую фазу переходит
40-7М с0 +(Ре соэ+иа о.=ка соэ+Fe(0H) ) в виде Na » 5 измельченным бокситом, не подвергающимся обработке, и поступает в процесс Байера по существующей схеме. Таким образом, предварительно выведенные из процесса Байера карбонаты снижают тепловые затраты на выпарке, связанные с содовыделением, уменьшают непроизводительный расход электроэнергии по всем переделам схемы Байера, связанные с перекачкой балластного потока в виде NagCO, Предварительно выведенные органические вещества и глинистая фракция, ухудшающие работу сгущения и промывки, также позволяют снизить расход электроэнергии при перекачках пульпы. Передача этих продуктов в ветвь спекания работы последнего не ухудшает, так как они в конечном итоге перерабатываются в ней, но проходят Ьолее длительный технологический путь в существующей схеме. Пример 1. Для определения степени, ь перехода СО из боксита о 30 в жидкую фазу в процессе обработки боксита по предлагаемому способу используют следующие материалы: высокосидеритезированный боксит состава, 3: П.П.П, 22,31; SiOg 11,2„А1г03 43,5; Ге Ой 17,0; Сао 1 11; СО 4,6; состава, г/дмз: Al+0> 13,31; 31,11, 52,0; Иа Оов 15 23, 35,34; 64,9; 2» "9» 57»0; Ы„ 1»79» 1» »; 1,80. Результаты лабораторных опытов представлены в табл. 1. Из табл. 1 видно, что наряду со 45 временем обработки наиболее существенное влияние на степень извлечения СО имеет концентрация исходного раствора по Иа»0„, чем она выше, тем больший процент СО удаляется из Ьоксита. Однако повышение концентрации выше указанного предела может привести к выщелачиванию А1 О из боксита, что в предлагаемом способе нежелательно, б существенного влияния на процесс не оказывает. Таким образом, для обработки производственного боксита состава, 4: П.П,П. 23,7; S10@ 11»5; А1 03 44,0; Pe Op 182; СаО 11; СО 12; С 0,.3; Г 100; (М@ 3,8 применяют воду 1-й стадии 3-кратной промывки крас" ного шлама, имеющей концентрацию в пределах 55 г/дмз Na<0< для достижения максимального извлечения СО Для сохранения баланса по влаге шихты ветви спекания оптимальная доля обрабатываемого боксита, исходя из соотношения мощностей ветви Байера и спекания, влаги отфильтрованного красного шлама и Ж:Т=3 при выдержке обрабатываемой доли боксита, составляет 20, Расход исходного боксита для получения 1 т глинозема по практическим данным составляет 3000 кг. Степень извлечения СО из оЬрабатываемого боксита с учетом того, что часть жидкой фазы уйдет с песковой фракцией в процесс Байера, составляет 603, степень извлечения органики 30 о ° Таким образом, содержание СО в суммарной массе боксита, пбступающего в процессе Байера, понизится с 1,2 до 1,073: (600-60) 1 2 0 4+2400 1 2 2940 у где 600=3000 20 — количество подвергающегося обработке боксита, кг; 60 — количество глинистой составляющей в сливе, г/циклона, кг; 1,2 — исходное содержание СО в исходном Ьоксите, 0,4 - остаточная доля СО в лесковой фракции гидроциклона; 2400 - основная часть боксита, кг; 2940 - суммарное количество боксита, поступающего в ветвь Байера, кг. Относительно исходного боксита происходит уменьшение содержания на 10,83ь, что влечет уменьшение доли маточного раствора, направляемого на глубокое упаривание для вывода соды с 8,0 до 7,2 мз на 1 т глинозема, что снижает количество упариваемой воды на 0,22 мз. 8(290-210) -7 2(290-2 10) — 0 22 з "г0 290 где 290 - концентрация, необходимая! 699933 для вывода соды при глубоком упаривании, г/дмз; 210 - концентрация общего потока маточного раствора после выпарки, г/дмз. Это даст экономический эффект от уменьшения затрат пара на узле выпарки: Э =0,22 0,3 5=0,33 руб, 1О где 0,22 — сокращение объема упариваемой воды, мз; 0,3 - количество первичного тепла, затрачиваемого в мно- 15 гокорпусной выпаркой батарее на выпаривание мз воды, Гкал; 5 - стоимость 1 Гкал пара,руб. Предотвращаются капитальные вложения на сумму 650 тыс. рублей для необходимого увеличения единиц оборудования узла выпарки, ориентируемого на содержание СО s боксите 25 1,23, что при условных сроках окупаемости 5 лет и производительности 1 млн, т дает на т глинозема экономию Э =0,!3 руб. Предварительный вывод СО сокраща- 30 ет балластный поток по схеме Байера 3000(1 2-1 07) на — 0 --- =3,9 кг, предвари600 ° 0 3 0 тельный вывод С на арг 100 =0,54 кг, 35 где 3000 — количество боксита на 1 т глинозема, кг, 600 — для обрабатываемого боксита, кг; 1,2 — содержание СО в исходном боксите, 3; 1,07 — содержание СО в общей массе боксита, 3; 0,3 - содержание органики в исходном боксите, 3; 0,3 - доля извлечения органики. С учетом 60 кг выведенной глинистой фракции суммарное снижение балластного потока составляет 64,44 кг или же от поступающего твердого в процесс 2,151. При среднем Ж:Т=3,5 на различных переделах схемы Байера снижение балластного потока составляет 0,613, что приводит к снижению расхода потребляемой мощности электро-55 двигателей на 0,63. Это дает экономию при расходе электроэнергии на 1 т байеровского глинозема 312 кВт ч и цене 0,0055 руб. за 1 кВт ч =0.0103 руб. Пример 2. Проводят лабораторные опыты с бокситом состава, П.П.П. 23,6; А1 0 40,9; SiOz 11,3; Ре<0> 17,1; Са0 1,13; СО 4,25; Сонг 0,3; прочие 1,42; 2 100; ф 3,62. Для извлечения СО из боксита применяют производственный (исходный) раствор состава, г/дмз: А1 0 52, О?; Иа,о,в 62,93; Иагоч 9,6; No<0 53,33, Ку1,69, что соответствует 1-й промывной воде в 3-стадийной промывке красного шлама. Для каустификации раствора обработки применяют известковое молоко с концентрацией 200 г/л I по СаО „т. Результаты опытов приведены в табл. 2. Как видно из результатов опытов, при достаточной степени каустификации на уровне 704, концентрация каустической щелочи в растворе обработк:-: меняется незначительно, что позволяет вернуть этот раствор на эту же стадию промывки, из которой отобран исходный раствор. При этом не происходит накопления No 0@(Na CO ) E. растворе, а происходит даже некоторое снижение его уровня. В случае, если в качестве исходного раствора взята вода 2-й стадии промывки (3537 г/дмз Na O ), то раствор обработки возвращают на 2-ю стадию. Предлагаемый способ позволяет снизить затраты на проведение процесса. Ф о р м у л а и з о б р е тен и я 1, Способ переработки бокситов, преимущественно высокосидеритезированных по последовательному варианту Байера — спекание, включающий измельчение, выщелачивание боксита с получением красного шлама и глиноземного производства, сгущейие и промывку красного шлама, его фильтрацию и репульпацию для приготовления шихты спекания, декомгозицию алюминатного раствора с получением глинозема и маточного раствора, упаривание маточного раствора с получением оборотного раствора и вывода оборотной со . ды, спекание красного шлама с содой и известняком и извлечение из спека глинозема, отличающийся 1699933 Таблица 1 Ородолмение обработ»и Сойер»анне, r/äì и Л1 Оа Иа О Иа,ОИ Иа Ок р1» С Опыт Раствор : Со,р„ переаедеий иа боксита, 2 И:Т Сов, ne" реиедвнй мз боксита, а Объем раствора, дм* Темп. обр Исходный раствор Раствор обработки Искодный раствор Раствор обре" ботки Исходный раствор Раствор обработки 13.31 15,23 1 04 14,19 1,75 О 0,087 3,5 5 ч 30 мин 90 6,53 -. 14,32 8,74 5,58 1,4 0,06 0,085 3,5 41 3 7,14 31 ° 11 35 34 2,85 32 49 1,72 0 0 085 3 5 3 и 30 мин 100 66,61 19,82 34,45 15,33 18,9 1,57 0,23 0,085 3,5 28,57 52,0 64,9 7,9 57 1,80 О 0,075 3,0 5 ч 43,55 61 11 24,09 37,02 1,40 0 ° 37 0,075 3 ° 0 74,8 39,62 Табли ца 2 Показатели для опыта 1 1 Характеристика 25 25 0,075 0,075 0,075 0,075 0,01 0,01 0,01 0,01 1,5 1,5 98 4,0 3,5 40,54 54,4 6,22 48,18 1,96 41,75 53,16 6,22 46,95 1 85 42,97 59,13 8,04 51,09 1,96 41,31 56,27 7,53 48,74 1,94 0,088 0,088 0,88 0,088 0,935 0,510 0,935 0,935 0,510 0,510 0,510 0,502 1,06 9 0,388 1,057 0,388 1,057 0,407 1,101 тем, что, с целью снижения затрат на единицу продукции, часть .измельченного боксита подвергают выдержке в течение 3,5-5,5 ч при температуре 90-100 С в промывных водах глиноземО ного производства с концентрацией t5-55 г/дм3 Na<0„ ñ последующим отделением слива на гидроциклонах и поНавеска натурального боксита, г Объем исходного раствора дмэ Объем известкового молока, дм3 Отношение CaO/ /Na< C08 60„„ Температура обработки, С О Продолжительность обработки, ч Состав раствора обработки, Мо наго« Ив о Иваго, Мк Объем жидкой Фазы, дмз ,Количество СО в боксите Количество СО в исходном растворе Количество СО в растворе обработки Разница СОгнач Сукон дачей его на спекание совместно с красным шламом. 2, Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что слив подвергают. каустификации известковым молоком с дальнейшим направлением каустифицированного слива в промывную систему красного шлама. 1 2 3 4 1699933 Продолжение табл.2 Показатели для опыта Характеристика Каустификация СОщ -C02 woe СО,„... 73,15 73,15 68,04 70,08 П р и м е ч а н и е. СО ноч - суммарное количество СО, содержащееся в исходных боксите и растворе; СО цонсодержание СО в растворе после завершения опыта. Составитель Н.Целикова Редактор А.Козориз Техред M.Äèäüè Корректор И. Самборская Заказ 4682 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101
