Способ переработки минеральной части углей

 

Использование: для переработки золы от сжигания каменных углей на глинозем. Сущность изобретения: минеральную часть углей обжигают при 700-800°С в течение 30-60 мин в атмосфере окиси углерода с добавкой сульфата натрия, затем обожженный материал подвергают гидрохимической обработке с получением глиноземистого концентрата и силикатного раствора. у fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 F 7/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4693145/26 (22) 16.05.89 (46) 15.05.92. Бюл. N 18 (71) Казахский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) А.Абжаппараров, С.К.Ким, M.À.Ìàæåнов, С.А.Щербан и Г.С.Абдрахманова (53) 669.712.034(088.8) (56) Патент Франции

N- 2395955, кл. С 01 F 7/26, 1979.

Патент Франции

¹ 2381718, кл. С 01 F 7-/26, 1978. . Патент США

N . 3959438, кл. С 01 F 7/02, 1976, Патент США

N 4113833, кл. С 01 F 7/18, 1978.

Патент CLIJA

N 4539187, кл, С 01 F 7/00. 1985.

Кунаев А.М., Кайль Г„Ни Л,П. и др.

Исследование гидрощелочного химического обогащения зол от сжигания бурых углей. — Комплексное использование минерального сырья, 1983. N 12.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для решения проблемы комплексного использования золы от сжигания каменных углей, Известен ряд способов получения глинозема из золы путем их обработки кислотами. переводящими окись алюминия в раствор, Применение этих способов в промышленном масштабе затруднительно изза трудности фильтрации образующейся суспензии и больших затрат на получение глинозема из кислых растворов, ввиду необ„„Я „„1733380 А1 (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОЙ ЧАСТИ УГЛЕЙ (57) Использование: для переработки золы от сжигания каменных углей на глинозем.

Сущность изобретения: минеральную часть углей обжигают при 700-800 С в течение

30 — 60 мин в атмосфере окиси углерода с добавкой сульфата натрия, затем обожженный материал подвергают гидрохимической обработке с получением глиноземистого концентрата и силикатного раствора, ходимости организации нескольких стадий очистки.

Известны способы использования золы, включающие добавку к ним соединений кальция, или алюминийсодержащих материалов.

Общим недостатком этих способов являются большие количества добавок, увеличивающие материальные потоки и получение наряду с ценными компонентами отходов, не находящих применения в промышленности.

1733380

Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки золотходов, по которому золу обжигают при 900 — 970 С в течение 1-4 ч. Обожженый продукт обрабатывают щелочным раствором концентрацией 5 моль/дм NaOH при 95 С в течение

90 мин. При этом свободный кремнезем свя- зывается со щелочью с образованием водорастворимого соединения силиката натрия по реакции: 2йаОН4$102=йа2$!Оз+Н20. В результате обработки получают глиноземистый концентрат и щелочно кремнеземистый раствор, Содержание А!рОз в концентрате 40 — 42 ; ЯОг 35 — Зб .

Недостатками этой схемы являются продолжительный обжиг и использование в качестве реагента дорогостоящей и дефицитной каустической щелочи.

Цель изобретения — снижение затрат..

Цель достигается тем, что согласно способу переработки минеральной части углей, включающему ее обжиг и гидрохимическую обработку с получением глиноземного концентрата и силикатного раствора, обжиг ведут при 708 — 800 С в течение 30 — 60 мин в атмосфере окиси углерода с добавкрй сульфата натрия, взятой в стехиометрическом количестве по отношению к свободному кремнезему минеральной части углей, При. этом свободный кремнезем вступает во взаимодействие с сульфатом натрия с образованием водорастворимого силиката натрия по следующей реакции:

Naz$O4+ $ 0г+ СО= Маг$!Оз+ СО2+ $0з.

Образовавшийся силикат натрия из спека выщелэчивается слабощелочным раствором, в результате чего получается щелочнокремнеземистый раствор, используемый для производства различных химических продуктов, и шлам, представляющий собой глиноземистый концентрат с содержанием

А 20з до 43 — 45, Газовая фаза используется для производства серной кислоты.

Пример. Для экспериментов по разработке предлагаемого способа были взяты следующие исходные материалы: зола от сжигания каменного угля Экибастузского угольного бассейна следующето состава, мас. : Ма О 0,60;$0з 0,1;SiOz 58.2;ЕегОэ 7,5;

А!20з 27,5: СаО 1,02; сульфат натрия квалификации "чда", Зола и сульфат натрия просеивались через сито -0,0127 и смешивались в течение 4 ч. Шихта тонким слоем насыпалась на алундовый противень, который помещался в трубчатую печь с постоянной прокачкой окиси углерода. Сульфат натрия добавлялся из расчета связывания в NazSiOa всего свободного кремнезема золы, Спеки после ох5 лаждения в эксикаторе измельчались до 0,1 и выщелачивались щелочным раствором концентрацией Na20=50 r/äì в течение г

0,5 — 1,5 ч при 70 — 90 С при постоянном перемешивании. Затем раствор отделялся от

10 шлама и анализировался на содержание

Na2O, $102 и АЬОз. Для проверки сходимости материального баланса по анализируемым компонентам проводился химический анализ спеков и шламов. Результаты зкспе15 риментов приведены в таблице ..

Приведенные результаты показывают, что оптимальными условиями спекания золы с сульфатом натрия в восстановительной атмосфере являются 700 — 800 С, продолжи20 тельность 30 — 60 мин. В этих условиях получается глиноземный концентрат следующего состава, мас. : А!гОз 40 — 42;

SION 32 — 34; Fe20g 12-13; Na20 3 — 4. Согласно прототипу, в результате переработки зо25 лы был получен концентрат со следующим содержанием основных компонентов, мас. : АЬОз 41,1; ЯОг 36,2; Na20 7,3.

Сравнение составов концентратов показывает, что в предлагаемых условиях при

30 замене каустической щелочи на сульфат натрия получается концентрат, который по химическому составу не уступает концентрату, получен ному по и рототи пу.

Таким образом, поставленная цель—

35 снижение затрат путем использования сульфата натрия вместо дорогой каустической щелочи полностью достигается за счет значительного сокращения продолжительности процесса, снижения расхода каустической

40 щелочки, снижение затрат на переработку, возможности организации сопутствующего предела — производства серной кислоты из отходящих газов.

Формула изобретения

45 Способ переработки минеральной части углей, включающий ее обжиг и гидрохимическую обработку с получением глиноземистого концентрата и силикатного раствора, о т л и ч.а ю шийся тем, что, с

50 целью снижения затрат, обжиг ведут при

700-800 С в течение 30 — 60 мин в атмосфере окиси углерода с добавкой сульфата натрия, взятой в стехиометрическом количестве по отношению к свободному кремнезему мине55 ральной части углей.

1733380

Состав о-ра

r/ м

Распределение

Si02 о

Ж:Т

Твыщ мин

Тспек

ЯС

Пример твыщ, мин испек, мин

Иа20 Я! 02

Раств

Шлам

71,43

72,72

73,43

71,33

69,81

67,10

70,30

П р и м е ч а н и е: AizOj в раствор не переходит ни в одном из случаев. Критериями оптимизации были выбраны показатели перехода кремнезема в жидкую фазу, что означает повышение кремневого модуля глиноземистого концентрата,.

Составитель О.Василевская

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор Э.Лончакова

Редактор А.Долинич

Заказ 1635 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

2

4

6

8

10 l1

12

13

14

16

17

18

19

21

22

23

24

900

70 .

90 90

5

5

5

5 ..

5

5

5

5

5

5

52,12

64,19

62,12

70,14

72,45

52,17

72,30

78,13

80,30

81,14

82,11

64,20

82,40

75,43

76,80

75,12

76,64

62,10

76,74

1,30

12,18

11,90

22,31

21,41

8,58

22,31

30,50

31,41

31,54

33,56 . 12,20

33,60

21,13

- 22,56

25,49

25,51

11,85

25,61

20.33

20,94

23,65

20,13

18,87

17,22

17,54

1,6

15,2

14,9

27,5

27,0

10,6

27,5

34,8

39,2

39,4

41,1

15,2

41,2

26.8

27,8

31,8

31,9.

14,8

32,0

25,8

26,1

29,5

25,6

23,6

21,5

22,0

98.4

84,8

85,1

72,5

73,0

- 9,4

72,5 ,65,2

60,8

60,6

58,9

84,8

58,8

73,2

72,4

68,2

68.1

85,2

68.0

74,2

73,9

70.5

74,4

76Л

78,5

78,0