Способ производства глинозема из сидеритизированного боксита по методу байера

 

Использование: при переработке сидеритизированного боксита. Сущность способа: боксит дробят до крупности -20 - 10 мм, обжигают его в окислительной атмосфере при содержании кислорода в отходящих газах 5 - 15% при температуре 530 - 620oC, обоженный материал охлаждают и перерабатывают по методу Байера.

Изобретение относится к технологии производства глинозема из бокситов.

Переработка на глинозем бокситов, содержащих повышенное количество вредных примесей, например органики, CO2, требует включения в технологическую схему предела "кондиционирования". Таким пределом в технологической нитке может быть предварительный обжиг исходного сырья.

Имеется ряд способов, предварительный обжиг в которых ведется в восстановительной атмосфере с целью последующего выделения из процесса соединений железа в виде магнитного продукта.

Известны технологические схемы, включающие магнетизирующий обжиг бокситов при 650 750oC с добавкой угля и сухую магнитную сепарацию (Тациенко П. А. Батищева Т.А. и др. Магнетизирующий обжиг высокосидеритизированных бокситов Краснооктябрьского месторождения. Обогащение руд, Л. 1989, N 5, с. 24 27; Тациенко П.А. Рахимов А.Р. и др. Магнетизирующий обжиг высокосидеритизированных бокситов Краснооктябрьского месторождения с последующей сухой магнитной сепарацией. Комплексное использование минерального сырья, 1990, N 4, с. 14 17; Рахимов А.Р. Турсунбаев Т.Б. и др. Разработка технологии комплексной переработки высокосидеритизированных бокситов Казахстана. Вестник АН Каз. ССР, 1990, N 7, с. 29 39; Абишев Ж.Д. Разработка технологии комплексного использования сидеритизированных бокситов Казахстана. Цветная металлургия, 1990, N 8, с. 48 50).

Данная группа способов направлена на кондиционирование боксита по содержанию Fe2O3, но совершенно игнорирует удаление CO2, органики и, главное, температурные условия выщелачивания обожженного продукта при его переработке по методу Байера. Гидрохимическая переработка боксита при этих условиях кондиционирования должна осуществляться при высокой температуре (более 200oC).

Существует ряд работ, в которых обжиг боксита с целью удаления хлора осуществляют в окислительной атмосфере, но температура процесса при этом 700 - 800oC (Медведков Б.Е. Береза и др. Процесс обжига сидеритизированных бокситов. Комплексное использование минерального сырья, 1989, N 8, с. 36 39; Тациенко П.А. Абишев Ж.Д. и др. Термохимическое обогащение бокситов, содержащих повышенные количества хлоридов, с целью их кондиционирования. Обогащение руд, Л. 1990, N 2, с. 10 13; Тациенко П.А. Абишев Ж.Д. Обжиг бокситов Белинского месторождения. Комплексное использование минерального сырья, 1990, N 5, с. 43 46).

Ближайшим аналогом заявленного изобретения является способ производства глинозема из сидеритизированного боксита, включающий его обжиг в окислительной атмосфере, охлаждение, дробление и переработку по методу Байера (Лайнер А.И. Производство глинозема, М. 1961 г. с. 180 182).

Недостатком этого способа является то, что он относится к бокситам бемитового и диаспорового типа, вскрываемость которых связана с выщелачиванием при температурах 280 280oC. Предварительный обжиг бокситов такого типа позволяет повысить извлечение Al2O3 при переработке по методу Байера при неизменных "жестких" условиях выщелачивания. Кроме того, отсутствие регламентации условий обжига в случае сидеритизированного гиббситового боксита, а именно степени дробления, содержания кислорода в отходящих газах не способствует стабилизации полиморфных модификаций оксида алюминия в обожженном продукте.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение теплоэнергии при переработке сидеритизированных бокситов, повышение извлечения Al2O3 за счет образования в обожженном материале -формы Al2O3, вскрывающейся выщелачиванием при его последующей переработке по методу Байера при 150 200oC и упрощение технологической схемы.

Поставленная задача достигается тем, что при обжиге боксита соблюдают следующие условия: обжиг дробленного до -20 10 мм боксита ведут при температуре 530 - 620oC во вращающейся печи (с выносной топкой для равномерности обжига материала); продолжительность нагрева 20 40 мин; окислительная атмосфера с содержанием в отходящих газах кислорода в пределах 5 15% При этих условиях гидрохимическую переработку обожженного продукта ведут при 150 200oC.

Проведенными исследованиями установлено, что термообработка боксита, дробленного до -20 10 мм, в вышеприведенном режиме обеспечивает трансформацию гиббсита в обоженном боксите в c -форму Al2O3, легковскрываемую при температуре выщелачивания 150 200oC.

Установлено, что трансформация гиббсита в относительно легковскрываемую форму c -Al2O3 происходит при условии создания в печи окислительной атмосферы (содержание кислорода в отходящих газах печи 5 15% температура обжига 530 620oC), обеспечивающей достаточно полное превращение оксидов железа, образующихся при разложении сидерита, в гематит. Неполное окисление образующих и присутствующих в бокситах оксидов железа в гематит способствует образованию трудновскрываемых модификаций оксида алюминия, а также алюмомагнетита, что приводит к недоизвлечению глинозема в нежестких условиях выщелачивания.

Все вышеперечисленные режимы обжига обеспечивают образование c формы Al2O3, выщелачивающейся при температуре 150 200oC, и отклонение их в меньшую и большую сторону затрудняет получение легковскрываемой формы Al2O3.

Пример конкретного осуществления.

Обжиг осуществлялся во вращающейся печи.

Первый вариант: содержание O2 в отходящих газах <0,5% Кремневый модуль 3,45 Al2O3 41,0 SiO2 11,9 Fe2O3 17,0 CaO 1,07
CO2 4,57
Условия обжига:
Tобжига 550oC, время обжига 30 минут.

Состав обожженного боксита:
Кремневый модуль 3,61
Al2O3 48,0
SiO2 13,3
Fe2O3 21,9
CaO 1,3
CO2 0,51
Фазовый состав обожженного боксита:
магнетит, гематит, немного сидерита, (Fe, Mn)СО3, каолинит, шамозит, алюмомагнетит, a кварц, c Al2O3 - слабокристаллизованный.

Выщелачивание обожженного боксита.

Tвыщ. 150oC, время выщ. 90 минут.

Al2O3 теор. 72,2%
Al2O3 практ. 60,9%
Tвыщ. 240oC, время выщ. 90 минут.

Al2O3 практ. 72,7%
б) Состав исходного боксита:
Кремневый модуль 3,74
Al2O3 41,2
SiO2 11,0
Fe2O3 17,7
CaO 1,1
CO2 4,3
Условия обжига:
Tобжига 570oC, время обжига 30 минут.

Состав обожженного боксита:
Кремневый модуль 4,2
Al2O3 51,0
SiO2 12,1
Fe2O3 22,2
CaO 1,1
CO2 0,42
Фазовый состав обожженного боксита:
магнетит, гематит, немного сидерита, немного каолинита и шамозита, кварц, анатаз, алюмомагнетит, c Al2O3 слабокристаллизованный.

Выщелачивание обожженного боксита.

Tвыщ. 150oC, время выщ. 90 минут
Al2O3 теор. 73,5%
Al2O3 практ. 60,1%
Tвыщ. 240oC, время выщ. 90 минут.

Al2O3 теор. 73,5%
Al2O3 практ. 75,1%
Второй вариант: Содержание O2 в отходящих газах 15%
а) Состав исходного боксита:
Кремневый модуль 3,3
Al2O3 40,2
SiO2 12,2
CaO 2,3
Fe2O3 16,5
CO2 5,76
Условия обжига:
Tобжига 550oC, время обжига 30 минут.

Состав обожженного боксита:
Кремневый модуль 3,3
Al2O3 50,0
SiO2 15,2
CaO 3,0
Fe2O3 20,0
CO2 1,8
Фазовый состав боксита:
гематит, a кварц, кальцит, каолинит полностью аморфизован и дегидратирован, c Al2O3 слабоупорядоченный структуры, сидерит полностью разрушенный анатаз.

Выщелачивание обожженного боксита.

Tвыщ 150oC, время выщ. 90 минут.

Al2O3 теор. 69,5%
Al2O3 практ. 70,1%
Условия обжига:
Tобж. 800oC, время обжига 30 минут.

Состав обожженного боксита:
Кремневый модуль 3,3
Al2O3 50,4
SiO2 15,5
CaO 2,8
Fe2O3 19,4
CO2 1,6
Фазовый состав обожженного боксита:
гематит, a кварц, кальцит, c Al2O3 - слабоупорядоченной структуры, анатаз.

Выщелачивание обожженного боксита:
Tвыщ. 150oC, время выщ. 90 минут.

Al2O3 теор. 69,5%
Al2O3 практ. 70,7%
б) Состав исходного боксита:
Кремневый модуль 3,89
Al2O3 40,5
SiO2 10,4
Fe2O3 16,5
CaO 0,85
CO2 3,58
Условия обжига:
Tобжига 550oC, время обжига 30 минут.

Состав обожженного боксита:
Кремневый модуль 3,8
Al2O3 50,8
SiO2 13,5
Fe2O3 22,8
CaO 1,1
CO2 0,44
Фазовый состав обожженного боксита:
гематит, a кварц, каолинит дегидратирован и полностью аморфизован, сидерит полностью разрушен, c -Al2O3- слабоупорядоченной структуры.

Выщелачивание обожженного боксита:
Tвыщ. 150oC, время выщ. 90 минут
Аl2O3 теор. 73,4%
Al2O3 практ. 73,1%
Условия обжига:
Tобжига600oC, время обжига 30 минут.

Состав обожженного боксита:
Кремневый модуль 3,8
Al2O3 52,6
SiO2 13,8
Fe2O3 20,4
CaO 1,0
CO2 0,34
Фазовый состав обожженного боксита:
гематит, a кварц, c -Al2O3 слабоупорядоченной структуры, анатаз.

Выщелачивание обожженного боксита:
Tвыщ. 150oC, время выщ. 90 минут.

Al2O3 теор. 74,0%
Al2O3 практ. 73,7%
Предложенная схема позволяет достичь лучших технико-экономических показателей за счет значительного упрощения ее по сравнению с известными способами:
1. Ведение процесса обжига в одну стадию.

2. Дробление исходного материала до более крупных кусков.

3. Обеспечение в обожженном продукте легковскрываемых при низкой температуре в ветви Байера форм Al2O3 ( c форма) за счет стабилизации в отходящих газах требуемого содержания кислорода.

Таким образом, в результате проведенных исследований предложена схема переработки сидеритизированных бокситов с предварительным обжигом, которая по сравнению с известными способами позволяет сэкономить 15% топлива на 1 т Al2O3, повысить извлечение глинозема в ветви Байера на 10% и снизить расход пара на выщелачивании на 10%


Формула изобретения

Способ производства глинозема из сидеритизированного боксита, включающий его обжиг в окислительной атмосфере, охлаждение, дробление и переработку по методу Байера, отличающийся тем, что дробление боксита проводят перед обжигом до размера -20 oC 10 мм, а обжиг ведут при содержании кислорода в отходящих газах 5 15%



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при получении гидроксида алюминия, редкометального концентрата и цеолита

Изобретение относится к области получения глинозема из природных щелочных алюмосиликатов, в частности к получению шихты для спекания из нефелина и известняка
Изобретение относится к цветной металлургии

Изобретение относится к способам переработки бокситов и может быть использовано в производстве глинозема по параллельной схеме Байер-спекание

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии производства глинозема

Изобретение относится к металлургии легких и редких металлов и может быть использовано на предприятиях по производству глинозема
Изобретение относится к производству глинозема по последовательной схеме Байер-спекание

Изобретение относится к переработке алюмокремниевого сырья при производстве гранулированных материалов, предназначенных для использования в различных отраслях промышленности, применяющих гранулы, например, в качестве расклинивающих агентов (пропантов) при добыче нефти методом гидравлического разрыва пласта

Изобретение относится к переработке алюмокремниевого сырья при производстве гранулированных материалов, предназначенных для использования в различных отраслях промышленности, применяющих гранулы, например, в качестве расклинивающих агентов (пропанты) при добыче нефти методом гидравлического разрыва пласта

Изобретение относится к производству абразивных материалов, в частности к производству высокопрочных корундовых материалов, применяемых для изготовления абразивных кругов

Изобретение относится к алюминиевой промышленности, а именно к способам производства глинозема

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия и глинозема, и может быть использовано при утилизации углеродистого шлама, выводимого из системы электролитического получения алюминия

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия и глинозема, и может быть использовано при утилизации кирпичной футеровки демонтированных электролизеров

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии производства глинозема из бокситов

Изобретение относится к технологии переработки алюминийсодержащего сырья способом спекания и может использоваться при получении гидроксида алюминия псевдобемитной структуры
Наверх