Способ выщелачивания боксита

 

Изобретение относится к глиноземному производству и может быть использовано при автоклавном выщелачивании боксита. Способ выщелачивания боксита включает в себя непрерывное прокачивание бокситовой пульпы поршневым насосом через автоклавную установку с предварительным нагревом пульпы в подогревателях теплом выщелаченной пульпы и окончательным нагревом паром ТЭЦ с давлением 25-30 ати до реакционной температуры в греющем автоклаве (или автоклавах) с верхним подводом пара в автоклав. При этом поток пульпы приводят в пульсирующее состояние за счет пульсации процесса теплообмена между паром и пульпой, подаваемой в греющий автоклав в виде однородной сплошной струи. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс и увеличить выход продукта на 1,1-1,6%. 1 ил.

Изобретение относится к производству глинозема и может быть использовано в сфере автоклавного выщелачивания боксита.

Известен способ (Н. С. Мальц. Автоклавное выщелачивание бокситов. М.: Металлургия, 1980, стр. 27, рис.4) непрерывного автоклавного выщелачивания боксита, по которому бокситовую пульпу прокачивают пршневым насосом через подогреватели и батарею автоклавов. При этом предварительный нагрев пульпы в подогревателях до 148-150^oС осуществляется паром самоиспарения выщелоченной пульпы, а окончательный нагрев пульпы до реакционной температуры 235-238^oС осуществляется в двух греющих автоклавах паром ТЭЦ.

Недостатком способа является то, что пар ТЭЦ подается в нижнюю часть греющих автоклавов. При этом энергия пара бесполезно расходуется на преодоление сопротивления столба пульпы в греющих автоклавах, а не нагрев пульпы, что снижает температурный режим в автоклавах на 6-8^oС.

Известен способ (патент России 2147012, С 01 F 7/06 нагрева бокситовой пульпы, в котором устранен указанный недостаток, т.к. весь пар ТЭЦ подается в верхнюю часть греющего автоклава (или двух автоклавов) выше уровня пульпы. При этом пульпа также поступает в верхнюю часть автоклава (или автоклавов). Таким образом, пульпа подается в объем пара, а не наоборот, как в способе-аналоге, и энергия пара тратится только на нагрев пульпы. Во всем остальном способ ничем не отличается от способа-аналога.

Недостатком способа является неиспользование всех возможностей интенсификации процесса выщелачивания боксита при подаче греющего пара в верхнюю часть автоклава (автоклавов).

Задача изобретения - повышение экономичности предлагаемого способа за счет реализации, как минимум, еще одного преимущества подачи пара ТЭЦ в верхнюю часть автоклава (автоклавов).

Техническим результатом изобретения является использование энергии пара ТЭЦ для интенсификации процесса автоклавного выщелачивания боксита, а именно, для повышения химвыхода.

Технический результат достигается тем, что, как и в способе-прототипе, все необходимое для нагрева пульпы количество греющего пара подается в верхнюю часть автоклава (автоклавов), но без диспергации, при этом пульпы, создающие пульсирующий режим теплообмена, следствием чего является пульсация тока пульпы через батарею автоклавов. Пульсация пульпы при реакции выщелачивания способствует интенсификации процесса, т.е. повышению химвыхода (см. журнал "Химическая промышленность", 2, 1978 г., стр.52).

На чертеже дана принципиальная схема осуществления предлагаемого способа.

Батарея автоклавов для осуществления способа состоит из греющего автоклава 1 с трубами 2, 3, 4 подвода пульпы, подвода пара ТЭЦ и отвода нагретой пульпы соответственно, а также реакционных автоклавов 5 и 6 - первого и последнего в батарее.

Предлагаемый способ выщелачивания боксита осуществляется следующим образом. Бокситовую пульпу прокачивают через автоклавную установку поршневым насосом с предварительным нагревом ее в подогревателях (не указаны) до 148-150^oС теплом выщелоченной пульпы и окончательным контактным нагревом паром теплоэнергоцентрали (ТЭЦ) с верхним подводом его в греющий автоклав 1 по трубе 3. При этом пульпа поступает в автоклав 1 по трубе 2 и выходит из него, нагревшись до реакционной температуры 242-245^oС, по трубе 4 в автоклав 5 и далее в последовательный ряд реакционных автоклавов, из которых автоклав 6 является последующим.

Греющий пар с давлением 25-30 ати, поступая в верхнюю часть автоклава 1, образует там паровую подушку, т.к. давление пара несколько выше (приблизительно, на 0,8 ат), чем давление пульпы в автоклаве 1. Кроме того, пар конденсируется не мгновенно, чему способствует и то, что пульпа подается в автоклав 1 по трубе 2 однородной (сплошной) струей без всякой диспергации. В результате этого объем паровой зоны в верхней части автоклава 1 увеличивается. При этом увеличивается и длина струи пульпы с расщеплением ее в нижней части на множество струй, что дает увеличение поверхности теплообмена, приводящее к конденсации пара. Поэтому, после увеличения паровой зоны в автоклаве 1 и резкого снижения уровня в нем пульпы, начинается уменьшение объема паровой зоны, т.к. пульпа непрерывно поступает в автоклав 1 и подъем уровня пульпы. Подъем уровня пульпы происходит до тех пор, пока интенсивность теплообмена между паром и пульпой, за счет уменьшения длины струи последней, не станет меньше определенного значения, при котором конденсация пара резко снижается, что вновь приводит к возрастанию парового объема и понижению уровня пульпы, вызывающее увеличение длины струи пульпы и т.д. Происходит без внешнего воздействия (автоматическое) колебание уровня пульпы в греющем автоклаве 1. Таким образом, поток пульпы приводится в пульсирующее состояние за счет пульсации процесса теплообмена между паром и пульпой при подаче последней в паровую зону греющего автоклава 1 в виде однородной струи, что приводит к пульсации потока пульпы во всей реакционной зоне батареи автоклавов, начиная от автоклава 5 и кончая автоклавом 6. Такая пульсация пульпы способствует интенсификации процесса выщелачивания боксита дополнительно к фактору повышения температуры, который в предлагаемом способе имеет место, как и в способе-прототипе.

Наличие пульсации пульпы в автоклавной батарее подтверждается показаниями пульсации температуры пульпы (от 242 до 245^oС) на соответствующем приборе во время работы автоклавной установки при постоянной производительности по пульпе и постоянном расходе пара.

Таким образом, подача греющего пара в верхнюю часть автоклава (автоклавов), как в способе-аналоге, и подача бокситовой пульпы в паровую зону без диспергации последней, т.е. сплошной струей, дает возможность еще более интенсифицировать процесс выщелачивания (увеличение химвыхода до 1,1-1,6% по сравнению со способом-прототипом), т.к. вступают в действие сразу два положительных фактора: повышение температуры пульпы до максимально возможной и пульсация потока пульпы без применения, при этом каких-либо специальных устройств типа золотниково-распределительного механизма или иным способом. Нужно лишь одно для создания пульсации пульпы-пульсация интенсивности теплообмена между паром и пульпой при подаче последней в греющий автоклав однородной струей.

Формула изобретения

Способ выщелачивания боксита, включающий прокачивание бокситовой пульпы через автоклавную установку с предварительным нагревом ее в подогревателях теплом выщелоченной пульпы и окончательным контактным нагревом паром теплоэнергоцентрали с верхним подводом его в греющий автоклав, отличающийся тем, что поток пульпы приводят в пульсирующее состояние за счет пульсации процесса теплообмена между паром и пульпой при подаче последней в паровую зону греющего автоклава в виде однородной струи.

РИСУНКИ

Рисунок 1