Способ получения малощелочного -глинозема

 

Изобретение относится к алюминиевой промышленности, а именно к способам производства глинозема. Техническим результатом изобретения является упрощение процесса, снижение энергетических затрат и получение глинозема равномерного гранулометрического состава. Способ получения малощелочного тонкодисперсного α-глинозема из оборотной пыли электрофильтров печей кальцинации ведут путем выщелачивания, фильтрации и прокаливания при температуре 1200°С. Выщелачивают оборотную пыль при температуре 80°С, а нагрев ведут в две стадии: от 20°С до 800°С со скоростью 150°С/ч, от 800°С до 1200°С со скоростью 250°С/ч. Прокаливают оборотную пыль в присутствии минерализаторов. Изобретение позволяет снизить энергетические затраты и улучшить физико-химические свойства глинозема. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

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

Известен способ получения малощелочного α-глинозема, состоящий в том, что глинозем многократно прокаливают и выщелачивают [1]. Далее для получения тонкодисперсного глинозема необходимо измельчение в шаровых или вибромельницах.

Недостатком этого способа является сложность аппаратурно-технологической схемы, невозможность получения глинозема нужной степени малощелочности и необходимость введения стадии тонкого измельчения, что связано со значительными энергетическими затратами.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения малощелочного α-глинозема из оборотной технологической пыли печей кальцинации. Уловленную глиноземистую пыль отделяют от основного потока и выщелачивают водой при Ж:Т=3:1 путем репульпации и перемешивания в течение 0,5-1 час при температуре 85-90°С и атмосферном давлении. Затем суспензию разделяют на фильтре, осадок прокаливают при температуре 1200-1250°С. Получают продукт с содержанием щелочи 0,1 % [2].

Недостатком этого способа является использование оборотной пыли различных ступеней пылеулавливания. При переработке такого глиноземного сырья получается α-глинозем неравномерного гранулометрического состава. Поэтому для перевода такого глинозема в тонкодисперсное состояние необходимо вводить стадию измельчения.

Техническим результатом изобретения является упрощение процесса, снижение энергетических затрат и получение глинозема равномерного гранулометрического состава.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения малощелочного тонкодисперсного α-глинозема из оборотной пыли электрофильтров печей кальцинации путем выщелачивания, фильтрации и прокаливания при температуре 1200°С, новым является то, что выщелачивают оборотную пыль при температуре 80°С, а нагрев ведут в две стадии: от 20°С до 800°С со скоростью 150°С/ч, от 800°С до 1200°С со скоростью 250°С/ч, и прокаливают оборотную пыль в присутствии минерализаторов.

Пыль электрофильтров печей кальцинации характеризуется повышенным содержанием щелочных соединений (Na₂O+K ₂O=0,6-0,8%) и тонкодисперсной структурой (крупность менее 20 мкм, средний размер частиц 5-7 мкм).

В результате использования оборотной пыли электрофильтров печей кальцинации в качестве глиноземного сырья для получения малощелочного тонкодисперсного α-глинозема исключается стадия измельчения, что приводит к снижению энергетических затрат.

В таблице 1 приведен химический состав исходной пыли электрофильтров печей кальцинации в сравнении с составом пыли электрофильтров, отмытой от щелочи при температуре 80°С, отношении Ж:Т=3:1 и продолжительности 15 мин.

Отмывку проводили в лабораторной мешалке с автоматическим режимом стабилизации температуры при постоянном перемешивании. После отмывки пыль отфильтровывали и высушивали в сушильном шкафу при температуре 100°С.

Прокалку отмытой пыли проводили в лабораторной шахтной силитовой печи при температуре 1200°С в следующем режиме: от 20°С до 800°С скорость нагрева 150°С/ч, от 800°С до 1200°С скорость нагрева 250°С/ч, время выдержки при заданной температуре 30 мин. Образцы охлаждались вместе с печью и затем анализировались на содержание α-фазы и щелочных соединений. Перед прокалкой в одну из проб добавлялись минерализаторы, например А1F₃ в количестве 0,75% от массы навески.

Результаты опыта по прокалке отмытой от щелочи пыли электрофильтров печей кальцинации приведены в таблице 2.

Порошок после прокалки состоит из частиц размером от 0,4 до 1 мкм, значительно увеличивается количество субмикронной фракции.

Реализация предлагаемого способа в промышленных условиях заключается в следующем: уловленная глиноземистая пыль электрофильтров отделяется от основного потока и выщелачивается в мешалке. Затем пульпа фильтруется и осадок сушится. Далее осадок подвергается дополнительному измельчению и прокаливается.

Анализ результатов экспериментов показал, что отмывка водой пыли электрофильтров от щелочи снижает содержание R₂О с 0,58% до 0,23% (табл.1). Дальнейшая прокалка отмытой от щелочи пыли электрофильтров снижает содержание R₂O с 0,23% до 0,16% (табл.2). Добавка перед прокалкой AlF₃ в качестве минерализатора позволяет снизить содержание щелочи с 0,23% до 0,074% (табл.2). Полученный малощелочной α-глинозем имеет размер частиц от 0,4 до 1 мкм со значительным количеством субмикронной фракции. Таким образом, результаты подтверждают что использование оборотной пыли электрофильтров печей кальцинации в качестве сырья для получения малощелочного тонкодисперсного α-глинозема позволяет упростить технологическую схему и снизить энергетические затраты. Кроме того, вывод пыли электрофильтров из процесса кальцинации позволяет улучшить физико-химические свойства металлургического глинозема.

Источники информации

1. Ханамирова А.А. Глинозем и пути уменьшения содержания в нем примесей. Отв. ред. И.З.Певзнер. - Ереванское изд-во АН АрмССР, 1983, с.186.

2. А.с. 196752, МКИ С 01 F 7/30, опубл. 31.05.67, бюл.№12 (прототип).

Формула изобретения

1. Способ получения малощелочного тонкодисперсного α-глинозема из оборотной пыли электрофильтров печей кальцинации путем выщелачивания, фильтрации и прокаливания при температуре 1200°С, отличающийся тем, что выщелачивают оборотную пыль при температуре 80°С, а нагрев ведут в две стадии: от 20°С до 800°С со скоростью 150°С/ч, от 800°С до 1200°С со скоростью 250°С/ч.

2. Способ получения малощелочного α-глинозема по п.1, отличающийся тем, что прокаливают оборотную пыль в присутствии минерализаторов.