Способ получения алюминийсодержащего спека

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано в производстве глинозема спеканием. Для получения алюминийсодержащего спека готовят шихту из нефелиновой руды, известняка и оборотных продуктов, ее спекают при температуре 1250-1300°С. Полученный спек выдерживают при температуре 1160°С в течение времени, необходимого для образования максимального количества α'_L-модификации, и при температуре 680-620°С в течение времени, необходимого для образования максимального количества β-модификации двухкальциевого силиката. Изобретение позволяет повысить степень извлечения глинозема из спека.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии и касается технологии производства глинозема.

Известен способ получения глинозема, включающий приготовление шихты из нефелиновой руды с интенсифицирующими добавками фторидов CaF₂, NaF, 3NaF·AlF₃, Na₂SiF₆ в количестве от 0,1 до 0,3% и 1,5-2% угля от массы сухой шихты, ее спекание при 1220-1280°С и переработку спека (Лайнер А.И., Еремин Н.И., Лайнер Ю.А., Певзнер И.З. Производство глинозема. - М.: Металлургия, 1978. - с.231-232). Недостатками этого способа являются необходимость ведения процесса спекания в присутствии минерализаторов, фторидов щелочных или щелочноземельных металлов, низкое извлечение глинозема из спека.

Известен способ получения глинозема, (RU 2200708 2003.03.20) путем переработки техногенных отходов, в частности минеральной части, от сжигания бурых углей. Недостатком этого способа является достаточно большая температура спекания (1320-1400°С), что приводит к повышенному расходу топлива на спекание, а также низкое извлечение глинозема из спека. Наиболее близким по сущности к заявляемому изобретению является способ переработки щелочного алюмосиликатного сырья, включающий приготовление шихты из нефелиновой руды, известняка и оборотных продуктов, ее спекание при температуре 1250-1300°С и переработку спека (Лайнер А.И., Еремин Н.И., Лайнер Ю.А., Певзнер И.З. Производство глинозема. - М.: Металлургия, 1978. - с.185-189). Недостатками этого способа являются низкое извлечение глинозема из спека, вызванное несоблюдением режима формирования оптимальной фазовой структуры спека. Цель предлагаемого изобретения - повышение степени извлечения глинозема из спека за счет более полного перехода полиморфной модификации двухкальциевого силиката α′- в β-модификацию.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения алюминийсодержащего спека, включающем приготовление шихты из нефелиновой руды, известняка и оборотных продуктов, ее спекание при температуре 1250-1300°С, спек предлагается выдерживать при температуре 1160°С в течение времени, необходимого для образования максимального количества α′_L-модификации, и при температуре 680-620°С в течение времени, необходимого для образования максимального количества β-модификации двухкальциевого силиката.

Известно, что алюминийсодержащий спек, полученный способом спекания из нефелиновой руды, известняка и оборотных продуктов, состоит на 75% из двухкальциевого силиката.

В настоящее время различают пять полиморфных модификаций двухкальциевого силиката: α, α′ (α′_H, a′_L), β, γ. Присутствующий в спеке двухкальциевый силикат представлен α′- и β-полиморфными модификациями.

Технико-экономическая эффективность способов получения глинозема, основанных на связывании кремнезема в двухкальциевый силикат, в значительной мере определяется степенью взаимодействия последнего с алюминатно-щелочными растворами и продуктами этого взаимодействия. В результате этого взаимодействия увеличивается содержание кремнезема в алюминатном растворе, а также происходят потери глинозема и щелочи в виде образующихся в процессе выщелачивания натриевых гидроалюмосиликатов Na₂O·Al₂О₃·1,7·1,9SiО₂·H₂О и гидрогранатов (содержащих переменное количество SiО₂ и Н₂О) 3CaO·Al₂О₃·SiО₂(6-2n)·Н₂О, обладающих небольшой растворимостью и переходящих в отвальный шлам, что приводит к снижению извлечения глинозема и щелочи из сырья. Ввиду меньшей растворимости в щелочно-алюминатных растворах β-модификации двухкальциевого силиката по сравнению с α′-модификацией для технологии производства глинозема наибольшее значение имеет получение спека с максимальным содержанием β-модификации двухкальциевого силиката.

Известно, что при охлаждении двухкальциевого силиката последовательность полиморфных превращений имеет вид α′_Н→α′_L→β, при этом температура перехода из α′_Н в α′_L составляет 1160°С из α′_L в β составляет 680-620°С.

Особенность изобретения состоит в том, что, учитывая последовательность и температуры переходов полиморфных модификаций двухкальциевого силиката, спек предлагается выдерживать при температуре 1160°С в течение времени, необходимого для образования максимального количества α′_L-модификации, и при температуре 680-620°С в течение времени, необходимого для образования максимального количества β-модификации двухкальциевого силиката. При этом в сравнении с прототипом извлечение оксида алюминия из спека выше на 2-4% при его последующем выщелачивании.

Способ получения алюминийсодержащего спека путем смешения и спекания при температуре 1250-1300°С шихты, приготовленной из нефелиновой руды, известняка и оборотных продуктов, отличающийся тем, что спек выдерживается при температуре 1160°С в течение времени, необходимого для образования максимального количества α'_L-модификации, и при температуре 680-620°С в течение времени, необходимого для образования максимального количества β-модификации двухкальциевого силиката.