Способ карбонизации алюминатных растворов


 


Владельцы патента RU 2424980:

Открытое акционерное общество "РУСАЛ Всероссийский Алюминиево-магниевый Институт" (RU)

Изобретение относится к области химии и гидрометаллургии и может быть использовано в производстве глинозема из нефелинов и низкосортных бокситов методом спекания. Проводят карбонизацию алюминатных растворов газами, содержащими CO2, в присутствии затравки гидроксида алюминия, отделяют гидроксид алюминия, образовавшийся в процессе карбонизации, от жидкой фазы и перерабатывают его на глинозем. Обработку алюминатного раствора газом, содержащим CO2, начинают до подачи затравки при достижении каустического модуля в растворе 1,15-1,55 единиц. Изобретение позволяет повысить качество гидроксида алюминия за счет снижения в нем содержания мелких фракций (-45 мкм). 2 табл.

 

Изобретение относится к технологии гидрометаллургических производств, в частности к производству глинозема из нефелинов и низкосортных бокситов методом спекания.

Известен способ разложения алюминатных растворов карбонизацией путем обработки газами, содержащими CO2, в присутствии затравки гидроксида алюминия, разделения жидкой фазы и частиц образовавшегося в процессе разложения растворов осадка гидроксида алюминия с последующей фильтрацией и промывкой твердой фазы и переработки ее на глинозем (Справочник металлурга по цветным металлам. Производство глинозема, М., Металлургия, 1970 г., с.163). К недостаткам этого способа следует в первую очередь отнести получение гидроксида алюминия и, следовательно, глинозема с большим (до 40-45%) содержанием мелких частиц размером менее 45 мкм.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ карбонизации алюминатных растворов путем обработки их газами, содержащими CO2, в присутствии затравки гидроксида алюминия. Использование в процессе карбонизации алюминатных растворов затравки позволяет в первую очередь снизить содержание щелочи в гидроксиде алюминия, кристаллизующемся при разложении алюминатного раствора, что необходимо для получения качественного (по содержанию химических примесей) глинозема. Однако введение в процессе карбонизации затравки ухудшает дисперсный состав получаемого гидроксида алюминия и содержание частиц размером менее 45 мкм остается достаточно высоким, и чем выше затравочное отношение (отношение Al2O3 в затравке к содержанию Al2O3 в перерабатываемом растворе), тем больше мелких (-45 мкм) фракций в конечном продукте. Это приводит к повышенному пылению, ухудшению экологической обстановки и потерям глинозема при электролизе (А.А.Ханомирова, «Глинозем и пути уменьшения содержания в нем примесей», АН Армянской ССР, Ереван, 1983 г., с.115-119).

Данный способ по основному признаку, связанному с карбонизацией алюминатных растворов газами, содержащими CO2, в присутствии затравки гидроксида алюминия, принят нами за прототип.

Задачей изобретения является улучшение качества алюминия и глинозема по дисперсному составу, т.е. снижение содержания в нем мелких фракций (-45 мкм) за счет того, что затравка гидроксида алюминия вводится в процесс после обработки алюминатного раствора газом, содержащим CO2, и снижения каустического модуля раствора на определенную величину.

Технический результат достигается тем, что карбонизацию алюминатных растворов газами, содержащими CO2, в присутствии затравки гидроксида алюминия, отделение гидроксида алюминия, образовавшегося в процессе карбонизации, от жидкой фазы и последующую переработку его на глинозем, обработку алюминатного раствора газом, содержащим CO2, начинают до подачи затравки, при этом затравку вводят при достижении каустического модуля в растворе 1,15-1,55 единиц.

Снижение каустического модуля алюминатного раствора (αку) до значений αку=1,15-1,55 ед. путем предварительной карбонизации перед введением в процесс затравки позволяет получить в результате разложения раствора осадок гидроксида алюминия с низким содержанием частиц размером -45 мкм. Уменьшение каустического модуля менее 1,15 ед. не целесообразно, поскольку в этом случае высока вероятность самопроизвольного разложения алюминатных растворов с выделением мелкодисперсного гидроксида алюминия. Повышение каустического модуля растворов более 1,55 ед. приводит к существенному снижению показателей по укрупнению частиц гидроксида алюминия.

Сущность способа и выбор параметров процесса показаны на конкретных примерах.

Пример №1

Разложению подвергался алюминатный раствор следующего состава: Na2Oобщ~86,0 г/л; Na2Oку~74,0 г/л; Al2O3~73.6 г/л, начальный каустический модуль раствора - αку~1,65 ед., температура процесса - Т°С=75. Использовалась затравка гидроксида алюминия различного дисперсного состава, в которой содержание частиц размером -45 мкм составляло 60,2%; -63 мкм~93,9%; -80 мкм~100%, а также состава: -45 мкм~72,6%; -63 мкм~94,6%; - → карбонизации раствора и снижения каустического модуля, в другом - в раствор с αку~1,65 ед., т.е. без предварительной карбонизации и снижения каустического модуля. Как видно из приведенных в таблице №1 данных, введение затравки после предварительной карбонизации алюминатных растворов и снижения каустического модуля позволяет значительно улучшить в выделившемся осадке содержание частиц размером -45; -63; -80 мкм. Так, например, вследствие карбонизации раствора и снижения αку до 1,17 ед. содержание частиц размером -45 мкм в образовавшемся после разложения раствора осадке, по сравнению с исходной затравкой, сократилось с 60,2% до 7,3%; частиц -63 мкм с 93,9% до 25,4%; частиц -80 мкм с 100% до 52,3%. В то время как в процессе без предварительной карбонизации (αку~1,65 ед.) аналогичные показатели составляют: для частиц -45 мкм - 60,2% → 25,8%; для частиц -63 мкм - 93,9% → 69,4%; для частиц -80 мкм - 100% → 91,6%. Аналогичная зависимость наблюдается во всем диапазоне изменения αку алюминатного раствора (от 1,15 до 1,55 ед.) при введении затравки после предварительной карбонизации растворов.

Таблица №1
Каустический модуль алюминатного раствора (αку) Содержание частиц данного класса в затравке, % Содержание частиц данного класса после смешения раствора с затравкой и выдержкой, %
№ п/п Исход
ный
После карбонизации, на смешение с затравкой Без карбонизации, на смешение с затравкой 3/0 -45 мкм -63 мкм -80 мкм При введении затравки после обработки раствора газом и понижении αку При введении затравки без предварительной обработки раствора газом и исходном значении αку
-45 мкм -63 мкм -80 мкм -45 мкм -63 мкм -80 мкм
1. 1,65 1,17 1,65 0,05 60,2 93,9 100 7,3 24,4 52,3 25,8 69,4 91,6
2. 1,65 1,18 1,65 0,1 60,2 93,9 100 8,9 36,0 67,2 20 59,3 85
3. 1,65 1,2 1,65 0,2 60,2 93,9 100 10,4 41,1 72 30,6 72,1 92,5
4. 1,65 1,29 1,65 0,3 72,6 94,6 100 12,9 47,5 77 52,9 87,8 98,5
5. 1,65 1,4 1,65 0,1 72,6 94,6 100 14,3 47,5 75,9 32 70,7 91,0
6. 1,65 1,55 1,65 0,2 72,6 94,6 100 23,1 61,2 85,8 45,8 82,8 96,7
7. 1,65 1,15 1,65 0,05 72,6 94,6 100 5,9 21,2 47,4 28,8 68,6 90,1

Пример №2

Разложению подвергались алюминатные растворы, состав которых был идентичен приведенному в примере №1: Na2Oобщ~86,7 г/л; Na2Oку~76,3 г/л; Al2О3~1,65 ед. В качестве затравки использовался гидроксид алюминия, содержащий ~72,6% частиц размером -45 мкм; 94,6% частиц размером -63 мкм; 100% частиц размером -80 мкм. Затравочное отношение изменялось в пределах 0,1-0,3 ед. Полученные данные приведены в таблице №2. Как видно, в первом случае исходный алюминатный раствор перед введением затравки карбонизировался, что позволило снизить каустический модуль с αку~1,65 до αку~1,28-1,29 ед. Далее в раствор вводилась затравка, полученная пульпа перемешивалась и вновь обрабатывалась газом, содержащим СО2.

Во втором случае затравка вводилась в раствор, каустический модуль которого αку~1,65 ед. Далее полученная пульпа перемешивалась и, как и в первом случае, обрабатывалась газом, содержащем CO2. Очевидно (см. табл. №2), что осадок гидроксида алюминия, полученный в случае введения в процесс затравки после предварительной карбонизации и снижения каустического модуля (αку) с 1,65 ед. до 1,28-1,29 ед., значительно крупнее используемой затравки и осадка, полученного при разложении растворов с αку=1,65 ед. Так, например, в осадке, полученном в случае введения в процесс затравки после предварительной карбонизации раствора и снижения αку от 1,65 ед. до 1,28-1,29 ед., содержание частиц размером -45 мкм уменьшилось с 72,6% (в затравке) до 3,9% в конечном продукте. Уменьшение количества частиц -63 мкм и -80 мкм составило соответственно: 96,4% → 13,1%; 100% → 40,6%.

При введении затравки в процесс, в котором алюминатный раствор не подвергался предварительной карбонизации и αку=1,65 ед., аналогичные показатели по изменению содержания в конечном продукте частиц различного класса выглядят следующим образом: -45 мкм - 72,6% → 4,5%; -63 мкм - 94,6% → 20,7%; -80 мкм - 100% → 51,8%.

Указанная закономерность сохраняется во всем диапазоне изменения затравочного отношения от 0,1 до 0,3 ед.

Таблица №2
Каустический модуль алюминатного раствора (αку) Содержание частиц данного класса в затравке, % Содержание частиц данного класса в продукте после разложения раствора, %
№ п/п Исход
ный
После карбонизации без затравки На карбонизации с одновременным введением затравки 3/0 -45 мкм -63 мкм -80 мкм При обработке р-ра газом до введения затравки и понижении каустического модуля При карбонизации с одновременным введением затравки
-45 мкм -63 мкм -80 мкм -45 мкм -63 мкм -80 мкм
1. 1,65 1,28 1,65 0,1 72,6 96,4 100 3,9 13,1 40,6 4,5 20,7 51,8
2. 1,65 1,28 1,65 0,2 72,6 96,4 100 6,5 33,7 66,0 9,3 40,5 83,6
3. 1,65 1,29 1,65 0,3 72,6 96,4 100 12,9 47,5 77,0 18,0 55,2 82,5

Способ карбонизации алюминатных растворов, включающий обработку их газами, содержащими CO2, в присутствии затравки гидроксида алюминия, отделение гидроксида алюминия, образовавшегося в процессе карбонизации, от жидкой фазы и последующую переработку его на глинозем, отличающийся тем, что обработку алюминатного раствора газом, содержащим CO2, начинают до подачи затравки, при этом затравку подают при достижении каустического модуля раствора 1,15-1,5 ед.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано в глиноземном производстве в процессе разложения алюминатных растворов. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении песчаного глинозема из низкокачественного глиноземсодержащего сырья способом спекания.
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано в производстве глинозема из глиноземсодержащего сырья. .

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств, в частности к производству глинозема методом карбонизации алюминатных растворов. .

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств и может быть использовано для выделения гидроксида алюминия из алюминатных растворов в процессе получения глинозема.

Изобретение относится к производству глинозема. .

Изобретение относится к производству глинозема. .

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано в глиноземном производстве на переделе декомпозиции алюминатного раствора. .

Изобретение относится к глиноземному производству. .
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии производства глинозема из глиноземсодержащего сырья
Изобретение относится к области химии
Изобретение относится к области цветной металлургии

Изобретение относится к области цветной металлургии
Изобретение относится к области цветной металлургии
Изобретение относится к способу переработки бокситов на глинозем. Способ включает размол боксита в оборотном растворе, выщелачивание, сгущение с получением алюминатного раствора и красного шлама, промывку красного шлама, декомпозицию алюминатного раствора с получением гидроокиси алюминия и маточного раствора, выпарку маточного раствора с получением оборотного раствора и кальцинацию гидроокиси алюминия с получением глинозема. После размола боксита в оборотном растворе полученную пульпу нагревают до удаления воды из оборотного раствора с получением сухого остатка, упаренную воду конденсируют, соединяют с сухим остатком и направляют на выщелачивание, а после операции сгущения алюминатный раствор подвергают операции обескремнивания с получением белого шлама и алюминатного раствора, который направляют на операцию декомпозиции. Обеспечивается повышение химического выхода глинозема, уменьшение выхода красного шлама, повышение содержания оксида железа в красном шламе, что делает перспективным его использование в качестве железорудного сырья. 3 пр.

Изобретение относится к области химии. Боксит перерабатывают по способу Байера, согласно которому: а) готовят бокситовую руду, b) её выщелачивают, получают пульпу, содержащую раствор, обогащенный растворенным глиноземом, и красный шлам, с) раствор отделяют от красного шлама; d) раствор, обогащенный оксидом алюминия, приводят в сильно неравновесное состояние пересыщения обычно путем охлаждения и разбавления и в него вводят частицы тригидрата глинозема для декомпозиции, т.е. для осаждения глинозема в виде тригидрата глинозема; е) раствор, обедненный оксидом алюминия, подвергают концентрированию, обычно путем выпарки и, возможно, добавления гидроксида натрия для получения концентрированного раствора, который возвращают в производственный цикл на этап b) выщелачивания боксита. Между этапом с) и этапом d) раствор, обогащенный оксидом алюминия, подвергают контрольной фильтрации для того, чтобы на выходе из фильтрации раствор содержал менее 10 мг/л нерастворимых частиц. В ходе этапа контрольной фильтрации применяют фильтровальное приспособление, включающее в себя зону, в которой раствор, обогащенный оксидом алюминия, после прохождения сквозь фильтровальную среду находится под давлением, составляющим более 2 бар, предпочтительно более 3 бар. Изобретение позволяет повысить производительность процесса. 23 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. В процессе гидрохимической переработки алюмосиликатного сырья проводят автоклавное выщелачивание красных шламов ветви Байера в высокомодульном алюминатном растворе в присутствии известьсодержащей добавки. Отделяют гидрогранатный шлам от среднемодульного раствора. Вводят оборотную гидроокись кальция в среднемодульный алюминатный раствор для выделения из него осадка трехкальциевого гидроалюмината и получения высокомодульного раствора. Упаривают высокомодульный раствор и возвращают его на приготовление суспензий красного шлама и известьсодержащей добавки. Проводят регенерацию гидроокиси кальция из трехкальциевого гидроалюмината и возвращают ее на обработку среднемодульного алюминатного раствора. Получают щелоче-алюминатный раствор с каустическим отношением Na2O/Al2O3, равным 3,15-3,25, при автоклавном выщелачивании трехкальциевого гидроалюмината в содо-щелочном растворе. В процессе карбонизации смеси 15-20 % потока среднемодульного раствора и эквивалентной части потока утилизированного щелоче-алюминатного раствора получают Al(ОН)3. Изобретение позволяет полностью утилизировать красные шламы, отбираемые из потока глиноземного производства или из шламовых хранилищ глиноземных заводов, с получением новой товарной продукции - гидроксида алюминия, щелоче-алюминатного раствора и/или кальцинированной соды, и железо-кальциевого концентрата и с обеспечением экологической защиты окружающей среды. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к оборудованию гидрометаллургических производств и может быть использовано при получении гидроксида алюминия из насыщенных алюминатных растворов. Установка для кристаллизации гидроксида алюминия из алюминатных растворов или суспензий включает аппарат для кристаллизации 7 с патрубком 12 в верхней его части, испаритель 1, соединенный с вакуумной системой. Патрубки для подвода 2 и вывода 3 раствора или суспензии расположены соответственно в верхней и нижней частях испарителя 1. Патрубок 3 соединен с гидрозатвором, состоящим из двух параллельно расположенных вертикальных труб 8, 9, соединенных между собой перетоком 10. В нижней части трубы 9 гидрозатвора, соединенной с верхним патрубком 12 для приема раствора или суспензии в аппарат 7 для кристаллизации, размещен патрубок 11 для подачи воздуха, снабженный запорной арматурой 13. Отношение высоты (h0) трубы 9 к высоте (Н) трубы 8 составляет h0/H≤1,0. Изобретение позволяет повысить коэффициент использования установки, стабилизировать работу и увеличить срок эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх