Способ выщелачивания глиноземсодержащих спеков
Владельцы патента RU 2424981:
Открытое акционерное общество "РУСАЛ Всероссийский Алюминиево-магниевый Институт" (RU)
Изобретение относится к области химии и металлургии и может быть использовано при производстве глинозема из глиноземсодержащего сырья. Глиноземсодержащие спеки подвергают классификации по фракции 0,5 мм, фракцию мельче 0,5 мм соединяют с аспирационной спековой пылью, смешивают с подшламовой водой, проводят агитационное выщелачивание смеси и затем направляют на совместную промывку со шламом от выщелачивания фракции крупнее 0,5 мм. Изобретение позволяет уменьшить потери глинозема в процессе выщелачивания глиноземсодержащих спеков. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к производству глинозема из глиноземсодержащего сырья. В глиноземном производстве по методу спекания на переделах охлаждения опека, его дробления и при транспортировке на пересылках происходит сильное запыление воздуха тонкодисперсной спековой пылью, не отличающейся по химическому составу от спека. После аспирации запыленного воздуха уловленную спековую пыль, в дальнейшем аспирационную спековую пыль (АСП), доля которой составляет около 3,7% (а фракции меньше 0,5 мм примерно 10%) от перерабатываемого потока спека, возвращают в процесс на совместную переработку с дробленным спеком [1]. Недостатками указанной схемы являются переизмельчение тонких фракций АСП и их относительно длительное пребывание в крепком алюминатном растворе. В результате неизбежны высокие химические потери Al2O3, снижение скоростей осветления и степени уплотнения шлама в системе многоступенчатой промывки при его гравитационном отстаивании.
В известном способе переработки спековой пыли [2] запыленный аспирационный воздух смешивают с распыленной до капельного состояния подшламовой водой в трубах Вентури, затем поток направляют на каплеуловитель для отделения очищенного от пыли воздуха, а суспензию - на агитационное выщелачивание с последующей фильтрацией и промывкой шлама. Эту процедуру скорее можно рассматривать как способ очистки запыленного воздуха с использованием оборотной подшламовой воды без учета ее расхода на м3 запыленного воздуха или тонну перерабатываемой АСП в отрыве от выщелачивания суммарного потока спека, в котором вода расходуется в определенном количестве, обеспечивающем получение концентрации Al2O3 в алюминатном растворе на уровне 85-95 г/л. Кроме того, за счет аспирации воздуха не осуществляется полное обеспыливание дробленного спека, следовательно, не устраняются отмеченные выше недостатки.
Известен способ классификации по фракциям и раздельного выщелачивания спека [3], включающий в себя агитационное выщелачивание фракции крупностью менее 2-х мм и проточное выщелачивание остального спека. Образующийся после агитационного выщелачивания шлам направляется на совместную противоточную промывку со шламом байеровской ветви в системе сгустителей-промывателей. Предварительная классификация спека позволяет интенсифицировать процесс отделения шлама от алюминатного раствора.
Последний из рассмотренных способов, как наиболее близкий по существу к заявленному, принят за прототип. Его недостатком является слишком высокая граница классификации, не позволяющая подобрать условия выщелачивания, оптимальные для всего диапазона размеров мелких частиц (0-2 мм). При выщелачивании наиболее мелких фракций шлама, в том числе и АСП, длительное пребывание в горячем (80-90°С) концентрированном алюминатном растворе (содержание Al2O3 около 85-95 г/дм3) не достигается высокая степень извлечения Al2O3 из-за неизбежных в данных условиях вторичных потерь.
Эксперименты показали, что для фактического распределения частиц дробленного спека по размерам наиболее полное извлечение оксида алюминия из мелкой фракции при минимальном контакте с алюминатным раствором достигается при классификации по уровню 0,5 мм. Максимальный размер частиц АСП также не превышает 0,5 мм. Поэтому АСП целесообразно выщелачивать совместно с отклассифицированной мелкой фракцией.
Технической задачей изобретения является интенсификация разделения жидкой и твердой фаз при совместной промывке шлама после раздельного выщелачивания крупных и мелких фракций спека, а также уменьшение потерь глинозема. Также было важно резко поднять скорость осветления при гравитационном разделении выщелоченных шламовых суспензий в системе сгустителей-промывателей примерно (в 1,5-2 раза) и повысить суммарное извлечение Al2O3 из спека.
По предлагаемому нами способу спек классифицируют по уровню 0,5 мм, соединяют фракции мельче 0,5 мм с АСП, смешивают с подшламовой водой, проводят агитационное выщелачивание смеси и совместную промывку со шламом от выщелачивания фракций крупнее 0,5 мм. Классификацию спека проводят посредствам механического рассева.
Реализация способа проиллюстрирована на чертеже. Фракцию спека более 0,5 мм выщелачивают по известной технологии, а именно размалывают в мельнице мокрого помола 1, затем выщелачивают в репультаторе 2 оборотным раствором, приготовленным из смеси крепкой и слабой промвод и содо-щелочного раствора в мешалке 3. Полученный шлам направляют на гидроклассификацию по классу примерно 0,63 мм и промывку песковой фракции в плотно движущемся слое вертикального аппарата 4, а выносимых со сливом мелких частиц - в системе сгустителей 5-11 по противоточной схеме движения шлама и горячей воды. Фракцию мельче 0,5 мм соединяют с АСП и холодной подшламовой водой в мешалке 12, где происходит частичное выщелачивание. После этого суспензию направляют на агитационное выщелачивание в емкость 13, расположенную в системе сгустителей 5-11, где происходит совместная промывка шлама.
Пример. Испытание предлагаемого способа проводилось на пробах дробленного опека и аспирационной пыли, взятых из промышленного потока Ачинского глиноземного комбината. Состав опека и результаты испытаний приведены в таблице.
| Способ выщелачивания глиноземсодержащих спеков | |||||||||
| Схема классификации спека | Доля мелких фракций -0,5 мм, % | Удельный расход подшлам. воды, м3/т сп. - 0,5 мм | Ж/Т после выщ-я, д.е. | Al2O3 ж.ф., г/л | Скорость осветления выщел. суспензии, м/ч | Извлечение Al2O3 (ηA) при температурах выщелачивания, % | |||
| После выщ-я (в «УИП») | В отвальной воде («С6») | ||||||||
| 20°С | 75-80°С | 90°C | |||||||
| Время | 8 | 85,3 | |||||||
| 5,10 | 30 | выщелачивания, | 10 | 86,5 | |||||
| С отсевом | 3,7 | мин | 15 | 86,55 | |||||
| 7,25 | 9,0 | 20 | 1,76 | 19,6 | 75,2 | - | - | ||
| мелких фракций | 5,4 | 6,8 | 27 | 1,71 | 16,0 | - | 86,8 | - | |
| 4,4 | 5,6 | 33 | 1,68 | 14,5 | - | 86,4 | - | ||
| 3,65 | 4,6 | 40 | 2,0 | 12,0 | - | 84,2 | 83,0 | ||
| Без | м3/т ∑сп | ||||||||
| классификации | 3,7 | 1,43 | 3,5 | 85 | 1,7 | 7,5 | - | ∑ηA=82 |
Как видно из приведенных данных, самое высокое извлечение оксида алюминия на уровне 85-87% обеспечивается при расходе подшламовой воды 4,4-5,4 м3 на тонну смеси мелкой фракции и аспирационной пыли при поддержании температуры в емкости 13 в диапазоне 75-80°С и длительности перемешивания 10-15 минут. В сравнительных опытах по выщелачиванию без применения заявляемого способа степень извлечения оксида алюминия оказалась около 82%. Получено также увеличение скорости осветления примерно в 2 раза.
Таким образом, технический результат предлагаемого нами способа заключается в существенном увеличении степени извлечения оксида алюминия из спека (около 4%) и резком сокращении времени осветления выщелоченной суспензии. При использовании в промышленных масштабах получается значительный экономический эффект.
Источники информации
1. Технологическая инструкция «Производство глинозема». ТИ 44669951-01-07-2003.
2. Авторское свидетельство №726025 от 29.12.1976.
3. Авторское свидетельство №185862 от 24.04.1965.
1. Способ выщелачивания глиноземсодержащих спеков, включающий классификацию на мелкие и крупные фракции, раздельное выщелачивание отклассифицированных фракций, отличающийся тем, что классификацию спека проводят по фракции 0,5 мм, фракцию мельче 0,5 мм соединяют с аспирационной спековой пылью, смешивают с подшламовой водой, проводят агитационное выщелачивание смеси и направляют на совместную промывку со шламом от выщелачивания фракции крупнее 0,5 мм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что классификацию спека проводят посредством механического рассева.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на одну тонну аспирационной спековой пыли и мелких фракций спека расходуют 4,4-5,4 м3 подшламовой воды.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивание аспирационной спековой пыли и мелких фракций спека проводят при температуре 75-80°С.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивание аспирационной спековой пыли и мелких фракции спека проводят в течение 10-15 мин.
