Способ гидрохимической переработки алюмосиликатного сырья


 


Владельцы патента RU 2585648:

Общество с ограниченной ответственностью "АЛЮМПРОЕКТ" (RU)

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 цветной металлургии, в частности к области производства глинозема из высококремнистых и низкожелезистых бокситов, а именно к утилизации отвальных красных шламов посредством их гидрохимической переработки по гидрогранатовой технологии.

Известен способ гидрохимической переработки красных шламов в высокомодульных алюминатных растворах с концентрацией Na2Oku, равной 160 г/дм3, и молярным отношением Na2Oku/Al2O3, равным 40. Согласно этому способу красный шлам репульпируют в высокомодульном растворе (BMP) с получением суспензии, в которой весовое отношение Ж/Т равно 10. В суспензию дозируют обожженную известь из расчета 1,8 кг СаО на 1 кг SiO2 в красном шламе, после чего проводят автоклавное выщелачивание известково-шламовой суспензии при температуре 235°С в течение 1,5 часа с получением среднемодульного раствора (СМР), в котором молярное отношение Na2Oku/Al2O3 равно 14,0. После отделения гидрогранатного шлама среднемодульный раствор обрабатывают свежей обожженной известью с целью перевода регенерированной окиси алюминия в осадок трехкальциевого гидроалюмината (ТКГА). Полученный известковый продукт (ТКГА) отделяют от раствора и передают для утилизации в ветвь Байера на автоклавное выщелачивание боксита (Улучшение технико-экономических показателей производства глинозема из бокситов. Медведев В.В., Сизяков В.М., Неусихин М.М. Овсянников В.И. «Цв. металлургия», 1988, №1, с. 15-17).

Недостатками данного способа являются повышенный расход обожженной извести, малый уровень регенерации связанной окиси алюминия из красного шлама и низкая производительность стандартных автоклавных установок по количеству утилизируемого красного шлама.

Повышенный расход обожженной извести связан с ее потреблением в двух раздельных точках, во-первых, в автоклавной установке при переводе диоксида кремния из состава красного шлама в гидрогранатный продукт с удельным расходом 1,8 кг СаО на 1 кг SiO2; во-вторых, в мешалках кристаллизации при синтезе трехкальциевого гидроалюмината (ТКГА) с удельным расходом 1,65 кг СаО на 1 кг регенерируемой Al2O3.

Малый уровень регенерации окиси алюминия из состава красного шлама является следствием сокращения массовой доли железистого гидрограната 3CaO·Fe2O3·2SiO2·2H2O в отвальном продукте. Объясняется это тем, что адекватная часть растворенного бокситового диоксида кремния переходит в фазу алюминиевого гидрограната 3CaO·Al2O3·SiO2·4H2O при введении добавки гидрохимической фазы ТКГА в сферу автоклавного выщелачивания боксита. Алюминиевый гидрогранат при последующем гидрохимическом выщелачивании красного шлама регенерации не поддается, что приводит к дополнительным потерям окиси алюминия в отвальном шламе.

Низкая производительность автоклавных установок по массе утилизируемого сухого красного шлама предопределена высоким уровнем заданного весового отношения Ж/Т в исходной пульпе, связана с низкой концентрацией Al2O3 в исходном выщелачивающем растворе и обусловлена высоким уровнем дозировочного модуля получаемого среднемодульного раствора.

Наиболее близким к заявленному способу является способ гидрохимической переработки алюмосиликатного сырья, включающий приготовление суспензий сырья в высокомодульном алюминатном растворе, автоклавное выщелачивание красных шламов ветви Байера в присутствии известьсодержащей добавки, отделение гидрогранатного шлама от среднемодульного раствора, введение оборотной гидроокиси кальция в среднемодульный алюминатный раствор для выделения из него осадка трехкальциевого гидроалюмината и получения высокомодульного раствора, упарку высокомодульного раствора и возврат его на приготовление суспензий красного шлама и известьсодержащей добавки, регенерацию гидроокиси кальция из трехкальциевого гидроалюмината и возврат ее на обработку среднемодульного алюминатного раствора, использование в качестве известьсодержащей добавки при автоклавном выщелачивании красного шлама суспензии измельченной смеси окиси и/или гидроокиси кальция и феррита натрия в высокомодульном растворе, автоклавное выщелачивание суспензии красного шлама в высокомодульном растворе с весовым отношением жидкое/твердое, равным 3-7, совместно с известьсодержащей добавкой из расчета получения среднемодульного раствора с молярным отношением Na2Oku/Al2O3, равным 7,5-9,5, регенерацию гидроокиси кальция из осадка трехкальциевого гидроалюмината в автоклавных условиях при температуре 205-240°С путем обработки высокомодульным алюминатным раствором с концентрацией Na2Oku, равной 240-280 г/дм3, и молярным отношением Na2Oku/Al2O3, равным 25-35 (патент RU №2193525, C01F 7/06, опубл. 27.11.2002 г.).

Данный способ гидрохимической переработки алюмосиликатного сырья имеет недостатки, связанные с технологией неустойчивой регенерации трехкальциевого гидроалюмината в Са(ОН)2, с режимом подготовки исходной известьсодержащей добавки и ее активации до ввода в сферу выщелачивания красного шлама, с режимом совмещенного синтеза феррита натрия и термической каустификации оборотной соды.

В основу изобретения положена задача, заключающаяся в повышении эффективности регенерации щелочи, глинозема и окиси железа из состава красного шлама, полученного при переработке бокситового сырья по способу Байера.

Техническим результатом является возможность полной безотходной утилизации красных шламов, отбираемых либо из потока действующего глиноземного производства, либо из шламовых хранилищ байеровских глиноземных заводов, с получением новой товарной продукции (гидроксида алюминия, щелоче-алюминатного раствора и/или кальцинированной соды и железо-кальциевого концентрата).

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в способе гидрохимической переработки алюмосиликатного сырья, включающем приготовление суспензий сырья в высокомодульном алюминатном растворе, автоклавное выщелачивание красных шламов ветви Байера в высокомодульном алюминатном растворе в присутствии известьсодержащей добавки, отделение гидрогранатного шлама от среднемодульного раствора, введение оборотной гидроокиси кальция в среднемодульный алюминатный раствор для выделения из него осадка трехкальциевого гидроалюмината и получения высокомодульного раствора, упарку высокомодульного раствора и возврат его на приготовление суспензий красного шлама и известьсодержащей добавки, регенерацию гидроокиси кальция из трехкальциевого гидроалюмината и возврат ее на обработку среднемодульного алюминатного раствора, использование в качестве известьсодержащей добавки при автоклавном выщелачивании красного шлама суспензии измельченной смеси окиси и/или гидроокиси кальция и феррита натрия в высокомодульном растворе, карбонизацию смеси среднемодульного раствора и утилизированного щелоче-алюминатного раствора, регенерацию гидроокиси кальция из осадка трехкальциевого гидроалюмината в автоклавных условиях путем обработки высокомодульным алюминатным раствором, вывод регенерированной массы оксида алюминия красного шлама ведут одновременно в двух состояниях, в твердом состоянии - в виде Al(ОН)3, в процессе карбонизации смеси 15-20% потока среднемодульного раствора и эквивалентной части потока утилизированного щелоче-алюминатного раствора и в жидком состоянии - в виде утилизированного щелоче-алюминатного раствора с каустическим отношением Na2O/Al2O3, равным 3,15-3,25 единиц, получаемого при автоклавном выщелачивании трехкальциевого гидроалюмината в содо-щелочном растворе с концентрацией Na2Оугл., равной 125-130 г/дм3, концентрацией Na2Oku, равной 22-24 г/дм3, и концентрацией Al2O3, равной 8,4-8,60 г/дм3.

Синтез активирующей добавки феррита натрия может быть проведен в печной установке при температуре 900-950°С посредством спекания исходной шихты с весовым отношением Na2O/Fe2О3, равным 0,387-0,388 единицы, составленной из железной окалины и/или пиритных огарков, с эквивалентным количеством смеси оборотных содовых растворов.

Автоклавное выщелачивание трехкальциевого гидроалюмината может быть проведено при температуре 180-185°С в течение 1,0-1,5 часа в содо-щелочном растворе при весовом отношении жидкой и твердой массы в начальной суспензии Ж/Т, равном 5,3-5,6.

Благодаря выводу регенерированной массы оксида алюминия красного шлама, который ведут одновременно в двух состояниях, в твердом состоянии - в виде Al(ОН)3, в процессе карбонизации смеси 15-20% потока среднемодульного раствора и эквивалентной части потока утилизированного щелоче-алюминатного раствора и в жидком состоянии - в виде утилизированного щелоче-алюминатного раствора с каустическим отношением Na2O/Al2O3, равным 3,15-3,25 единиц, получаемого при автоклавном выщелачивании трехкальциевого гидроалюмината в содо-щелочном растворе с концентрацией Na2Oyгл., равной 125-130 г/дм3, концентрацией Na2Oku, равной 22-24 г/дм3, и концентрацией Al2O3, равной 8,4-8,60 г/дм3, повышается эффективность регенерации щелочи, глинозема и окиси железа из состава красного шлама, полученного при переработке бокситового сырья по способу Байера. Это обеспечивает возможность полной безотходной утилизации красных шламов, отбираемых либо из потока действующего глиноземного производства, либо из шламовых хранилищ байеровских глиноземных заводов, с получением новой товарной продукции (гидроксида алюминия, щелоче-алюминатного раствора и/или кальцинированной соды и железо-кальциевого концентрата).

Вывод регенерированной массы Al2O3 через твердое состояние в форме Al(ОН)3 обуславливает снижение материальной нагрузки на всю технологическую линию гидрохимической ветви, включающую узел конверсии модуля раствора, фильтрации ТКГА, автоклавного выщелачивания ТКГА и обработки суспензии СаСО3 в новом маточном растворе. Получаемая при этом твердая гидроокись алюминия, обладающая высокой дисперсностью, минимальным содержанием диоксида кремния и оксида натрия, интенсивной белизной, является товарным продуктом широкого потребительского спроса на внешнем рынке. Она может быть использована, в наименее экономичном случае, в качестве активной мелкой затравки при производстве крупнозернистого глинозема в действующем байеровском цикле.

Направление потока среднемодульного раствора на полную карбонизацию в количестве менее 15% от всего объема СМР, получаемого при выщелачивании красного шлама по гидрогранатовой технологии, приводит к нарушению баланса по величине каустического модуля циркуляционного потока слабого высокомодульного раствора, который направляют на установку упаривания слабого раствора BMP.

Увеличение потока CMP на полную карбонизацию сверх 20% от всего объема среднемодульного раствора приводит к нарушению оптимального баланса концентраций щелочи, соды и глинозема в содо-щелочном растворе, направляемом на выщелачивание трехкальциевого гидроалюмината для перевода ТКГА в карбонат кальция.

Интервал каустических модулей утилизированного маточного раствора, обозначенный границами αку=3,15÷3,25 единицы, строго соответствует указанной выше величине потока СМР, направляемого на полную карбонизацию, и уровню вывода утилизированной массы Al2O3 в твердом состоянии. Получаемый новый маточный раствор αку=3,15÷3,25 включает в себя всю массу извлеченной щелочи красного шлама и утилизированной рыжей соды, а также содержит остаточную массу утилизированной окиси алюминия, выводимой в жидком состоянии.

Концентрация щелочи синтезируемого содо-щелочного раствора в обозначенных пределах Na2Oyгл.=125÷130 г/дм3 и Na2Oku=22÷24 г/дм3 определяется параметрами равновесной системы Na2O-Al2O3-CaO-H2O.

Указанные предельные значения гарантируют протекание процесса трансформации фазы ТКГА в СаСО3 при условии поддержания концентрации равновесной жидкой фазы в обозначенных границах.

Проведение синтеза активирующей добавки феррита натрия в печной установке при температуре 900-950°С посредством спекания исходной шихты с весовым отношением Na2O/Fe2O3, равным 0,387-0,388 единицы, составленной из железной окалины и/или пиритных огарков, с эквивалентным количеством смеси оборотных содовых растворов, способствует совмещению процесса преимущественного образования железистых гидрогранатов, создающих максимальный эффект при утилизации красного шлама, с процессом термической каустификации оборотной массы карбонатов натрия.

Границы температурного интервала синтеза активирующей добавки феррита натрия определяются параметрами существования конечных фаз в равновесной системе Na2CO3+Fe2O3. При обжиге двойной смеси соды и окиси железа в воздушном потоке процесс взаимодействия начинается при температуре 600°С и достигает максимального значения при температуре 897°С, когда упругость паров СO2 достигает максимума - 760 мм рт.ст. При обжиге такой смеси в газовом потоке продуктов горения углеводородного топлива, в котором присутствует кислород и азот, температурный уровень равновесия снижается на 47-50°С. Мера протекания процесса синтеза феррита натрия в таких условиях, в течение трех часов, характеризуется следующими данными:

температура обжига, °С, - 750 - 850 - 910 - 1000;

мера взаимодействия, %, - 60 - 88 - 100 - 100 (за 1 час).

Нижняя температурная граница синтеза феррита натрия, принимаемая в 900°С, обеспечивает необходимый показатель взаимодействия реагирующих масс, близкий к 100%.

Верхняя температурная граница синтеза феррита натрия, принимаемая в 950°С, гарантированно обеспечивает максимальный показатель взаимодействия, составляющий 100%, и при этом создает определенный резерв увеличения производительности оборудования за счет возможности сокращения времени нахождения исходного материала в реакционном пространстве печи.

Выход за пределы температуры 950°С не целесообразен как по причине повышения расхода топлива, так и в связи с возникновением условий для протекания реакции

Na2O·Fe2O3+Al2O3=Na2O·Al2O3+Fe2O3.

Эта реакция возможна в случае присутствия фазы Al2O3 в составе исходной шихты, и она становится определяющей при температуре 1000°С и выше.

При дозировании шихты на весовое отношение Na2O/Fe2O3 выше 0,388 единицы возникает избыток свободной щелочи, который в процессе термической каустификации соды приведет к потерям Na2O в виде щелочных возгонов в составе дымовых газов. При дозировке ниже 0,387 единицы появляется избыток свободной Fe2О3, который превращается в балласт при последующей переработке получаемого клинкера, что приводит к неоправданному увеличению расхода Fe-содержащего материала. Регулировку необходимого соотношения Na2O/Fe2O3 производят с помощью изменяемого потока содового раствора, получаемого при полной карбонизации среднемодульного раствора.

Проведение автоклавного выщелачивания трехкальциевого гидроалюмината при температуре 180-185°С в течение 1,0-1,5 часа в содо-щелочном растворе при весовом отношении жидкой и твердой массы в начальной суспензии Ж/Т, равном 5,3-5,6, способствует осуществлению процесса регенерации окиси кальция, окиси алюминия и кристаллогидратной воды с достижением безвозвратного и полного перехода СаО в твердую фазу СаСО3 и перехода Al2O3 и Н2O в жидкую фазу получаемого щелоче-алюминатного раствора.

Нижняя температура содового выщелачивания, составляющая величину 180°С, обеспечивает достижение предельного уровня фазового перехода из поля ТКГА в поле СаСО3, в соответствии с диаграммой равновесия в системе Na2O-CaO-CO2-Al2O3-H2O. Мера завершенности процесса определяется минимизацией содержания углекислого натрия в жидкой фазе выщелоченной суспензии.

Верхняя температура содового выщелачивания ограничена величиной 185°С с целью создания некоторого запаса на компенсацию возможных колебаний концентрационного режима выщелачивания.

Минимальное время содового выщелачивания исходной суспензии, которое адекватно времени нахождения нагретой суспензии в реакционном автоклаве, принято равным одному часу, поскольку все исходные параметры равновесной системы были получены при такой экспозиции лабораторного эксперимента.

Максимальное время выщелачивания выбрано также из соображений создания запаса на компенсацию возможных корреляций технологического режима.

Весовое отношение жидкой и твердой фазы исходной суспензии ТКГА в содо-щелочном растворе тесно связано с необходимостью поддержания низкого уровня суммарной концентрации Na2Oyгл.+Na2Oku в начальной жидкой фазе, которая не должна быть выше 147-154 г/дм3. Основная составляющая жидкой фазы - техническая вода.

Нижний предел весового отношения исходной суспензии выбран на уровне 5,3 единицы, и обоснован он оптимальным составом регламента, который обеспечивает необходимый уровень низкой концентрации щелочи. Но вместе с тем он обуславливает поддержание максимальной производительности автоклавной установки по исходной сырой пульпе.

Верхний предел величины Ж/Т, равный 5,6 единицы, соответствует условиям соблюдения требований по поддержанию нижнего допустимого уровня концентрации щелочей в исходной суспензии ТКГА.

Способ гидрохимической переработки алюмосиликатного сырья осуществляется следующим образом.

В первой части полного технологического цикла используют классический способ Байера, где перерабатывают низкокачественный боксит, масс.%: Al2O3=48,00; SiO2=12,00; Fe2O3=10,00; ТiO2=2,50; CaO=0,80; CO2=0,63; п.п.п. = 25,41; прочие = 0,66; влажность = 15%.

Из 1,9342 тонны сухого боксита получают 1,00 тонну красного шлама, 7,50 м3 алюминатного раствора (Na2Oku=142,0 г/дм3; Al2O3=150,0 г/дм3) и 63,1 кг оборотной «рыжей» соды (Na2Oобщ=10,36 кг; Аl2Oз=0,65 кг).

Во второй части технологического цикла осуществляют переработку красного шлама по данному изобретению, при этом извлеченные из шлама всю окись натрия и часть окиси алюминия возвращают в первую часть цикла в виде алюминатного раствора, а оставшуюся часть Al2O3 возвращают в виде твердой гидроокиси алюминия.

Берут 1 тонну сухого красного шлама, содержащего Al2O3=236,8 кг; SiO2=232,4 кг; Fe2O3=193,5 кг; ТiO2=48,4 кг; СаО=50,9 кг; СO2=6,8 кг; Н2Окр.=73,3 кг; Na2Oобщ=145,1 кг; прочие = 12,8 кг, а также 0,48 м3 жидкой фазы, содержащей Na2Ообщ=8,4 кг и Al2O3=7,7 кг, смешивают с высокомодульным раствором (Na2Oку=250,0 г/дм3, αку=30 единиц) в количестве 3,74 м3. Полученную суспензию выдерживают в мешалке в течение 15 минут и затем подают на смешивание с известково-клинкерной суспензией в другой мешалке.

Рыжую соду из ветви Байера смешивают с оборотной массой карбонатов натрия гидрохимической ветви переработки красного шлама (Na2Oобщ=28,2 кг; СO2=20,0 кг) и с 148,3 кг железосодержащего материала (железная окалина; Fe2O3=95%; прочие = 5%); в полученную смесь добавляют содовый раствор (Na2Oyгл.=130 г/дм3; СO2=92 г/дм3) из отделения карбонизации среднемодульного раствора в количестве 0,068 м3. Полученную шихту с влажностью 40% подают во вращающуюся печь с целью термической каустификации соды при температуре 925°С, которую осуществляют посредством синтеза железистого клинкера, содержащего феррит натрия Na2Fe2O4 в количестве 96,3%.

Натрий-ферритный клинкер в количестве 202,9 кг (Fe2О3=140,9 кг; Na2O=54,6 кг; прочие = 7,4 кг) смешивают с известковым молоком (содержание Са(ОН)2=280 г/дм3) в количестве 1,85 м3 и с высокомодульным раствором (Na2Оку=250,0 г/дм3 и αку=30 единиц) в количестве 1,0 м3. Полученную смесь подвергают мокрому размолу в шаровой мельнице, после чего мельничную пульпу, содержащую трехкальциевый гидроферрит 3CaO·Fe2O3·6H2O и гидроокись кальция Са(ОН)2, направляют в сборную мешалку на смешивание с активированной суспензией красного шлама.

Общий поток шламо-известково-клинкерной суспензии в количестве 7,93 м3 подвергают выщелачиванию при температуре 235°С в течение 1 часа в автоклавной установке, составленной из рекуперативного пульпо-пульпового теплообменника и автоклавов стандартного типа, обогреваемых водяным паром, с давлением 3,2 МПа.

Гидрогранатный шлам в количестве 1294,1 кг (Al2O3=84,6 кг; SiO2=235,6 кг; Fe2O3=335,2 кг; ТiO2=48,4 кг; СаО=442,0 кг; СO2=0,34 кг; Н2Окр.=120,1 кг; Na2Oобщ=7,25 кг; прочие = 20,6 кг) отделяют от жидкой фазы, промывают водой, фильтруют и выводят на реализацию или на хранение на сухом шламовом поле.

Среднемодульный раствор (СМР) в количестве 7,48 м3 (Na2Oку=180 г/дм3; Al2O3=29,6 г/дм3; молярное отношение = 10,0 единиц) делят на два потока, раздельно - на узел конверсии и на узел карбонизации. Раствор в количестве 6,35 м3 (85%) направляют в мешалки-конверторы, куда вводят известковое молоко (содержание Са(ОН)2=280 г/дм3) в количестве 0,94 м3. При длительной выдержке пульпы при температуре 60÷80°С и непрерывном перемешивании в конечной суспензии устанавливается равновесное состояние, при котором вся регенерированная окись алюминия красного шлама переходит в твердую фазу, в виде трехкальциевого гидроалюмината (ТКГА).

Суспензию ТКГА в количестве 8,42 м3 подвергают фильтрации в промывочном режиме, при которой отделяют влажный осадок. Жидкую фазу, представляющую собой слабый высокомодульный раствор (BMP) с молярным отношением, равным 30 единицам, подвергают концентрирующей выпарке до содержания Na2Oку=250 г/дм3. Среднемодульный раствор в количестве 1,13 м3 (15%) направляют на узел карбонизации смеси СМР и оборотного щелоче-алюминатного раствора с целью получения содо-щелочного раствора.

Влажный кек ТКГА в количестве 457,9 кг в пересчете на сухое вещество (СаО=203,5 кг; Al2O3=123,6 кг) репульпируют содо-щелочным раствором (Na2Oyгл.=128 г/дм3; Na2Oку=23 г/дм3; Al2O3=8,5 г/дм3) в количестве 2,49 м3. Полученную пульпу подвергают гидрохимической обработке при температуре 180°С в течение 1,5 часов в автоклавной установке, составленной из рекуперативного пульпо-пульпового теплообменника и автоклавов стандартного типа. После установления равновесного состояния вся масса ТКГА трансформируется в карбонат кальция СаСО3, с переводом окиси алюминия и кристаллогидратной воды в жидкую фазу, при соответствующем переходе Na2СО3 в Na2Oku в жидком состоянии.

Выщелоченную суспензию СаСО3 подвергают фильтрации в промывочном режиме; влажный карбонатный кек в количестве 363 кг сухой массы направляют на узел обжига известняка, а жидкую фазу в виде маточного раствора (Na2Oку=120,24 г/дм3; Na2Oyгл.=9,83 г/дм3; Al2O3=62,01 г/дм3; αку=3,19 единицы) в количестве 2,29 м3 делят на два потока. Одна часть потока, соответствующая количеству регенерированной массы щелочи красного шлама и каустифицированной массе оборотной соды (Na2Oобщ.=138 кг), в количестве 1,06 м3 направляется в байеровский цикл для прямого использования. Другая часть потока маточного раствора в количестве 1,23 м3 подается на узел карбонизации среднемодульного раствора.

Смесь жидких фаз СМР и маточного раствора (Na2Оку=148,4 г/дм3; Na2Oyгл.=11,3 г/дм3; Al2O3=46,4 г/дм3) в количестве 2,35 м3 направляют в карбонизаторы стандартного типа, где осуществляют барботирование раствора СO2-содержащими газами (компрессированные дымовые газы из печей обжига известняка и из печной установки термической каустификации оборотной соды) до заданного состояния содо-щелочного раствора и установленного каустического отношения. Процесс карбонизации завершают при достижении каустического модуля жидкой фазы 4,45 единицы. Полученную гидратную пульпу фильтруют под вакуумом в промывочном режиме. Твердую гидроокись алюминия в количестве 134,7 кг Al(ОН)3 направляют в байеровскую ветвь в качестве затравки или выставляют на реализацию, а жидкую фазу (Na2Oку=23 г/дм3; Na2Oyгл.=128 г/дм3; Al2O3=8,50 г/дм3; αку=4,45) в количестве 2,19 м3 направляют на узел регенерации ТКГА автоклавным способом.

Таким образом, данный способ гидрохимической переработки алюмосиликатного сырья позволяет осуществить эффективную переработку низкосортного бокситового сырья по безотходной утилизации байеровских красных шламов при обеспечении повышения рентабельности производства 1 тонны глинозема, с расширением сырьевой базы глиноземного производства, с обеспечением экологической защиты окружающей среды и ликвидацией шламовых полей при хранении промышленных отходов.

1. Способ гидрохимической переработки алюмосиликатного сырья, включающий приготовление суспензий сырья в высокомодульном алюминатном растворе, автоклавное выщелачивание красных шламов ветви Байера в высокомодульном алюминатном растворе в присутствии известьсодержащей добавки, отделение гидрогранатного шлама от среднемодульного раствора, введение оборотной гидроокиси кальция в среднемодульный алюминатный раствор для выделения из него осадка трехкальциевого гидроалюмината и получения высокомодульного раствора, упарку высокомодульного раствора и возврат его на приготовление суспензий красного шлама и известьсодержащей добавки, регенерацию гидроокиси кальция из трехкальциевого гидроалюмината и возврат ее на обработку среднемодульного алюминатного раствора, использование в качестве известьсодержащей добавки при автоклавном выщелачивании красного шлама суспензии измельченной смеси окиси и/или гидроокиси кальция и феррита натрия в высокомодульном растворе, карбонизацию смеси среднемодульного раствора и утилизированного щелоче-алюминатного раствора, регенерацию гидроокиси кальция из осадка трехкальциевого гидроалюмината в автоклавных условиях путем обработки содо-щелочным раствором, отличающийся тем, что вывод регенерированной массы оксида алюминия красного шлама ведут одновременно в двух состояниях, в твердом состоянии - в виде Al(ОН)3, в процессе карбонизации смеси 15-20% потока среднемодульного раствора и эквивалентной части потока утилизированного щелоче-алюминатного раствора и в жидком состоянии - в виде утилизированного щелоче-алюминатного раствора с каустическим отношением Na2O/Al2O3, равным 3,15-3,25 единиц, получаемого при автоклавном выщелачивании трехкальциевого гидроалюмината в содо-щелочном растворе с концентрацией Na2Oyгл., равной 125-130 г/дм3, концентрацией Na2Oku, равной 22-24 г/дм3, и концентрацией Al2O3, равной 8,4-8,60 г/дм3.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что синтез активирующей добавки феррита натрия ведут в печной установке при температуре 900-950°C посредством спекания исходной шихты с весовым отношением Na2O/Fe2O3, равным 0,387-0,388 единицы, составленной из железной окалины и/или пиритных огарков, с эквивалентным количеством смеси оборотных содовых растворов.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что автоклавное выщелачивание трехкальциевого гидроалюмината ведут при температуре 180-185°C в течение 1,0-1,5 ч в содо-щелочном растворе при весовом отношении жидкой и твердой массы в начальной суспензии Ж/Т, равном 5,3-5,6.



 

Похожие патенты:

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.
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.
Изобретение относится к области цветной металлургии. .

Изобретение относится к области цветной металлургии. .
Изобретение относится к области цветной металлургии. .
Изобретение относится к области химии. .
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии производства глинозема из глиноземсодержащего сырья. .
Изобретение относится к области химии и гидрометаллургии и может быть использовано в производстве глинозема из нефелинов и низкосортных бокситов методом спекания.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано в глиноземном производстве в процессе разложения алюминатных растворов. .
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения оксида алюминия в процессе Байера включает добавление одного или более полисахаридов, один из которых представляет собой склероглюкан, в раствор потока текучей среды указанного процесса на стадии осаждения тригидрата оксида алюминия.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения оксида алюминия в процессе Байера включает добавление одного или более чем одного сшитого полисахарида в количестве от 0,1 до 100 частей на миллион к раствору указанного процесса на стадии осаждения тригидрата оксида алюминия.
Изобретение относится к металлургии, а именно к переработке красного шлама - отхода глиноземного производства переработки бокситов щелочным способом Байера. Способ извлечения оксида алюминия из красного шлама включет автоклавное выщелачивании красного шлама при температуре 230-260°С и давлении 21-26 МПа в присутствии гидроксида кальция в щелочном растворе, при этом в исходный красный шлам вводят гидроксид кальция в количестве 2,5-5,0% от массы исходного шлама и 40%-ный раствор NaOH до получения соотношения Ж:Т=1,5÷2,8:1; после автоклавного выщелачивания полученную пульпу охлаждают до 80-120°C, затем добавляют 10%-ный раствор NaOH или воды до получения соотношения Ж:Т не менее 5:1 и выдерживают при перемешивании не менее 1 часа, после чего фильтруют.

Изобретение относится к производству глинозема в ходе процесса Байера. Способ удаления кремнезема в ходе процесса Байера включает добавление промотирующего агента в технологическую среду производства глинозема, образование кремнеземсодержащего осадка и удаление его из технологической среды производства глинозема.
Изобретение относится к удалению взвешенных твердых частиц в процессах варки бокситовых руд. Предложен способ флоккуляции, включающий взаимное перемешивание кремнийсодержащего полимерного флоккулянта с технологическим потоком процесса варки бокситовой руды в количестве, эффективном для того, чтобы флоккулировать, по меньшей мере, часть взвешенных в нем твердых частиц по меньшей мере, одного типа, выбранных из алюмосиликата кальция, силиката кальция, титаната кальция, диоксида титана и их смесей.

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.
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.
Изобретение относится к области цветной металлургии. .

Изобретение относится к области цветной металлургии. .
Изобретение относится к области цветной металлургии. .

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