СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ГЛИНОЗЕМСОДЕРЖАЩЕГО СПЕКА Российский патент 1994 года по МПК C01F7/06 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности технологии производства глинозема.

Наиболее близким является способ переработки глиноземсодержащего спека, включающий агитационное выщелачивание спека содощелочным раствором и крепкой промводой путем мокрого размола спека и репульпационной обработки шлама с получением пульпы, разделения пульпы на алюминатный раствор и сгущенный шлам, многократную противоточную промывку шлама с получением крепкой промводы и промывного шлама, возврат крепкой промводы на агитационное выщелачивание, а промытого шлама на цементное производство, обескремнивание алюминатного раствора, разложение его с получением гидрооксида алюминия, карбонатного раствора, подаваемого на выделение содопродуктов и содощелочного раствора, направляемого на агитационное выщелачивание [1].

Целью изобретения является увеличение извлечения окиси алюминия и щелочи из спека и снижение содержания оксида кремния в гидроксиде алюминия.

Цель достигается тем, что в способе переработки глиноземсодержащего спека, включающем агитационное выщелачивание спека содощелочным раствором и крепкой промводой путем мокрого размола спека и репульпационной обработки шлама с получением пульпы, разделенные пульпы на алюминатный раствор и сгущенный шлам, многократную противоточную промывку шлама водой с получением крепкой промводы и промытого шлама, возврат крепкой промводы на агитационное выщелачивание, а промытого шлама на цементное производство, обескремнивание алюминатного раствора, разложение его с получением гидроксида алюминия, карбонатного раствора, направляемого на выделение содопродуктов и содощелочного раствора, направляемого на агитационное выщелачивание. На мокрый размол спека направляют 60-100% содощелочного раствора при отношении объемных расходов содощелочоного раствора и крепкой промводы соответственно 1: (0,2-1,2), а остальную часть растворов подают на репульпационную обработку шлама.

Сущность разработанного способа заключается в том, что за счет преимущественной подачи содощелочного раствора на мокрый размол спека обеспечивается увеличение концентрации карбонатной щелочи в жидкой фазе пульпы, происходит связывание в кальцит оксида кальция, образующегося при разложении двухкальциевого силиката, уменьшается величина вторичных потерь оксида алюминия и щелочи в процессе выщелачивания. Кроме того, за счет повышения степени каустификации соды в растворе снижается содержание карбонатов в алюминатном растворе, поступающем на глубокое обескремнивание, что определяет повышение активности известкового молока, снижение содержания оксида кремния в алюминатном растворе и в гидроксиде алюминия.

При соотношении объемных расходов содощелочного раствора и крепкой промводы, подаваемых в мельницу, равном 1 к 0,2, что соответствует подаче в мельницу только содощелочного раствора, обеспечиваются максимальная концентрация углекислой щелочи и максимальная концентрация алюминатного раствора. При изменении указанного отношения до 1:(0,2-1,2) несколько снижается концентрация углекислой щелочи и алюминатного раствора, при этом обеспечиваются максимальная каустификация и минимальная величина вторичных потерь Al₂O₃ в процессе выщелачивания спека. При дальнейшем увеличении указанного отношения до 1:(1,2-1,5) происходит снижение концентрации жидкой фазы, уменьшается степень каустификации алюминатного раствора и возрастают вторичные потери Al₂O₃. При дальнейшем увеличении указанного соотношения до 1: (1,5-2,0) (и более) происходит резкое снижение степени каустификации раствора и возрастают вторичные потери Al₂O₃.

Таким образом установленный интервал соотношений объемного расхода содощелочного раствора и крепкой промводы, подаваемых в мельницу при мокром размоле спека, составляющий 1:(0,2-1,2), является наиболее рациональным, соответствует максимальной степени каустификации раствора и минимальной величине вторичных потерь оксида алюминия.

Разработанный способ включает следующие операции. В мельницу мокрого размола подают спек, 60-100% содощелочного раствора и 0-40% крепкой промводы при соотношении их расходов 1:(0,2-1,2), для поддержания отношения Ж:Т ≈1,5-2. Пульпу после размола репульпируют, подавая на репульпацию остальную часть содощелочного раствора и крепкой промводы для получения Ж:Т ≈4, а затем подвергают сгущению для отделения алюминатного раствора от шлама. Алюминатный раствор направляют на обескремнивание и декомпозицию для получения глинозема и содощелочного раствора, возвращаемого на выщелачивание. Шлам промывают водой для получения крепкой промводы, также используемой при выщелачивании спека.

Разработанный способ включает направление содощелочного раствора преимущество на размол спека, а крепкой промводы преимущественно на репульпационную обработку шлама. Это обеспечивает осуществление процесса выщелачивания, который в основном происходит при мокром размоле спека, при высокой концентрации соды (углекислой щелочи) в жидкой фазе. За счет этого возрастает степень каустификации соды, образуется кальций при разложении двухкальциевого силиката, снижается величина вторичных потерь оксида алюминия, уменьшается концентрация углекислой щелочи в алюминатном растворе, что определяет повышение глубины обескремнивания и повышение качества глинозема, снижается содержание углекислой щелочи в жидкой фазе промытого шлама, что определяет увеличение извлечения щелочи из спека.

Изменение распределения потоков содощелочного раствора и крепкой промводы с подачей на мокрый размол спека преимущественно содощелочного раствора является новым способом, не известным ранее в заявленных способах и патентах, включает использование нового технического приема и достижение значительного технологического эффекта, поэтому соответствует критерию "Существенные отличия".

П р и м е р. На выщелачивание поступает 1 т нефелинового спека, 1 м³ содощелочного раствора, содержащего 25 г/л Al₂O₃, 24 г/л Na₂O_y ,α_k = 3,2 и 1,7 м³ крепкой промводы, содержащей 40 г/л Al₂O₃, 5 г/л Na₂O_y, α_k = 1,55.

В известном способе на размол спека подается весь содощелочный раствор и вся крепкая промвода. При этом получают степень каустификации соды в процессе выщелачивания 30% и 19 м³ алюминатного раствора, содержащего 85 г/л Al₂O₃, 16 г/л Na₂O_y α_k = 1,48, 2,8 г/л SiO₂. Извлечение из спека составляет 84% Al₂O₃, 85% Na₂O_об. При переработке алюминатного раствора, включая обескремнивание с использованием 3,8 г/л СаО_акт, получают глинозем, содержащий 0,04% SiO₂.

В разработанном способе основную часть содощелочного раствора и крепкой промводы подают в мельницу и репульпатор (после мельниц) соответственно.

Технологические параметры процесса приведены в таблице.

Разработанный способ обеспечивает увеличение извлечения из спека на 0,3-2% Al₂O₃ и Na₂O_об, снижение содержания оксида кремния в глиноземе на 0,005-0,02%.

Использование: в глиноземном производстве. Сущность: глиноземсодержащий спек подвергают агитационному выщелачиванию содощелочным раствором и крепкой промводой путем мокрого размола спека и репульпационной обработки шлама с получением пульпы. Пульпу разделяют на алюминатный раствор и сгущенный шлам. Сгущенный шлам подвергают многократной противоточной промывке с получением крепкой промводы и промывного шлама. Крепкую промводу возвращают на агитационное выщелачивание, а промытый шлам направляют на цементное производство. Алюминатный раствор обескремнивают и подвергают разложению с получением гидроксида алюминия, карбонатного раствора, подаваемого на выделение содопродуктов и получение содового раствора, направляемого на агитационное выщелачивание. На мокрый размол подают 60 - 100% содощелочного раствора при объемном отношении расходов содощелочного раствора и крепкой промводы соответственно 1 :(0,2 - 1,2), а остальную часть растворов подают на репульпационную обработку шлама. 1 табл.

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ГЛИНОЗЕМСОДЕРЖАЩЕГО СПЕКА, включающий агитационное выщелачивание спека содощелочным раствором и крепкой промводой путем мокрого размола спека и репульпационной обработки шлама с получением пульпы, разделение пульпы на алюминатный раствор и сгущенный шлам, многократную противоточную промывку шлама с получением крепкой промводы и промывного шлама, возврат крепкой промводы на агитационное вышелачивание, а промытого шлама на цементное производство, обескремнивание алюминатного раствора, разложение обескремненного раствора с получением гидроксида алюминия, карбонатного раствора, подаваемого на выделение содопродуктов, и получение содового раствора направляемого на агитационное выщелачивание, отличающийся тем, что, с целью увеличения извлечения оксида алюминия и щелочи из спека и снижения содержания оксида кремния в гидроксиде алюминия, на мокрый размол спека подают 60 - 100% содощелочного раствора при объемном соотношении расходов содощелочного раствора и крепкой промводы соответственно 1 : 0,2 - 1,2, а остальную часть растворов подают на репульпационную обработку шлама.