СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БОКСИТА Российский патент 1997 года по МПК C01F7/06 

Изобретение относится к области производства глинозема, конкретно к выщелачиванию боксита и упарке маточного раствора.

Известен способ предотвращения зарастания поверхности нагрева выпарных аппаратов глиноземного производства за счет покрытия трубок полиэтиленом и другими смолами [1]
Недостатком этого способа является:
снижение теплопередачи из-за плохой теплопроводности полиэтилена;
большие капитальные затраты на покрытие трубок полиэтиленом;
низкая стойкость покрытий от абразивного воздействия твердых частичек в растворе.

Известен ингибитор накипеобразования [2] заключающийся в применении жидких полимеров на основе кремнеорганических соединений в качестве пленкообразующего ингибитора, контактирующего с кристаллизирующимися щелочными растворами.

Недостатками этого способа предотвращения образования накипи являются значительные затраты на непрерывный ввод ингибитора и загрязнение раствора.

Наиболее близким по технической сущности является способ переработки боксита по способу Байера [3]
По этому способу производится последовательно нагрев оборотного раствора и боксита, выщелачивание боксита, сгущение пульпы, после которого полученный раствор алюминатного раствора подвергается декомпозиции с получением гидроксида алюминия и слабого маточного раствора, который подвергается нагреву и упарке с получением оборотного раствора, возвращаемого на выщелачивание, а сгущенный красный шлам после промывки выводится из процесса на шламовое поле.

Недостатками этого способа является образование алюмосиликата, приводящего к интенсивному зарастанию поверхностей нагрева теплообменников, аппаратов выпарки и выщелачивания и значительным затратам на чистку оборудования и капитальным затратам на установку теплообменных аппаратов из-за снижения теплопередачи и резервных батарей на время чистки. Частые остановки батарей на чистку вызывают дополнительные затраты тепла на разогрев оборудования и нагрев раствора.

Задача состояла в создании способа переработки боксита с получением более высокого по сравнению с известными технического результата, а именно интенсификации процессов теплообмена за счет образования в растворах развитой поверхности в виде частичек используемого красного шлама для отвлечения осаждения накипи от поверхности аппаратов на частички шлама и турбулизации потока частичками шлама, что позволит снизить капитальные затраты на установку дополнительного оборудования, трудозатраты и расход кислоты на чистку оборудования, а также расход пара на пусковые операции установок.

Сущность способа заключается в том, что в способе переработки боксита, включающем нагрев оборотного раствора и боксита, выщелачивание, сгущение пульпы с получением алюминатного раствора и красного шлама, декомпозиции алюминатного раствора с получением гидроксида алюминия и маточного раствора, нагрев и упаривание маточного раствора с получением оборотного раствора, направляемого на выщелачивание боксита, часть красного шлама направляют на нагрев и упаривание маточного раствора в количестве, обеспечивающем содержание твердого в маточном растворе 5 25 г/л.

По этому способу часть пульпы красного шлама в количестве, обеспечивающем содержание твердой фазы в маточном растворе 5 25 г/л перекачивается насосом после сгущения шлама или после сгущения промытого шлама в мешалку маточного раствора перед нагревом и упаркой в пределе выпарки.

Снижение содержания твердой фазы менее 5 г/л в маточном растворе нецелесообразно из-за снижения эффективности процесса, а увеличение содержания твердой фазы более 25 г/л не оправдывает дополнительные затраты на увеличение оборота шлама в связи с отсутствием дальнейшего значительного снижения зарастания.

Пример конкретного осуществления.

В мешалку маточного раствора перед нагревом в трубчатом теплообменнике и упаркой раствора в выпарных аппаратах и сепараторе был направлен красный шлам из расчета содержания в растворе 15 г/л твердого. Практически содержание твердой фазы в растворе за время работы в течение месяца колебалось в пределах 5 20 г/л.

Осмотр поверхности нагрева теплообменника и выпарного аппарата после месяца испытаний выявил полное исключение образования накипи алюмосиликата на греющих трубках.

Во время работы начальный коэффициент теплопередачи в теплообменнике на чистых трубках увеличился с 780 до 950 ККал/м²•^oC•ч и оставался неизменным в течение месячного периода испытаний.

Указанные в формуле пределы содержания твердой фазы красного шлама в маточном растворе оказались достаточными для исключения выпадения накипи алюмосиликата на трубках, а возможность исключения образования накипи при колебаниях содержания твердой фазы в растворе позволит со снижением образования накипи в теплообменнике осуществить процесс при простой дозировке шлама без специальных дозировочных аппаратов и непрерывного контроля.

Таким образом, совокупность признаков показывает возможность осуществления заявленного решения для исключения образования накипи на поверхности теплообмена в способе переработки боксита, производства глинозема.

Использование: в цветной металлургии в способе переработки боксита производства глинозема. Сущность: нагревают оборотный раствор и боксит, затем боксит выщелачивают, полученную пульпу сгущают, при этом получают алюминатный раствор и красный шлам. Алюминатный раствор подвергают декомпозиции. Полученный гидроксид алюминия отделяют от маточного раствора. Маточный раствор нагревают и упаривают. При этом красный шлам направляют на нагрев и упаривание маточного раствора в количестве, обеспечивающем содержание твердой фазы в маточном растворе 5 - 25 г/л. Полученный после упаривания оборотный раствор направляют на выщелачивание боксита.

Способ переработки боксита, включающий нагрев оборотного раствора и боксита, выщелачивание, сгущение пульпы с получением алюминатного раствора и красного шлама, декомпозицию алюминатного раствора с получением гидроксида алюминия и маточного раствора, нагрев и упаривание маточного раствора с получением оборотного раствора, направляемого на выщелачивание боксита, отличающийся тем, что часть красного шлама направляют на нагрев и упаривание маточного раствора в количестве, обеспечивающем содержание твердой фазы в маточном растворе 5 25 г/л.