СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БОКСИТОВ Российский патент 2004 года по МПК C01F7/06 

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано в производстве глинозема по способу Байера.

Известно, что органические примеси влияют на концентрационные режимы технологического цикла Байера /"Trav. Corn. Int. etude bauxite, alumina et alum.", 1983, 13, №18, 345-351/.

Известны способы переработки боксита на глинозем по способу Байера, в которых для уменьшения вредного влияния органических примесей предлагаются различные приемы очистки технологических растворов / Франция №2566382 от 25.06.84; Франция №2686872 от 05.02.1992; США №5093092 от 28.02.1991/.

Однако большинство из них не применяются из-за их низкой эффективности и высоких затрат на очистку.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения глинозема из бокситов по способу Байера, включающий обработку боксита оборотным щелочным раствором, нагрев полученной пульпы и ее выщелачивание при температуре 140-250°С, разбавление крепкой пульпы, отделение алюминатного раствора от нерастворимого остатка, промывку шлама водой, подачу промводы после промывки шлама на разбавление крепкой пульпы, охлаждение алюминатного раствора и его декомпозицию с получением гидроксида алюминия и маточного раствора, упаривание маточного раствора с получением оборотного щелочного раствора (А.И.Лайнер и др. Производство глинозема. 2-е изд. Металлургия, 1978, стр. 62-63). Этот способ является ближайшим аналогом.

Недостатком указанного и других способов является низкая эффективность процесса при переработке бокситов с высоким содержанием растворимых в щелочных растворах органических примесей, которые накапливаются в циркулирующих щелочных растворах и существенно снижают эффективность способа Байера.

В основе изобретения лежит физическая закономерность: органические примеси ускоряют процесс выщелачивания боксита и замедляют процесс декомпозиции алюминатного раствора.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение эффективности оборота щелочных растворов в способе Байера.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе переработки бокситов, включающем измельчение боксита, обработку боксита оборотным щелочным раствором, нагрев полученной пульпы и ее выщелачивание при темперабтуре 140-250°С и концентрации Na₂O_k 150-260 г/л, разбавление крепкой пульпы до концентрации Na₂O_k 120-160 г/л, отделение алюминатного раствора от шлама, промывку шлама водой, подачу промводы после промывки шлама на разбавление алюминатного раствора, охлаждение алюминатного раствора и его декомпозицию с получением гидроксида алюминия и маточного раствора, упаривание маточного раствора с получением оборотного щелочного раствора, разбавление крепкой пульпы ведут в зависимости от концентрации органического углерода (С_орг) в алюминатном растворе, поступающем на декомпозицию, при этом, если отношение С_орг/Na₂O_k меньше 0,06 концентрацию Na₂O_k в разбавленной пульпе поддерживают в пределах 140-160 г/л, если отношение С_орг/Na₂O_k больше 0,06 концентрацию Na₂O_k поддерживают в пределах 120-140 г/л.

При снижении температуры в автоклавах ниже 140°С извлечение глинозема из боксита снижается за счет уменьшения растворимости трудно вскрываемых форм гидроксида алюминия (бемит, диаспор, алюмогетит и др.). Повышение температуры выше 250°С нецелесообразно и, как правило, определяется техническими возможностями (давление греющего пара, конструкция автоклавов и т.д.).

При отношении С_орг/Na₂O_k меньше 0,06 повышение концентрации алюминатного раствора выше 160 г/л нецелесообразно из-за снижения эффективности декомпозиции, вызванной замедлением скорости кристаллизации, снижение концентрации алюминатного раствора ниже 140 г/л нецелесообразно, так как так как в этой области органические примеси практически не влияют на производительность декомпозиции.

При отношении С_орг/Na₂O_k больше 0,06 повышение концентрации алюминатного раствора выше 140 г/л нецелесообразно из-за снижения эффективности декомпозиции, вызванной замедлением скорости кристаллизации, снижение концентрации алюминатного раствора ниже 120 г/л нецелесообразно, так как в этой области органические примеси практически не влияют на производительность декомпозиции. Пример конкретного осуществления.

Пример 1.

Гвинейский боксит состава, мас.%: 48,0 Al₂O₃; 2,10 SiO₂, в количестве 221,8 г подвергли размолу на промышленном оборотном щелочном растворе объемом 1000 мл с концентрацией Na₂O_k - 210г/л, Al₂О₃ -130,5 г/л и С_орг. - 20,5 г/л, отношение С_орг./Na₂O_k - 0,098. Полученную пульпу выщелочили при температуре 230°С, крепкую пульпу разбавили промводой от промывки шлама до концентрации Na₂O_k в жидкой фазе 130,5 г/л, отделили красный шлам (с последующей его промывкой) от алюминатного раствора. Алюминатный раствор с концентрация Na₂O_k 130 г/л, Аl₂O₃ - 138,8 г/л подвергли декомпозиции с выделением гидроксида алюминия. Степень разложения алюминатного раствора составила 52%. Извлечение глинозема из боксита составило 92,4%, удельный съем с 1 м³ на декомпозиции составил 72,2 кг/м³. Расчетный расход энергии на 1т Аl₂O₃ - 2,3 Гкал/т.

Пример 2.

Гвинейский боксит состава, мас.%: 48,0 Al₂O₃; 2,10 SiO₂, в количестве 221,8 г подвергли размолу на промышленном оборотном щелочном растворе объемом 1000 мл с концентрацией Na₂O_k - 210 г/л, Al₂О₃ - 130,5 г/л и С_орг. - 10,5 г/л, отношение С_орг./ Na₂O_k - 0,05. Полученную пульпу выщелочили при температуре 230°С, крепкую пульпу разбавили промводой от промывки шлама до концентрации Na₂O_k в жидкой фазе 150,5 г/л, отделили красный шлам (с последующей его промывкой) от алюминатного раствора. Алюминатный раствор с концентрация Na₂O_k 150,0 г/л, Al₂O₃ - 160,2 г/л подвергли декомпозиции с выделением гидроксида алюминия. Степень разложения алюминатного раствора составила 47,5%. Извлечение глинозема из боксита составило 91,4%, удельный съем с 1 м³ на декомпозиции составил 76,1 кг/м³. Расчетный расход энергии на 1 т Al₂O₃-2,0 Гкал/т.

По сравнению с прототипом на декомпозиции повысились глубина разложения на 5,5-10,0% и удельный съем на 2,9-6,8 кг/м³, на выщелачивании извлечение возросло на 2-3%, а также уменьшился расход тепла на 11,5-23,0%.

Изобретение относится к области цветной металлургии, конкретно к переработке бокситов, содержащих значительное количество органических примесей. Способ переработки бокситов, содержащих растворимые в щелочах органические примеси, включает измельчение боксита, обработку оборотным щелочным раствором, нагрев полученной пульпы и ее выщелачивание при температуре 140-250°С и концентрации Na₂O_k 140-260 г/л, разбавление крепкой пульпы до концентрации Na₂O_k 120-160 г/л, отделение алюминатного раствора от шлама, промывку шлама водой, подачу промводы после промывки шлама на разбавление алюминатного раствора, охлаждение алюминатного раствора и его декомпозицию с получением гидроксида алюминия и маточного раствора, упаривание маточного раствора с получением оборотного щелочного раствора. Разбавление крепкой пульпы ведут в зависимости от концентрации органического углерода (С_орг) в алюминатном растворе, поступающем на декомпозицию, при этом, если отношение С_орг/Na₂O_k меньше 0,06, концентрацию Na₂О_k поддерживают в пределах 140-160 г/л, если отношение С_орг/Na₂O_k больше 0,06 концентрацию Na₂O_k поддерживают в пределах 120-140 г/л. Изобретение позволяет повысить извлечение глинозема из боксита.

Способ переработки бокситов, содержащих растворимые в щелочах органические примеси, включающий измельчение боксита, обработку оборотным щелочным раствором, нагрев полученной пульпы и ее выщелачивание при температуре 140-250°С и концентрации Na₂O_k 140-260 г/л, разбавление крепкой пульпы до концентрации Na₂O_k 120-160 г/л, отделение алюминатного раствора от шлама, промывку шлама водой, подачу промводы после промывки шлама на разбавление алюминатного раствора, охлаждение алюминатного раствора и его декомпозицию с получением гидроксида алюминия и маточного раствора, упаривание маточного раствора с получением оборотного щелочного раствора, отличающийся тем, что разбавление крепкой пульпы ведут в зависимости от концентрации органического углерода (С_орг) в алюминатном растворе, поступающем на декомпозицию, при этом, если отношение С_орг/Na₂O_k меньше 0,06, концентрацию Na₂O_k поддерживают в пределах 140-160 г/л, если отношение С_орг/Na₂O_k больше 0,06, концентрацию Na₂O_k поддерживают в пределах 120-140 г/л.