СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НИЗКОКАЧЕСТВЕННЫХ НЕФЕЛИНОВЫХ РУД Российский патент 2007 года по МПК C01F7/38 

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано в производстве глинозема при переработке нефелиновых руд на глинозем по способу спекания.

Известен способ переработки нефелиновых руд, включающий подготовку содо-известняково-нефелиновой шихты, ее спекание с последующей гидрохимической переработкой спека на глинозем и содопродукты [Б.И.Арлюк, Ю.А.Лайнер, А.И.Пивнев "Комплексная переработка щелочного алюминийсодержащего сырья". "Металлургия" г.Москва, 1994, стр.56-61].

Недостатком данного способа является то, что переработке на глинозем подлежат только концентраты и высококачественные руды I сорта, в которых содержание Al₂O₃ составляет не менее 26% [там же, стр.16], несмотря на то, что к категории промышленных руд в СНГ отнесены руды с содержанием Al₂О₃ не менее 22,5%.

Сопутствующие руды II сорта с содержанием Al₂O₃ 22-25% и руды III сорта с содержанием Al₂О₃ 18-24%, добываемые в процессе разработки месторождений, в производстве глинозема не используются.

Данные руды складируются в специальных отвалах. В настоящее врем в специальных отвалах Кия-Шалтырского нефелинового рудника накоплено более 25 млн тонн низкокачественной руды с содержанием Al₂О₃ 18-24%.

Причиной отказа от использования низкокачественных руд является значительное снижение технико-экономических показателей производства глинозема. Сравнительные данные по качеству нефелиновых руд и расчетным показателям их переработки, при одинаковой мощности спекательного передела приведены в таблицах 1, 2.

Таблица 1Средний химический состав высокосортной и низкокачественной руды Кия-Шалтырского месторожденияТип рудыСодержание основных компонентов в пересчете на окислы, % SiO₂CaOFe₂O₃Al₂O₃Na₂OК₂OВысокосортная нефелиновая руда39-407,9-8,04,526,511,12,8Низкокачественная нефелиновая руда35-428-185,1-7,020-245,8-9,01,6-2,8

Таблица 2Сравнительные удельные расходы компонентов шихты и спека на 1 т глинозема в зависимости от качества Кия-Шалтырской нефелиновой рудыТип рудыУдельные расходы компонентов шихты и спекана 1 т глинозема, тВыпуск глинозема, отн.% Содержание Al₂O₃ в спеке, %рудаизвестняксодашихтаспек Высокосортная нефелиновая руда с содержанием Al₂O₃ 26,5%16,04,76,00,411,58,50100Низкокачественная нефелиновая руда с содержанием Al₂O₃ 22,5%13,46,48,70,6,016,212,071

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки низкокачественных нефелиновых руд путем их обогащения различными методами и использование концентратов в приготовлении содо-нефелино-известняковой шихты, ее спекание с последующей гидрохимической переработкой спека на глинозем и содопродукты [Б.И.Арлюк, Ю.А.Лайнер, А.И.Пивнев "Комплексная переработка щелочного алюминийсодержащего сырья". г.Москва: Металлургия 1994, стр.39-44].

Недостатком данного способа является необходимость больших капитальных затрат на строительство обогатительных комплексов и высокие эксплуатационные затраты. Кроме того, при обогащении руды неизбежны потери глинозема. Извлечение Al₂О₃ в концентрат не превышает 84-85% от содержания его в руде [там же, стр.43], что существенно снижает эффективность переработки низкокачественных нефелиновых руд на глинозем по способу, принятому за прототип.

Техническим результатом изобретения является вовлечение в переработку низкокачественных нефелиновых руд с максимальной эффективностью их использования и создания на их основе резервной сырьевой базы для предприятий глиноземной промышленности, производящих глинозем на базе нефелинового сырья.

Поставленный технический результат достигается тем, что подготовку шихты из низкокачественных нефелиновых руд с содержанием Al₂О₃ менее 25% осуществляют с добавлением высокосортной нефелиновой руды с содержанием Al₂О₃ не менее 26,5% в количестве, обеспечивающем содержание Al₂О₃ в смеси нефелиновых руд 23,9-25,9%, и добавлением боксита с содержанием Al₂О₃ 40-53% в количестве до 10-20% от веса смеси нефелиновых руд.

Предложенный способ в отличие от известных способов и от способа, принятого за прототип, обладает наличием новых отличительных признаков:

- полное использование запасов промышленных нефелиновых руд месторождений, перерабатываемых на глинозем,

- исключение потерь глинозема при обогащении;

- исключение из схемы переработки низкокачественной нефелиновой руды капиталоемкой операции обогащения, с значительными эксплуатационными затратами;

- более высокие технологические показатели производства

Добавку высокосортной нефелиновой руды и боксита осуществляют с целью повышения содержания Al₂О₃ в рудной составляющей нефелиновой шихты до величины не менее содержания Al₂O₃ в высокосортной нефелиновой руде (26,5%), что обеспечивает более высокие технологические показатели производства глинозема в сравнении с переработкой нефелинового концентрата после обогащения низкокачественной нефелиновой руды.

Добавка боксита в количестве 10-20% к весу нефелиновых руд при их переработке на глинозем и содопродукты по способу спекания выбрана с учетом особенностей технологии производства содопродуктов.

В таблице 3 приведены химические составы высокосортной нефелиновой руды и магнитного концентрата, полученного в процессе обогащения пробы низкокачественной нефелиновой руды

Таблица 3Химический состав руды и концентратаРудная составляющаяСодержание основных компонентов, %пппSiO₂СаОFe₂О₃Al₂О₃R₂ONa₂OK₂OВысокосортная руда4,540,07,94,526,513,011,12,8Концентрат после обогащения низкокачественной руды6,045,55,41,927,011,510,02,3

Из представленных данных следует, что нефелиновый концентрат отличается от Кия-Шалтырской нефелиновой руды меньшим содержанием щелочей, оксидов кальция и большим содержанием кремнезема (45,5% против 40%). Вследствие повышенного содержания оксидов кремния требуется введение большего количества известняка, что приводит к увеличению расхода шихты и спека на производство 1 тонны глинозема и снижению выпуска глинозема в расчете на одинаковую мощность цеха спекания.

В качестве примера, в таблице 4 приведены сравнительные расчетные данные по удельным расходам компонентов шихты и спека на производство 1 тонны глинозема в условиях ОАО "АГК" при переработке высокосортной нефелиновой руды и нефелинового концентрата (прототип)

Таблица 4Расчетные данные по удельным расходам сырья и спека на производство 1 т глинозема.Рудная составляющаяСодержание Al₂O₃ в спеке, %Расходные коэффициенты на 1 т глинозема, тВыпуск глинозема, отн.%  рудаизвестняксодашихтаспек Высокосортная руда, 26.5% Al₂O₃16,04,76,00,411,58,50100Концентрат после обогащения низкокачественной руды, 27,0% Al₂O₃15,14,67,00,512,59,094,6

Расчеты химического состава шихт и спеков при переработке высокосортной нефелиновой руды и концентрата приведены в приложениях 1, 2.

В сравнении с переработкой концентрата, полученного в результате обогащения (прототип), переработка низкокачественной нефелиновой руды по предлагаемому способу с добавкой высокосортной нефелиновой руды и боксита обеспечивает более высокие технологические показатели производства.

Примеры конкретного выполнения способа.

Производится одновременная отработка нефелиновых забоев или рудников с высококачественной и низкокачественной нефелиновой рудой и отдельное складирование добываемых руд. Отдельно формируется склад боксита. В процессе складирования осуществляется непрерывный контроль за качеством руд и их усреднение.

Величина добавки боксита составляет не более 10% к весу смеси нефелиновых руд.

Величина добавки высокосортной руды рассчитывается исходя из химического состава боксита, низкокачественной и высокосортной нефелиновой руды, поступающих в производство, с учетом требуемого содержания Al₂О₃ в смеси нефелиновых руд.

Пример 1

Рассчитать состав рудной составляющей нефелино-бокситовой пульпы с минимальным содержанием Al₂О₃ в боксите и низкокачественной руде и максимальной добавкой боксита к смеси нефелиновых руд, обеспечивающее содержание Al₂О₃ в рудной составляющей шихты 26,5%:

Низкокачественная нефелиновая руда22,5%Высокосортная нефелиновая руда26,5%Боксит40%

Добавка боксита 10% к весу смеси нефелиновых руд.

Требуемое содержание Al₂O₃ (X) в смеси нефелиновых руд, обеспечивающее содержание Al₂О₃ в рудной составляющей шихты 26,5%, рассчитывается из уравнения

0,1·40+1·Х=1,1·26,5

Х=25,2%

Величина добавки высокосортной нефелиновой руды (У) на 1 тонну низкокачественной руды для обеспечения содержания в смеси руд 25,2% рассчитывается из уравнения:

22,5+У·26,5=(1+У)·25,2

У=2,08 тонны

Всего рудной смеси на 1 тонну низкокачественной руды:

(1+2,08)·1,1=3,39 тонны, в том числе боксита - 0,31 тонна

Доля низкокачественной руды:

1/3,39·100=29,5%

Доля высокосортной руды:

2,08/3,39·100=61,4%

Доля боксита:

0,31/3,39·100=9,1%

Химические составы нефелиновых руд, боксита и рудных смесей приведены в приложении 3, расчет химического состава шихты и спека - в приложении 4.

Удельные расходы компонентов шихты, спека и выпуск глинозема к примеру 2 реализации предлагаемого способа приведены в таблице 5.

Пример 2

Рассчитать состав рудной составляющей нефелино-бокситовой пульпы с минимальным содержанием Al₂О₃ в боксите и максимальным содержанием Al₂O₃ в низкокачественной руде и максимальной добавкой боксита к смеси нефелиновых руд, обеспечивающее содержание Al₂О₃ в рудной составляющей шихты 26,5%:

Низкокачественная нефелиновая руда25,0%Высокосортная нефелиновая руда26,5%Боксит40%

Добавка боксита 10% к весу смеси нефелиновых руд.

Требуемое содержание Al₂О₃ (X) в смеси нефелиновых руд, обеспечивающее содержание Al₂О₃ в рудной составляющей шихты 26,5%, рассчитывается из уравнения

0.1·40+1·Х=1,1·26,5

X=25,2%

Величина добавки высокосортной нефелиновой руды (У) на 1 тонну низкокачественной руды для обеспечения содержания в смеси руд 25,2% рассчитывается из уравнения:

24,9+У 26,5=(1+У)25,2

У=0,23 тонны

Всего рудной смеси на 1 тонну низкокачественной руды:

(1+0,23)1,1=1,353 тонны, в том числе боксита - 0,123 тонны

Доля низкокачественной руды:

1/1,353·100=73,9%

Доля высокосортной руды:

0,23/1,353·100=17,0%

Доля боксита:

0,123/1,353·100=9,1%

Химические составы нефелиновых руд, боксита и рудных смесей приведены в приложении 3, расчет химического состава шихты и спека - в приложении 5.

Удельные расходы компонентов шихты, спека и выпуск глинозема к примеру 2 реализации предлагаемого способа приведены в таблице 5.

Пример 3

Рассчитать состав рудной составляющей нефелино-бокситовой пульпы с максимальным содержанием Al₂О₃ в боксите (53%) и минимальным содержанием Al₂О₃ в низкокачественной руде и максимальной добавкой боксита к смеси нефелиновых руд, обеспечивающее содержание Al₂О₃ в рудной составляющей шихты 26,5%:

Низкокачественная нефелиновая руда22,5%Высокосортная нефелиновая руда26,5%Боксит53%

Добавка боксита 10% к весу смеси нефелиновых руд.

Требуемое содержание Al₂О₃ (X) в смеси нефелиновых руд, обеспечивающее содержание Al₂О₃ в рудной составляющей шихты 26,5%, рассчитывается из уравнения

0,1·53+1·Х=1,1·26,5

Х=23,9%

Величина добавки высокосортной нефелиновой руды (У) на 1 тонну низкокачественной руды для обеспечения содержания в смеси руд 23,9% рассчитывается из уравнения:

22,5+У·26,5=(1+У)·23,9

У=0,54 тонны

Всего рудной смеси на 1 тонну низкокачественной руды:

(1+0,54)·1,1=1,694 тонны, в том числе боксита - 0,154 тонны

Доля низкокачественной руды:

1/1,694·100=59,0%

Доля высокосортной руды:

0,54/1,694·100=31,9%

Доля боксита:

0,154/1,694·100=9,1%

Химические составы нефелиновых руд, боксита и рудных смесей приведены в приложении 3, расчет химического состава шихты и спека - в приложении 6. Удельные расходы компонентов шихты, спека и выпуск глинозема к примеру 3 реализации предлагаемого способа приведены в таблице 5.

Пример 4

В пределах заявляемого содержания Al₂О₃ в смеси нефелиновых руд 23,9-25,9% и добавки боксита до 10% возможно варьирование величины добавок высокосортной нефелиновой руды и боксита с учетом конъюнктуры цен на руду, боксит и глинозем.

В процессе текущей добычи отрабатываемого месторождения содержание Al₂O₃ в низкокачественной руде составляет 23,5%. Количество низкокачественной руды составляет 20% в текущей добыче всей нефелиновой руды. Содержание Al₂О₃ в остальной части руды текущей добычи (80%) составляет 26,5%. При использовании всей добываемой руды содержание Al₂О₃ в смеси руд составит:

0,2·23,5+0,8·26,5=25,9%

Необходимая добавка боксита (X) с содержанием Al₂О₃ - 53% для обеспечения нормативного содержания Al₂О₃ в рудной составляющей шихты 26,5%:

Х·53+25,9=26,5(1+Х)

Х=0,023 тонны/тонну смеси нефелиновых руд.

При добавке 10% бокситов к смеси нефелиновых руд содержание Al₂О₃ в рудной составляющей шихты составит:

(25,9+0,1·53)/1,1=28,4%

Химические составы нефелиновых руд, боксита и рудных смесей приведены в приложении 3, расчет химического состава шихт и спеков - в приложениях 7, 8. Удельные расходы компонентов шихты, спека и выпуск глинозема к примеру 4 реализации предлагаемого способа приведены в таблице 5.

Анализ данных в соответствии с таблицей 5 показывает, что переработка низкокачественной руды в смеси с высокосортной рудой и бокситами во всех случаях характеризуется более низкими расходами сырьевых компонентов, шихты и спека в сравнении с переработкой концентрата после обогащения низкокачественной руды по способу, принятому за прототип. При этом полностью исключается процесс обогащения руды и связанные с ним капитальные и эксплуатационные затраты.

Переработка низкокачественных руд Кия-Шалтырского месторождения, запасы которых к концу срока эксплуатации месторождения составят более 50 млн тонн, совместно с высокосортной (товарной) нефелиновой рудой и бокситами позволит значительно увеличить срок службы Кия-Шалтырского месторождения.

Таблица 5Сравнительные расчетные данные по удельным расходам сырья и спека на производство 1 т глинозема.Рудная составляющаяСодержание Al₂O₃ в опеке, %Расходные коэффициенты на 1 т глинозема, тВыпуск Глинозема, отн.%  рудная смесьизвестняксодашихтаспек Пример 1 Рудная смесь, 26,5% Al₂О₃: низкокачественная руда(22,5% Al₂O₃) - 29,5%; высокосортная руда (26,5% Al₂O₃) - 64,1%; боксит (40% Al₂O₃) - 9,1%16,214,695,740,5711,508,41101,0Пример 2
Рудная смесь, 26,5% Al₂O₃: низкокачественная руда(25,0% Al₂O₃) - 78,8%; высокосортная руда (26,5% Al₂O₃) - 12,1%; боксит (40% Al₂O₃) - 9,1%16,624,695,460,6111,228,20103,7Пример 3
Рудная смесь, 26,5%
Al₂O₃: низкокачественная руда(22,5% Al₂O₃) - 59%; высокосортная руда (26,5% Al₂O₃) - 31,9%; боксит (53% Al₂O₃) - 9,1%15,864,675,910,6411,688,5899,1Пример 4
Рудная смесь, 26,5% Al₂O₃: низкокачественная руда(23,5% Al₂O₃) - 19,5%; высокосортная руда (26,5% Al₂O₃) - 78,2%; боксит (53% Al₂O₃) - 2,7% 16,184,685,790,4711,418,41101,1Рудная смесь, 28,4% Al₂O₃: низкокачественная руда(23,9% Al₂O₃) - 18,2%; высокосортная руда (26,5% Al₂O₃) - 72,7%; боксит (53% Al₂O₃) - 9,1%17,294,405,260,610,707,87108,0

Приложение 1Расчет шихт и спеков при переработке высокосортной Кия-Шалтырской нефелиновой рудыХимический состав исходных материалов на сухую массу, %МатериалWПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OK₂OSO₃Cr₂О₃ClTiO₂Нефелиновая руда3,084,507,9040,001305,0026,5013,0011,102,800,170,000,150,00Известняк1,2042,3453,461,640,690,430,520,000,000,000,220,000,000,00 Белый шлам22,1026,0014,500,561,2819,0012,5010,353,262,150,000,000,00Боксит13,201,2017,900,009,5053,100,000,000,000,320,630,003,00Зола топлива0,002,9555,161,297,9724,852,260,000,000,000,000,000,00Глиноземсодержащая сырьевая смесьМатериалВес, кг%ПППCaOSiO₂MgOFe₂О₃Al₂O₃R₂ONa₂OК₂OSO₃Cr₂O₃ClTiO₂Нефелиновая руда100,0090,914,507,9040,001,305,0026,5013,0011,102,800,170,000,150,00Белый шлам10,009,092,212,601,450,060,131,901,251,040,330,220,000,000,00Боксит0,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,00Всего110,00100,006,7110,5041,451,365,1328,4014,2512,143,130,390,000,150,00

Модули шихты: Мизв=1,93 Мщел=1,080

Расчет дозировки известняка

Расчет дозировки щелочи

Расчет дозировки соды

q=B/(0,585·0,998) q=8,27301 ППП_с=B/0,585-B ППП_с=3,42643

МатериалВес, кгПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OK₂OSO₃Cr₂O₃ClTiO₂Глиноземсодержащая сырьевая смесь110,006,7110,5041,451,365,1328,4014,2512,143,130,390,000,150,00Известняк127,2553,8868,032,090,880,550,660,000,000,000,280,000,000,00Сода8,273,43     4,834,83     Шихта нат.245,5364,0278,5343,54W5,6829,0619,0816,973,130,660,000,150,00Шихта100%26,0731,9817,730,912,3111,847,776,911,270,270,000,060,00Спек181,510,0078,5343,542,235,6829,0619,0816,973,130,660,000,150,00Спек из шихты100%0,0043,2623,991,233,1316,0110,519,351,720,370,000,080,00Зола0,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,00Спек с золой181,510,0078,5343,542,235,6829,0619,0816,973,130,660,000,150,00Спек с золой100%0,0043,2623,991,233,1316,0110,519,351,720,370,000,080,00Модули спека: Мизв=1,930Мщел=1,080

Приложение 2
Расчет шихт и спеков при переработке горячегорского нефелинового концентрата
Химический состав исходных материалов на сухую массу, %МатериалWПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OК₂OSO₃Cr₂O₃FTiO₂Нефелиновая руда-6,005,4045,500,401,90.27,0011,4910,002,300,000,000,000,00Известняк1,2042,3453,461,640,690,430,520.000,000,000,220,000,000,00 Белый шлам22,1026,0014,500,561,2819,0012,5010,353,262,150,000,000,00Боксит14,100,7012,500,004,8065,000,000,000,000,000,0012,680,00Зола топлива0,002,9555,161,297,9724,852,260,000,000,000,000,000,00Глиноземсодержащая сырьевая смесьМатериалВес, кг%ПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂O₃Na₂OК₂OSO₃Cr₂O₃FTiO₂Нефелиновая руда100,0090,916,005,4045,500,401,9027,0011,4910,002,300,000,000,000,00Белый шлам10,009,092,212,601,450,060,131,901,251,040,330,220,000,000,00Боксит0,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,00Всего110,00100,008,218,0046,950,462,0328,9012,7411,042,630,220,000,000,00

Модули шихты: Мизв=1,93, Мщел=1,080

Расчет дозировки известняка

Расчет дозировки щелочи

Расчет дозировки соды

q=B/(0,585·0,998), q=11,5655, ППП_с=B/0,585-B, ППП_с=4,79007

МатериалВес, кгПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OK₂OSO₃Cr₂O₃FTiO₂Глиноземсодержащая сырьевая смесь110,008,218,0046,950,462,0328,9012,7411,042,630,220,000,000,00Известняк151,8564,2981,182,491,050,650,790,000,000,000,330,000,000,00Сода11,574,79     6,756,75     Шихта нат.273,4177,2989,1849,441,502,6829,6919,4917,792,630,550,000,000,00Шяхта100%28,2732,6218,080,550,9810,867,136,510,960,200,000,000,00Спек196,120,0089,1849,441,502,6829,6919,4917,792,630,550,000,000,00Спек из шихты100%0,0045,4725,210,771,3715,149,949,071,340,280,000,000,00Зола0,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,00Спек с золой196,120,0089,1849,441,502,6829,6919,4917,792,630,550,000,000,00Спек с золой100%0,0045,4725,210,771,3715,149,949,071340,280,000,000,00Модули спека: Мизв=1,930Мщел=1,080

Приложение 4Расчет шихт и спеков при переработке низкокачественной нефелиновой руды (29,5%) с добавкой высокосортной нефелиновой (61,4%) руды и боксита (9,1%) в рудной составляющей шихтыХимический состав исходных материалов на сухую массу, %МатериалWПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OK₂OSO₃Cr₂O₃ClTiO₂Смесь руд 13,084,308,2040,901,405,9025,2011,9010,302,400,170,000,150,00Известняк1,2042,3453,461,640,690,430,520,000,000,000,220,000,000,00 Белый шлам22,1026,0014,500,561,2819,0012,5010,353,262,150,000,000,00Боксит24,002,0015,000,8018,2040,000,000,000,001,000,630,003,00Зола топлива0,002,9555,161,297,9724,852,260,000,000,000,000,000,00Глиноземсодержащая сырьевая смесьМатериалВес, кг%ПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OK₂OSO₃Cr₂O₃ClTiO₂Смесь руд 190,982,643,917,4537,181,275,3622,9110,829,362,180,150,000,140,00Белый шлам10,009,092,212,601,450,060,131,901,251,040,330,220,000,000,00Боксит9,18,272,180,181,370,071,663,640,000,000,000,090,060,000,27Всего110,00100,008,3010,2439,991,407,1528,4512,0710,402,510,460,060,140,27

Модули шихты: Мизв=1,93, Мщел=1,080

Расчет дозировки известняка

Расчет дозировки щелочи

Расчет дозировки соды

q=B/(0,585·0,998), q=12,037, ППП_с=B/0,585-B, ППП_с=4,9854

МатериалВес, кгПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OK₂OSO₃Cr₂O₃ClTiO₂Глиноземсодержащая сырьевая смесь110,008,3010,2439,991,407,1528,4512,0710,402,510,460,060,140,27Известняк122,5751,9065,532,010,850,530,640,000,000,000,270,000,000,00Сода12,044,99     7,037,03     Шихта нат.244,6165,1975,7642,002,257,6729,0819,0917,432,510,730,060,140,27Шихта100%26,6530,9717,170,923,1411,897,817,121,030,300,020,060,11Спек179,420,0075,7642,002,257,6729,0819,0917,432,510,730,060,140,27Спек из шихты100%0,0042,2323,411,254,2816,2110,649,711,400,410,030,080,15Зола0,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,00Спек с золой179,420,0075,7642,002,257,6729,0819,0917,432,510,730,060,140,27Спек с золой100%0,0042,2323,411,254,2816,2110,649,711,400,410,030,080,15Модули спека: Мизв=1,930Мщел=1,080

Приложение 5Расчет шихт и спеков при переработке низкокачественной нефелиновой руды (78,8%) с добавкой высокосортной нефелиновой руды (12,1%) и боксита (9,1%) в рудной смеси.Химический состав исходных материалов на сухую массу, %МатериалWПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OK₂OSO₃Cr₂O₃ClTiO₂Смесь руд 23,086,009,3039,601,405,5025,2011,309,502,500,400,000,100,00Известняк1,2042,3453,461,640,690,430,520,000,000,000,220,000,000,00 Белый шлам22,1026,0014,500,561,2819,0012,5010,353,262,150,000,000,00Боксит24,002,0015,000,8018,2040,000,000,000,001,000,630,003,00Зола топлива0,002,9555,161,297,9724,852,260,000,000,000,000,000,00Глиноземсодержащая сырьевая смесьМатериалВес, кг%ПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OК₂OSO₃Cr₂O₃ClTiO₂Смесь руд 290,982,645,458,4536,001,275,0022,9110,278,642,270,360,000,090,00Белый шлам10,009,092,212,601,450,060,131,901,251,040,330,220,000,000,00Боксит9,18,272,180,181,370,071,663,640,000,000,000,090,060,000,27Всего110,00100,009,8511,2438,811,406,7828,4511,529,672,600,670,060,090,27

Модули шихты: Мизв=1,93, Мщел=1,080

Расчет дозировки известняка

Расчет дозировки щелочи

Расчет дозировки соды

q=B/(0,585·0,998), q=12,935, ППП_с=B/0,585-B, ППП_с=5,3573

МатериалВес, кгПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OК₂ОSO₂Cr₂O₃ClTiO₂Глиноземсодержащая сырьевая смесь110,009,8511,2438,811,406,7828,4511,529,672,600,670,060,090,27Известняк116,3749,2762,211,910,800,500,610,000,000,000,260,000,000,00Сода12,945,36     7,557,55     Шихта нат.239,3164,4873,4540,722,207,2829,0519,0717,222,600,930,060,090,27Шихта100%26,9430,6917,020,923,0412,147,977,201,090,390,020,040,11Спек174,830,0073,4540,722,207,2829,0519,0717,222,600,930,060,090,27Спек из шихты100%0,0042,0123,291,264,1716,6210,919,851,490,530,030,050,16Зола0,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,00Спек с золой174,830,0073,4540,722,207,2829,0519,0717,222,600,930,060,090,27Спек с золой100%0,0042,0123,291,264,1716,6210,919,851,490,530,030,050,16Модули спека: Мизв=1,930Мщел=1,080

Приложение 6Расчет шихт и спеков при переработке низкокачественной нефелиновой руды (59) с добавкой высокосортной нефелиновой руды (31,9%) и боксита (9,1%)Химический состав исходных материалов на сухую массу, %МатериалWПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OК₂OSO₂Cr₂O₃ClTiO₂Смесь руд 33,104,208,4041,801,407,3023,9010,909,502,100,400,000,200,00Известняк1,2042,3453,461,640,690,430,520,000,000,000,220,000,000,00 Белый шлам22,1026,0014,500,561,2819,0012,5010,353,262,150,000,000,00Боксит13,201,2017,900,809,5053,000,000,000,000,320,630,003,00Зола топлива0,002,9555,161,297,9724,852,260,000,000,000,000,000,00Глиноземсодержащая сырьевая смесьМатериалВес, кг%ПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OК₂ОSO₂Cr₂O₃ClTiO₂Смесь руд 390,9082,643,827,6438,001,276,6421,739,918,641,910,360,000,180,00Белый шлам10,009,092,212,601,450,060,131,901,251,040,330,220,000,000,00Боксит9,108,271,200,111,630,070,864,820,000,000,000,030,060,000,27Всего110,00100,007,2310,3441,081,407,6328,4511,169,672,230,610,060,180,27

Модули шихты: М_изв=1,93, М_щел=1,080

Расчет дозировки известняка

Расчет дозировки щелочи

Расчет дозировки соды

q=B/(0,585·0,998), q=13,617, ППП_с=B/0,585-B, ППП_с=5,6397

МатериалВес, кгПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂O₃К₂ОSO₂Cr₂O₃ClTiO₂Глиноземсодержащая сырьевая смесь110,007,2310,3441,081,407,6328,4511,169,672,230,610,060,180,27Известняк126,2253,4467,482,070,870,540,660,000,000,000,280,000,000,00Сода13,625,64     7,957,95     Шихта нат249,8466,3177,8243,152,278,1729,1019,1117,622,230,890,060,180,27Шихта100%26,5431,1517,270,913,2711,657,657,050,890,350,020,070,11Спек183,530,0077,8243,152,278,1729,1019,1117,622,230,890,060,180,27Спек из шихты100%0.0042,4023,511,244,4515,8610,419,601,220,480,030,100,15Зола0,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,00Спек с золой183,530,0077,8243,152,278,1729,1019,1117,622,230,890,060,180,27Спек с золой100%0,0042,4023,511,244,4515,8610,419,601,220,480,030,100,15Модули спека Мизв=1,930Мщел=1,080

Приложение 7Расчет шихт и спеков при переработке низкокачественной нефелиновой руды (19,5%) с добавкой высокосортной нефелиновой руды (78,2%) и боксита (2,3%)Химический состав исходных материалов на сухую массу, %МатериалWПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OK₂OSO₂Cr₂O₃ClTiO₂Смесь руд 43,105,208,4039,701,404,9025,9012,2010,402,800,300,000,200,00Известняк1,2042,3453,461,640,690,430,520,000,000,000,220,000,000,00 Белый шлам22,1026,0014,500,561,2819,0012,5010,353,262,150,000,000,00Боксит13,201,2017,900,809,5053,000,000,000,000,320,630,003,00Зола топлива0,002,9555,161,297,9724,852,260,000,000,000,000,000,00Глиноземсодержащая сырьевая смесьМатериалВес, кг%ПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OК₂OSO₂Cr₂O₃ClTiO₂Смесь руд 497,7088,825,088,2138,791,374,7925,3011,9210,162,740,290,000,200,00Белый шлам10,009,092,212,601,450,060,131,901,251,040,330,220,000,000,00Боксит2,302,090,300,030,410,020,221,220,000,000,000,010,010,000,07Всего110,00100,007,5910,8340,651,445,1328,4213,1711,203,060,520,010,200,07

Модули шихты: Мизв=1,93, Мщел=1,080

Расчет дозировки известняка

Расчет дозировки щелочи

Расчет дозировки соды

q=B/(0,585·0,998), q=10,129, ППП_с=B/0,585-B, ППП_с=4,1953

МатериалВес, кгПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂O₃К₂OSO₂Cr₂O₃ClTiO₂Глиноземсодержащая сырьевая смесь110,007,5910,8340,651,445,1328,4213,1711,203,060,520,010,200,07Известняк123,7352,3966,152,030,850,530,640,000,000,000,270,000,000,00Сода10,134,20     5,915,91     Шихта нат.243,8664,1876,9842,682,305,6729,0719,0817,113,060,790,010,200,07Шихта100%26,3231,5717,500,942,3211,927,837,021,260,320,010,080,03Спек179,680,0076,9842,682,305,6729,0719,0817,113,060,790,010,200,07Спек из шихты100%0,0042,8423,751,283,1516,1810,629,521,700,440,010,110,04Зола0,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,00Спек с золой179,680,0076,9842,682,305,6729,0719,0817,113,060,790,010,200,07Спек с золой100%0,0042,8423,751,283,1516,1810,629,521,700,440,010,110,04Модули спека: М_изв=1,930М_щел=1,080

Приложение 8Расчет шихт и спеков при переработке низкокачественной нефелиновой руды (18,2) с добавкой высокосортной нефелиновой руды (72,7%) и боксита (9,1%)Химический состав исходных материалов на сухую массу, %МатериалWПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OK₂OSO₂Cr₂O₃ClTiO₂Смесь руд 43,105,208,4039,701,304,9025,9012,2010.402,800,300,000,200,00Известняк1,2042,3453,461,640,690,430,520,000,000,000,220,000,000,00 Белый шлам22,1026,0014,500,561,2819,0012,5010,353,262,150,000,000,00Боксит13,201,2017,900,809,5053,000,000,000,000,320,630,003,00Зола топлива0,002,9555,161,297,9724,852,260,000,000,000,000,000,00Глиноземсодержащая сырьевая смесьМатериалВес, кг%ПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OK₂OSO₂Cr₂O₃ClTiO₂Смесь руд 490,9082,644,737,6436,091,184,4523,5411,099,452,550,270,000,180,00Белый шлам10,009,092,212,601,450,060,131,901,251,040,330,220,000,000,00Боксит9,108,271,200,111,630,070,864,820,000,000,000,030,060,000,27Всего110,00100,008,1410,3439,171,315,4530,2712,3410,492,870,520,060,180,27

Модули шихты: Мизв=1,93, Мщел=1,080

Расчет дозировки известняка

Расчет дозировки щелочи

Расчет дозировки соды

q=B/(0,585·0,998), q=13,597, ППП_с=B/0,585-B, ППП_с=5,6317

МатериалВес, кгПППCaOSiO₂MgOFe₂O₃Al₂O₃R₂ONa₂OК₂OSO₂Cr₂O₃ClTiO₂Глиноземсодержащая сырьевая смесь110,008,1410,3439,171,315,4530,2712,3410,492,870,520,060,180,27Известняк119,4050,5663,831,960,820,510,620,000,000,000,260,000,000,00Сода13,605,63     7,947,94     Шихта нат243,0064,3274,1841,122,135,9630,8920,2818,432,870,780,060,180,27Шихта100%26,4730,5316,920,882,4512,718,357,581,180,320,020,070,11Спек178,680,0074,1841,122,135,9630,8920,2818,432,870,780,060,180,27Спек из шихты100%0,0041,5223,021,193,3417,2911,3510,311,610,440,030,100,15Зола0,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,00Спек с золой178,680,0074,1841,122,135,9630,8920,2818,432,870,780,060,180,27Спек с золой100%0,0041,5223,021,193,3417,2911,3510,311,610,440,030,100,15Модули спека Мизв=1,930Мщел=1,080

Изобретение относится к переработке нефелиновых руд с максимальной эффективностью их использования и создания на их основе резервной сырьевой базы для предприятий глиноземной промышленности, производящих глинозем на базе нефелинового сырья. Способ включает приготовление нефелино-содово-известняковой шихты из низкокачественных нефелиновых руд с содержанием Al₂О₃ менее 25% с добавлением высокосортной нефелиновой руды с содержанием Al₂O₃ не менее 26,5% в количестве, обеспечивающем содержание Al₂О₃ в смеси нефелиновых руд 23,9-25,9%. При этом в шихту дополнительно добавляют боксит с содержанием Al₂О₃ 40-53% в количестве до 10-20% от веса смеси нефелиновых руд. Затем проводят спекание и гидрохимическую переработку опека с получением глинозема и содопродуктов. Техническим результатом является вовлечение в переработку низкокачественных нефелиновых руд с максимальной эффективностью их использования. 5 табл.

Способ переработки низкокачественной нефелиновой руды с содержанием Al₂О₃ менее 25%, включающий приготовление нефелиносодово-известняковой шихты, ее спекание и последующую гидрохимическую переработку спека с получением глинозема и содопродуктов, отличающийся тем, что приготовление шихты осуществляют из низкокачественной нефелиновой руды с добавлением высокосортной нефелиновой руды с содержанием Al₂О₃ не менее 26,5% в количестве, обеспечивающем содержание Al₂О₃ в смеси нефелиновых руд 23,9-25,9%, и боксита с содержанием Al₂О₃ 40-53% в количестве до 10-20% от веса смеси нефелиновых руд.