СПОСОБ ГИДРОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ АЛЮМОСИЛИКАТНОГО СЫРЬЯ Российский патент 2016 года по МПК C01F7/06 C01F7/14 

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 Na₂O_ku, равной 160 г/дм³, и молярным отношением Na₂O_ku/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 Na₂O_ku/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 Na₂O_ku/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 Na₂O_ku, равной 240-280 г/дм³, и молярным отношением Na₂O_ku/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 Na₂О_угл., равной 125-130 г/дм³, концентрацией Na₂O_ku, 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 Na₂O_yгл., равной 125-130 г/дм³, концентрацией Na₂O_ku, 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 α_ку=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 α_ку=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 Na₂O_yгл.=125÷130 г/дм³ и Na₂O_ku=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 Na₂O_yгл.+Na₂O_ku 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 (Na₂O_ku=142,0 г/дм³; Al₂O₃=150,0 г/дм³) и 63,1 кг оборотной «рыжей» соды (Na₂O_общ=10,36 кг; Аl₂O_з=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; Н₂О_кр.=73,3 кг; Na₂O_общ=145,1 кг; прочие = 12,8 кг, а также 0,48 м³ жидкой фазы, содержащей Na₂О_общ=8,4 кг и Al₂O₃=7,7 кг, смешивают с высокомодульным раствором (Na₂O_ку=250,0 г/дм³, α_ку=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 (Na₂O_общ=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 (Na₂O_yгл.=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 (Na₂О_ку=250,0 г/дм³ и α_ку=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; Н₂О_кр.=120,1 кг; Na₂O_общ=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 (Na₂O_ку=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 Na₂O_ку=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 (Na₂O_yгл.=128 г/дм³; Na₂O_ку=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 Na₂O_ku 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 (Na₂O_ку=120,24 г/дм³; Na₂O_yгл.=9,83 г/дм³; Al₂O₃=62,01 г/дм³; α_ку=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 (Na₂O_общ.=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 (Na₂О_ку=148,4 г/дм³; Na₂O_yгл.=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 (Na₂O_ку=23 г/дм³; Na₂O_yгл.=128 г/дм³; Al₂O₃=8,50 г/дм³; α_ку=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.

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.

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 Na₂O_yгл., равной 125-130 г/дм³, концентрацией Na₂O_ku, 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.