Способ переработки бокситов Советский патент 1991 года по МПК C01F7/06 

Изобретение относится к производству глинозема, в частности к способу переработки высокосидеритезиро- ванных бокситов.

Цель изобретения - снижение затрат на единицу продукции.

Поставленная цель достигается за счет предварительного вывода из процесса Бейера карбонатов, декаустифи- цирующих активную щелочь , a также органических веществ и глинистой фракции из части боксита. Указанный боксит подвергается измельчению в существующих мельницах на промывных водах глиноземного производства, имеющих концентрацию Na20K 15- 55 г/дм3 (что соответствует промывным водам, стадии промывки красного шлама и среднему фильтрату от промывки гидрата в схеме Бейера) , с последующей выдержкой пульпы в баковой аппаратуре при перемешивании в течение 3,5-5,5 ч при температуре 90- 100°С.

При этом в жидкую фазу переходит (Fe2pC03+Na2,0K NaeC03 + (ОН)2) в виде Na2C03, органических веществ и до 30% глинистой фракции (10-15% от абсолютного веса обрабатываемого боксита). Далее эта пульпа направляется на длинноконус- ные гидроциклоны, где происходит отделение жидкой фазы от песковой фракции. Жидкая фаза направляется на ре- пульпацию красного шлама после дисковых фильтров и далее совместно с ним на приготовление шихты для ветви спекания. Песковая часть с низким остаСО

&0

«таА.

J16

точным содержанием СО/ и повышенным на 0,8 ед. кремневым модулем - основной характеристикой, указывающей на качество боксита, - объединяется с измельченным бокситом, не подвергающимся обработке, и поступает в процесс Байера по существующей схеме.

Таким образом, предварительно выведенные из процесса Байера карбонаты снижают тепловые затраты на выпар Ке, связанные с содовыделением, уменьшают непроизводительный расход электроэнергии по всем переделам схе Цы Байера, связанные с перекачкой балластного потока в виде Предварительно выведенные органическ пещества и глинистая фракция, ухудшающие работу сгущения и промывки, также позволяют снизить расход электроэнергии при перекачках пульпы. Передача этих продуктов в ветвь спекания работы последнего не ухудшает, так как они в конечном итоге перерабатываются в ней, но проходят более длительный технологический путь в существующей схеме.

Пример. Для определения степени, % перехода С02 из боксита в жидкую фазу в процессе обработки боксита по предлагаемому способу используют следующие материалы: высо- косидеритезированный боксит состава, %: П.П.П. 22,31; Si02 11,2; А120 43,5; Ре20г 17,0; СаО 1,11; С02 4,6; СоргО,28; 21ЮО /Us; 3,88 и растворы состава, г/дм3: А1г03 13,31; 3(,11| 52,0; Na2o06 15,23; 35,34; 64,9; NagO.fr 1,04; 2,85; 7,9; 14,19; 32,49; 57,0; 1,75; 1,72; 1,80.

Результаты лабораторных опытов представлены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что наряду со временем обработки наиболее существенное влияние на степень извлечения СО имеет концентрация исходного раствора по , чем она выше, тем больший процент СО удаляется из боксита. Однако повышение концентрации выше указанного предела может привести к выщелачиванию из боксита, что в предлагаемом способе нежелательно. ft существенного влияния на процесс не оказывает.

Таким образом, для обработки производственного боксита состава, %:

П.П.П. 23,7; Sio2 11,5; Aieo3 44,0; 18,2; СаО 1,1; С02 1,2; Сорг 0,3; 21ЮО; 3,8 применяют воду 1-й стадии 3-кратной промывки красного шлама, имеющей концентрацию в пределах 55 г/дм3 для достижения максимального извлечения СО,,.

0

5

0

5

0

5

0

5

Для сохранения баланса по влаге шихты ветви спекания оптимальная доля обрабатываемого боксита, исходя из соотношения мощностей ветви Байера и спекания, влаги отфильтрованного красного шлама и при выдержке обрабатываемой доли боксита, составляет 20%.

Расход исходного боксита для получения 1 т глинозема по практическим данным составляет 3000 кг.

Степень извлечения СО из обрабатываемого боксита с учетом того, что часть жидкой фазы уйдет с песковой фракцией в процесс Байера, составляет 60%, степень извлечения органики 30%.

Таким образом, содержание С02 в суммарной массе боксита, поступающего в процессе Байера, понизится с 1,2 до 1,07%:

гп - 0§:1о) Ь2:Ол4+24ддчд2 «,

LUfc 2940-i,u/«;.

где 600 3000 20% - количество подвергающегося обработке боксита, кг;

60 - количество глинистой состав-- ляющей в сливе, г/циклона, кг; 1,2 - исходное содержание С02 в

исходном боксите, %; 0,4 - остаточная доля С02 в песковой фракции гидроциклона; 2400 - основная часть боксита, кг; 2940 - суммарное количество боксита, поступающего в ветвь Байера, кг.

Относительно исходного боксита происходит уменьшение содержания на 10,83%, что влечет уменьшение доли маточного раствора, направляемого на глубокое упаривание для вывода соды с 8,0 до 7,2 м3 на 1 т глинозема, что снижает количество упариваемой воды на 0,22 м3.

„ 8(290-210)-742(290-210) п „ . ХСГ 2§б -и,м ,

где 290 - концентрация, необходимая

для вывода соды при глубоком упаривании, г/дм3; 210 - концентрация общего потока маточного раствора после выпарки, г/дм3.

Это даст экономический эффект от уменьшения затрат пара на узле выпарки:

Э,0,22«0,,33 руб,

где 0,22 - сокращение объема упариваемой воды, м3;

0,3 - количество первичного тепла, затрачиваемого в многокорпусной выпаркой батарее на выпаривание 1 м3 воды, Гкал; 5 - стоимость 1 Гкал пара,руб

Предотвращаются капитальные вложения на сумму 650 тыс. рублей для необходимого увеличения единиц оборудования узла выпарки, ориентируемого на содержание COg в боксите 1,2%, что при условных сроках окупаемости 5 лет и производительности 1 млн, т дает на 1 т глинозема экономию ,13 руб.

Предварительный вывод СО сокращает балластный поток по схеме Байера

3000(1,2-1,07) , о на ;.. 3,9 кг, предварительный вывод С0рГ на

0,5 кг,

где 3000 - количество боксита на 1 т

глинозема, кг;

600 - для обрабатываемого боксита, кг; 1,2- содержание СО в исходном

боксите, %;

1,07 содержание С0г в общей масе боксита, %

0,3 содержание органики в исходном боксите, %; 0,3 доля извлечения органики. С учетом 60 кг выведенной глинистой фракции суммарное снижение балластного потока составляет 64,44 кг или же от поступающего твердого в процесс 2,15%. При среднем ,5 на различных переделах схемы Байера снижение балластного потока составляет 0,61%, что приводит к снижению расхода потребляемой мощности электродвигателей на 0,6%. Это дает экономию при расходе электроэнергии на 1 т байеровского глинозема 312

§9о-0д2 0л2

Too

0

5

0

и цене 0,0055 руб. за 1 кВт«ч -0,0103 руб.

П р и м е р 2. Проводят лабораторные опыты с бокситом состава, %: П.П.П. 23,6; , 40,9; SiOa 11,3; 17,1; CaO 1,13; C02 4,25; СорГ 0,3; прочие 1,42; 2100; ffo5;3,62. Для извлечения С02 из боксита применяют производственный (исходный) раствор состава, г/дм3: А1203 52,02; Na2oo662,93; ,6; Na2ok 53,33; & К 1,69, что соответствует 1-й промывной воде в 3 стадийно й промывке красного шлама. Для каустификации раствора обработки применяют известковое молоко с концентрацией 200 г/л

по СаОакт.

Результаты опытов приведены в

табл. 2.

5

0

5

0

5

0

5

Как видно из результатов опытов, при достаточной степени каустификации на уровне 70%, концентрация каустической щелочи в растворе обработк- меняется незначительно, что позволяет вернуть этот раствор на эту же стадию промывки, из которой отобран исходный раствор. При этом не происходит накопления Na OuCNa CO) в ,растворе, а происходит даже некоторое снижение его уровня. В случае, если в качестве исходного раствора взята вода 2-й стадии промывки (35- 37 г/дм3 ), то раствор обработки возвращают на 2-ю стадию.

Предлагаемый способ позволяет снизить затраты на проведение процесса.

Формула изобретения

1. Способ переработки бокситов, преимущественно высокосидеритезиро- ванных по последовательному варианту Байера - спекание, включающий измельчение, выщелачивание боксита с получением красного шлама и глиноземного производства, сгущение и промывку красного шлама, его фильтрацию и ре- пульпацию для приготовления шихты спекания, декомпозицию алюминатного раствора с получением глинозема и маточного раствора, упаривание маточного раствора с получением оборотного раствора и вывода оборотной со - ды, спекание красного шлама с содой и известняком и извлечение из спека глинозема,отличающийся

тем, что, с целью снижения затрат на единицу продукции, часть измельченного боксита подвергают выдержке в течение 3,,5 ч при температуре 90-100°С в промывных водах глиноземного производства с концентрацией 13-55 г/дм3 Na40K с последующим отделением слива на гидроциклонах и подачей его на спекание совместно с красным шламом.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что слив подвергают каустификации известковым молоком с дальнейшим направлением каустифици- рованного слива в промывную систему красного шлама.

Таблица 1

169993310

Продолжение табл.2

Изобретение относится к производству глинозема, в частности к способу переработки высокосидеритези- рованных бокситов. Цель изобретения - снижение затрат на единицу продукции. Для этого одну часть боксита перерабатывают по обычной технологии Байера - спекание. Другую часть-вы- сокосидеритезированного измельченного боксита подвергают выдержке в течение 3,5-5,5 ч при температуре 90- 100°С в промывных водах глиноземного производства с концентрацией 15 55 г/дм3 Na20K, отделяют слив на гидроциклонах и слив совместно с красным шламом подают на спекание. Перед подачей на спекание слив можн подвергать каустификации известковым мопоком. Данный способ позволяет снизить затраты на проведение процесса. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. о.

Каустификация

СОшцСОгкон %73 15 73J568 01{

2 н«М

Примечание. суммарное количество С02, содержащееся в исходных боксите и растворе; С02«он содержание С02 в растворе после завершения опыта.