Способ переработки бокситов Советский патент 1992 года по МПК C01F7/04 

того, что это технологически нецелесообразно, это еще и дополнительные энергетические затраты на упаривание введенной воды, объем которой составит 20-30% от объема обрабатываемого электродиализом алюминатиого раствора. Затраты на удаление тонны введенной воды составят 0,08 Гкал. Способ электрохимической обработки алюминатного раствора с одновременным концентрированием щелочи в катодной камере двухкамерного аппарата осуществлялся с низким выходом по току (55-65%) и высокими энергетическими затратами (1800-3800кВтч на тонну глинозема), так как концентрирование щелочи в католите достигалось за счет многократного повторения процесса обработки алюминатного раствора до «к 1,24, -вследствие чего происходило суммирование значительных затрат электроэнергии на конечных этапах его обработки.

Целью изобретения является снижение энергетических затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем электродиализ алюминатного раствора в анодной камере двухкамерного электролизера с катионообменной мембраной с последующим выкручиванием анолита с получением гидроксида алюминия и маточного раствора, подачу в катодную камеру щелочъсо,цержащего раствора и упаривание католита, в качестве щелочьсодержащего раствора используют маточный раствор и электродиализ ведут при плотности тока 500-1000 А/м до достижения в католите каустического модуля 3,8-4.2, Благодаря совместной электродиализной обработке алюминатного и маточного растворов происходит одновременный вывод щелочи из алюминатного раствора перед операцией выкручивания и возврат ее в следующий по схеме раствор, что исключает, в отличие от прототипа, ввод воды с католитом в технологическую схему. Вследствие этого отпадает необходимость в дополнительном упаривании оборотного раствора и связанных с этим энергозатрат. Этообуславливаеттакже более высокий выход по току и меньший расход электроэнергии в процессе электродиализа, В процессе совместной электродиализной обработки алюминатного и маточного растворов в последнем достигается каустический модуль 3,8-4,2 при снижении его в алюминатном растворе до 1,3-1,35. Дальнейшее уменьшение каустического модуля алюминатного раствора нецелесообрэзно из-за резко возрастающего расхода электроэнергии и возможных потерь глинозема в процессе его транспортировки за счет самопроизвольного разложения. Степень разложения алюминатного раствора с «i; 1.3-1,35 на 10-15%

выше, чем необработанных электродиализом растворов с «к 1,5-1,55,

Получение маточных растворов с каустическим модулем 3,8-4,2 способствует повышению эффективности оборота щелочи, что в свою очередь позволит увеличить производительность передела выщелачивания на 10%.

Выбор данного интервала плотностей тока при переработке алюминатного раствора обусловлен тем, что при плотности тока ниже 500 А/м из-за снижения производительности значительно возрастают капитальные затраты на осуществление процесса, а при плотностях тока выше

0 1000 А/м выход по току падает ниже 60%, а расход электроэнергии возрастает более, чем в 2 раза.

Кроме того, предлагаемое техническое решение позволяет значительно снизить

5 концентрацию органических примесей в оборотных растворах, так как за счет электродных процессов происходит их окисление в анолите и восстановление в католите. На чертеже показана принципиальная

0 схема способа переработки боксита.

Способ осуществлялся следующим образом.

Получающийся при выщелачивании бокситов алюминатный раствор с СГк 1,55 1,55 подвергался электродиализу в анодной камере двухкамерного электролизера, оснащенного катионообменной мембраной МКК-1 на основе сорбента КУ-2. Полезная площадь мембраны составляла 60 см, расстояние между мембраной и электродами 5 мм. Катод - титан, анод - платинированный титан. Объемы анолита и католита составляли по 1200 мл каждый. Исследования проводились при плотно5 стях тока 400-1000 А/м. В процессе электродиализа каустический модуль алюминатного раствора снижался до 1,31,35, после чего раствор направлялся на выкручивание. Операция выкручивания

0 осуществлялась в лабораторных декомпозерах при температуре 60°С и затравочном отношении 1,0, Получающийся после отделения выпавшего осадка гидроксида алюминия маточный раствор направляли в

катодную камеру электролизера, где его каустический модуль увеличивался до 3,8-4,2. По окончании процесса электродиализа маточный раствор возвращался в голову процесса на стадию выщелачивания.

Полученные результаты представлены в табл. 1 и 2.

Как видно из данных, использование маточного раствора в качестве католита позволяет совместить в одном процессе вывод щелочи из алюминатного раствора и возврат ее в последующий технологический раствор. Процесс электрйдиализа осуществлялся с более высоким выходом по току (88-67%) и с меньшими затратами электроэнергии (1000-1900 кВт-ч/т глинозема) при плотностях тока 400-1000 А/м. Эффективность оборота щелочи, характеризующая степень использования находящейся в обороте щелочи, увеличивалась на 0,08-0,12 кг А120з/кг Ыа20к по сравнению с прототипом. В действующей схеме Николаевского глиноземного завода она составляет 0,54 кг А120з/кг NaaOK. Концентрация органических примесей в алюминатном растворе снижалась на 7%, а в маточном растворе - на 15%. Следовательно, в оборотном растворе концентрация органических примесей уменьшится на 20%. Снижение концентрации органических примесей в технологических растворах позволит улучшить показатели на ряде переделов, в особенности на переделах выкручивания.

Элсктродчализноп обработкл алюминзтного и маточного растворов

выпарки и при отделении алюминагного раствора от красного шлама, при мокром гтомоле боксита.

Таким образом, предлагаемое техниче ское решение позволяет по отношению к прототипу снизить энергетические затраты за счет большей эффективности процесса электродиализа и исключения дополнительного упаривания католита.

Формула изобретения

Способ переработки бокситов, включающий выщелачивание с получением алюминатного раствора. электродиализ алюминатного раствора в анодной камере двухкамерного электролизера с катионообменной мембраной с последующим выкручиванием анолитаЪ получением гидроксида алюминия и маточного раствора, подачу в катодную камеру щелочьсодержащего раствора и упаривание католита, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, в качестве щелочьсодержащего раствора используют маточный раствор и электродиализ ведут при плотности тока 500-1000 А/м до достижения в католите каустического модуля 3,8-4,2.

Таблица 1

Конкретные примери выполнении иэобоетения

Использование: изобретение относится к глиноземному производству. Сущность:боксит выщелачивают с получением алюми- натного раствора, который направляют на электродиализ в анодную камеру двухкамерного электролизера с катионообменной мембраной. Анолит выкручивают с получением гидроксида алюминия и маточного раствора, который направляют D катодную камеру электролизера. Католит упаривают и подают на выщелачивание. Элекгродиализ ведут при плотности тока 500-1000 А/м до каустического модуля в католите 3,8-^4,2. 1 табл. 1 ил.Изобретение относится 'к цветной металлургии и может быть использовано при получении глинозема по методу Байера.Известен способ обработки щелочных технологических растворов, в частности содержащих алюминий, в анодной камере двухкамерного электролизера с катионообменной мембраной с регенерацией щелочи в катодной камере.Недостатком способа является то, что регенерируемая в катодной камере щелочь не может быть использована без дополнительного концентрирования во избежание нарушения водного баланса, в технологической схеме получения глинозема по методу Байера, где в оборотный раствор для восполнения убыли щелочи добавляется раствор гидроксида натрия с концентрацией 450 г/л Na20.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ электрохимической обработки алюминатных растворов в анодной камередвухкамерного электролизера с катионообменной мембраной на основе сорбента КУ- 2 при плотностях тока 280-560 А/м^. В анодной камере каустический модуль (ак) алюминатного раствора снижали до 1,24, затем алюминатный раствор направляли на выкручивание, которое осуществлялось обычным способом при температуре 30°С и затравочном отношении 1,0. Степень разложения алюминатного раствора за 8 часов выкручивания достигала 70%. В катодной камере концентрировали щелочь до 18&- 320 г/л в зависимости от плотности тока.Недостатком этого способа является то. что щелочь, выводимая из алюминатного раствора перед выкручиванием с целью увеличения его степени разложения, может быть возвращена в процесс только после дополнительного концентрирования (упаривания), так как использование слабого раствора щелочи в качестве первоначального электролита в катодной камере приводит к нарушению водного баланса схемы. КромеслсVIVJСЛСОо4^ >&

Зб/ще/rcFVi/fimf/e

II

Ллюминатмьш pac/nggp расмьш Caf ,55 .

3/ie/(mflodua uj а г-х камерном аппарате

Sffa

Гидроксид оллюмишл pacmSap

,-J,7

/(алйцина1 ия

I Глцнозем

Боксит

т

S amSa/j

/ люми атнйш pacmSoa

1J-fJ5

Sb/ffpi/vi/Sa/ f/e