Способ очистки теплообменного аппарата от осадка выщелачивания боксита Советский патент 1993 года по МПК F28G9/00 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для очистки теплопередающих поверхностей аппаратов для выщелачивания бокситов.

Цель изобретения - снижение энергозатрат на очистку теплообменного оборудо- вания .от осадка, образовавшегося в процессе выщелачивания боксита.

Это достигается тем. что перед промывкой осуществляют нагрев моющего щелоче- алюминатного раствора до температуры 140-280°С следующим введением в него извести со скоростью 0,6-6,0 г/л ч.

Проведенными исследованиями было установлено: эффект очистки теплообмен- ных поверхностей достигается при создании в аппарате условий, при которых

основные фазы инкрустаций (гидроалюмосиликат натрия, гематит, перовскит, бемит) неравновесны и, в случае присутствия в системе свободной извести, образуемся новая равновесная в данных условиях фаза, в основе которой алюможелезистый гидрогранат (в который частично входит и оксид титана). Причем образование в аппарате этой фазы идет в объеме раствора, а не на теплопередающей поверхности. В случае разового (единовременного) ввода в промывной раствор необходимого количества извести она достаточно быстро связывается в трехкальциевый гидроалюминат еще до поступления в промываемую систему и в дальнейшем образование алюможелезисто- го гидрограната идет, в основном, в диффу00

со

сЈ

Јь ю

CJ

зионной области взаимодействия, что существенно замедляет процесс очистки оборудования. Предлагаемый способ осуществления очистки кардинальным образом меняет схему взаимодействия. Ввод свободной извести в раствор со скоростью 0,6-6,0 г/л ч непосредственно перед его поступлением в прогретую до заданной температуры установку обеспечивает перевод процесса образования алюможелезистого гидрограната преимущественно в кинетичё- скую область взаимодействия, что в конечном итоге позволяет значительно ускорить процесс очистки оборудования и, как следствие этого, сократить затраты энергии на операцию очистки.

Конкретная величина скорости подачи извести в интервале 0,6-6,0 г/л ч определяется температурой процесса промывки, концентрацией и каустическим модулем промывного раствора, минералогией перерабатываемого боксита и величиной межпромывочного цикла. Увеличение скорости подачи извести свыше 6,0 г/л ч вызывает снижение скорости процесса очистки и тем самым увеличение энергозатрат, уменьшение менее 0,6 г/л ч нецелесообразно, т.к. не оказывая существенного влияния на разложение осадка, увеличивает период ввода необходимого количества извести.

Суспензию, полученную после очистки теплообменного оборудования, сгущают до отношения Ж:Т (2-3): 1 и разделяют. Cry- щенный шлам направляют на приготовление сырой автоклавной пульпы, а осветленный раствор, после корректировки состава, на очередную промывку оборудования.

П р и м е р 1. Теплообменные поверхности автоклавной батареи для выщелачмва- ния при температуре 240°С гвинейского боксита (состав, %: 44,7 Аб20з; 24,6 Ре20з; 2,1 S1O2I 2,5 ТЮ2; 0,3 СаО) через 30 суток работы зарастали осадком толщиной 1,0- 1,5 мм. При этом температура выщелэчива- ния понижалась до 232°С. Для промывки батареи готовили 1400 м3 раствора с концентрацией 250 г/л №20к, Ok 17. Автоклавная батарея запускалась м прогревалась до 230°С на приготовленном растворе, после чего в него непосредственно перед поступлением в батарею подавалось известковое молоко, содержащее 230 г/л СаОакт. Скорость ввода СаО составляла 1,3 г/л ч до общего содержания в промыв- ном растворе 10 г/л-СаОакт. Продолжительность промывки 8 ч. После этого батарею разгружали и запускали нэ сырой автоклавной пульпе. Температура выщелачивания боксита после промывки составляла 240QC, степень очистки теплообменных поверхностей 100%. Полученная в результате промывки суспензия, содержащая 40 г/л твердого, сгущалась до Ж:Т 2,5:1. Сгущен- , содержащий, %: 24,9 СаО; 7,5 29,5 Рв20з; 2,5 1102; 8,9 SI02: 0,1 Na20, направлялся на приготовление сырой автоклавной пульпы. Слив сгустителя, содержащий 253 г/л Ма20к, а к 13,3, после корректировки концентрации и модуля повторно использовался для промывки.

П р и м е р 2. Высокотемпературный трубчатый выщелачиватель субровского боксита (состав, %: 51,2 А120з; 21,2 РеаОз; 3,92 SI02: 4,51 СаО; 3,0 TI02) через 21 сутки работы зарастал осадком толщиной 2-3 мм. Промывался раствором, содержащим 150 г/л Ма20к, а к 10, при температуре 280°С и скорости ввода СаО 6,0 г/л ч.

Общее содержание СаО в промывном растворе 15 г/л, продолжительность промывки 2,5 часа. Степень очистки поверхностей от осадка 100%. Далее, как в примере 1.

Результаты проведения испытаний и режимы в сравнении с известным способом представлены в табл. 1 и 2. Как видно из этих данных, очистка теплообменного оборудования в предлагаемых условиях обеспечивает значительное (на 11-60%) сокращение продолжительности процесса в отличие от известного способа, где продолжительность достигает величины 36 ч.

Преимущество изобретения по сравнению с известным способом заключается в существенной интенсификации процесса и, как следствие этого, сокращении на 11-60% энергетических затрат на операцию очистки теплообменного оборудования.

Формула изобретения

Способ очистки теплообменного аппарата от осадка выщелачивания боксита, включающий циркуляционную промывку аппарата моющим щелочеалюминатным раствором с каустическим модулем 8-20, содержащим 5-30 г/л СаОакт при 140-280°С, отличающийся тем, что перед промывкой осуществляют нагрев моющего щелочеалюминатного раствора до 140- 280°С с последующим введением в него извести со скоростью 0,6-6, ч.

Та б л и ц а 2

00 CJ

« О)

А а

Использование: для очистки теплопередающих поверхностей аппаратов для выще- лачивания бокситов. Сущность изобретения: нагревают щелочеалюминат- ный раствор до-t° 140-280°C, вводят известковое молоко, содержащее СаОакт, со скоростью 0,6-6,0 г/л ч. Осуществляют циркуляционную прошивку аппарата моющим щелочеалюминатным раствором с каустическим модулем 8-20, содержащим 5-30 г/л СаОакт, при 140-280°С. 2 табл.