Способ гидрохимической переработки алунита Советский патент 1993 года по МПК C01F7/06 

Изобретение относится к гидрохимическим способам переработки глиноземсо- держащего сырья, в частности - алунита.

Практическая переработка на глинозем пересыщенных по фосфату натрия алюми- натных растворов сопряжена с кристаллизацией фосфата натрия также на стенках технологической аппаратуры и трубопроводов, что вызывает повышенные трудозатраты на чистку аппаратуры с удалением наростов фосфорных солей на шламовое поле.

С использованием метода геохимической корреляции установлено, что фосфор в алунитах содержится в виде минерала фос- фосидерита FeP04-2H20. В процессе выщелачивания алунита фосфор частично переходит в раствор по реакции:

FeP04-2H2O + 3NaOH

№зР04 + Ре(ОН)з + 2Н2О(1)

При степени извлечения фосфора в алю- минатный раствор 40,3% от содержания в алуните, содержащем 0,169 мас.% P20s и удельном расходе сырого алунита на 1 т А 20зпрод. на уровне 7483,7 кг потери едких щелочей за счет выщелачивания фосфора составляют 6,71 кг по NaizO на 1 т продукционного глинозема или около 1,9 тыс.тонн в год по МаОН при годовой мощности по глинозему 220 тыс.т, что является значительной величиной. Данное количество едких щелочей теряется безвозвратно.

Цель изобретения - снижение затрат едких щелочей и уменьшение содержания примеси оксида фосфора в продукционном глиноземе.

со

ш ю

СА

СА)

Указанная цель достигается тем, что в способе гидрохимической переработки алу- нита, включающем обработку сырого или восстановленного алунита оборотным щелочным раствором, отделение и промывку алунитового шлама с получением алюми- натного раствора и промводы отвального алунитового шлама, обескремнивание алю- мйнатногр раствора и контрольную фильтрацию с последующей упаркой и выделением сульфатных солей, отделение их от упаренного раствора, разбавление последнего промводой отвального алунитового. шлама и декомпозицию с получением гидроксида алюминия, промводы гидро- ксида алюминия и маточного раствора, направляемого на обработку алунита, кальцинацию гидроксида алюминия с получением продукционного глинозема, согласно изобретению, промводу гидроксида алюминия, полученную после декомпозиции алю- минатного раствора, с концентрацией 5 - 35 г/л по 1агОк обрабатывают известью, вводимой в количестве 4,2 - 17,7 г/л по СаО, а полученный фосфорсодержащий осадок направляют в систему промывки алунитового шлама на смешение с пульпой, имеющей концентрацию жидкой фазы 10-30 г/л по N320.

Выполненными лабораторными исследованиями, результаты которых подтверждены промышленными данными, установлена зависимость содержания оксида фосфора (V) в прокаленном глиноземе от концентрации фосфора в растворе, поступающем на декомпозицию при переработке алунитового сырья (табл.1). Концентрация основных компонентов в исходном растворе, поступающем на декомпозицию, составила: 100 - 125 г/л NaaOK; 30 - 50 г/л ЗОз; «к 2,0 - 2,1; % мол, К от суммы К + № 18-35.

Резкое увеличение содержания фосфора в глиноземе при концентрации исходного раствора 4,0 - 4,5 г/л РаОз связано с началом кристаллизации ортофосфата натрия совместно с гидроксидом алюминия. При концентрации оксида фосфора в алю- минатном растворе сферы декомпозиции менее 4,3 - 4,1 г/л образуется высококачественный глинозем, содержащий менее 0,002 мас.% PaOs. .

Установлено, что промвода гидроксида алюминия, получаемая после декомпозиции алюминатного раствора на стадии промывки водой продукционного гидроксида алюминия, наиболее обогащена фосфатом натрия, по отношению к концентрации МааОк по сравнению со щелочными алюминатными растворами любой стадии гидрохимической переработки алунита.

Промвода гидроксида алюминия - это слабый щелочной алюминатный раствор с

концентрацией 5-50 г/л по №аОк и каустическим модулем 3,9 - 4,1, образующийся при переработке алунитового сырья в количестве около 1 - 2 м3 на 1 т А Озпрод. Концентрация P20s в промводе 1,5-5 г/л.

Массовое соотношение концентраций оксида фосфора и №20к в промводе гидроксида алюминия в 3 - 4 рази выше, чем в маточном растворе после декомпозиции, что обусловлено растворением выделившегося совместно с гидроксидом алюминия фосфата натрия и десорбцией сорбированного в процессе декомпозиции ортофосфат- иона.

Экспериментально установлено, что посредством обработки промводы гидроксида алюминия с концентрацией 5-35 г/л по №20к известью, вводимой в количестве 4,2 - 17,7 г/л по СаО, фосфор может быть выделен в твердую фазу с одновременной

каустификацией фосфата натрия по реак- ции:

2№зР04 + ЗСа(ОН)2

Саз(Р04)2 + 6NaOH(2)

Одновременно идет реакция образования гидроалюмината кальция:

35

2№А(ОН)4 + ЗСа(ОН)2

ЗСаО-А120з-6Н20 + 2МаОН(3)

Температура обработки 70 - 90°С, продолжительность 2 - 4 ч. При более низкой температуре и продолжительности процесс осаждения фосфора протекает неполно0 стью, а при более высокой температуре степень осаждения фосфора не возрастает, но увеличиваются удельные капиталовложения за счет усложнения и увеличения количества аппаратуры.

5 с помощью кристаллооптического метода исследований и метода электронной микроскопии обнаружено, что осадки, полученные после обработки известью промводы гидроксида алюминия, представлены

0 частицами, имеющими плотные внешние оболочки, состоящие в основном из гидроалюмината кальция, экранирующие реакци- онноспособный гидроксид кальция, находящийся в центре частиц, от окружаю5 щего раствора. Фосфат кальция располагается, главным образом, во внутренней сфере частиц. Благодаря этому при глубоком осаждении фосфора до концентрации 0,05 - 0,2 г/л PaOs в конце процесса не идет диффузия фосфат-иона к центру частицы изза низкой концентрации фосфат-иона и из- за наличия защитного слоя гидроалюмината кальция. В результате не происходит полного эффективного использования реагента, а полученный фосфорсодержащий осадок содержит значительное количество глинозема ;(4-7мас.%).

Исследованиями установлено, что при обработке фосфорсодержащего- осадка, полученного посредством обработки известью промводы гидроксида алюминия, слабым алюминатным раствором с концентрацией 10 - 30 г/л по №20к, содержащим фосфат натрия, идет обменное взаимодействие гидроалюмината кальция, содержащегося в осадке, с фосфатом натрия, присутствующим в растворе, в результате которого алюминий из осадка переходит в раствор, а фосфор из раствора идет в осадок с одновременной каустификацией фосфата натрия по реакции:

ЗСаО-А120з-6Н20 + 2N32P04

Саз(Р04)2 + 2NaAI(OH)4 + 4NaOH (4)

Этот процесс сопровождается разрушением плотных оболочек гидроалюмината кальция на частицах фосфатного осадка, в результате чего начинается эффективная диффузия фосфат-иона из раствора к центру частиц, представленному реакционноспо- собным гидроксидом кальция, с образованием фосфата кальция по реакции (2). При этом существенно возрастает степень полезного использования извести, снижаются до минимальной величины потери алюми- ния с фосфорсодержащим осадком, увеличивается количество фосфора в осадке и Образуется дополнительное количество едких щелочей.

Определяющее значение для эффективного протекания реакций осаждения фосфора (2), (4) имеет количество вводимой извести и концентрация едких щелочей в сфере реакций.

Температура обработки фосфорсодержащего осадка слабым алюминатным раствором 50 - 90°С, продолжительность 4 - 12ч.

Целесообразно осуществлять обработку фосфорсодержащего осадка, полученного после обработки известью промводы гидроксида алюминия, слабым алюминатным раствором, содержащим фосфат натрия, посредством направления осадка или пульпы в систему промывки алунитового Шлама. В технологии производства глинозема обычно осуществляют шестикратную противоточную промывку алунитового шлама с подачей воды на промывку в последнюю стадию и сгущенного алунитового шлама - в первую. Жидкая фаза шламовой пульпы имеет на разных стадиях промывки, соответственно, различную концентрацию

от 60 до 1,5 - 2 г/л и концентрацию P20s. соответственно массовому соотношению концентраций P20g: Na20K 0,03 -0,04, каустический модуль 2 - 2,2. Целесообразно направлять фосфорсодержащий осадок (или

0 пульпу) в третью - четвертую стадии промывки алунитового шлама, имеющие концентрацию жидкой фазы 10-30 г/л по

№20к.

Таким образом осуществляется вывод

5 всего количества фосфора, поступающего в алюминатный раствор при выщелачивании алунита, из гидрохимического цикла получения глинозема. Причем около 55% общего количества осажденного фосфора выводит0 ся на стадии обработки известью промводы гидроксида алюминия, а около 45% - на стадии взаимодействия фосфорсодержаще- го осадка с жидкой фазой пульпы в системе промывки алунитового шлама. Осуществле5 ние вывода фосфора из щелочных алюми- натных растворов гидрохимического цикла получения глинозема из алунита приводит к установлению новых, более низких, чем в известном способе, концентраций оксидэ

0 фосфора в растворах на всех стадиях технологического процесса. При этом на декомпозицию алюминатного раствора поступает раствор с концентрацией Р20б менее 4 г/л, что ниже предела его насыщения фосфатом

5 натрия. Исключение насыщения растворов фосфатом натрия обеспечивает гарантированное получение высококачественного глинозема с содержанием оксида фосфора (У)менееО,002% мас.%.

0 В результате каустификации фосфата натрия по реакциям (2), (4) образуется 3 моля N320 на 1 моль оксида фосфора, содержащегося в конечном фосфорсодержащем осадке, направляемом совместно с

5 отвальным алунитовым шламом на шламовое поле.

При степени извлечения фосфора в раствор из алунита 41,2% может быть регенерировано, согласно изобретению, 6,2 кг

0 №20к на 1 т А120зпрод или около 1800 т NaOH в год при минимальных потерях алюминия, составляющих около 0,07 кг А120з на тонну продукционного глинозема, и затрате около 1800 т СаО в год при годовой мощности по

5 глинозему 220 тыс.т. При оптовых ценах на известь и едкий натр, соответственно 34,5 и 345 руб. за 1 т годовой экономический эффект от снижения потерь едких щелочей составит 559 тыс.руб. Дополнительный экономический эффект будет получен за счет

снятия штрафов за повышенное содержание фосфора в глиноземе, составивших только за 4 месяца 1991 г. около 210 тыс.руб., по от- счетным данным Гянджинского глиноземного комбината, или около 600 тыс,руб. в год. Общий годовой экономический эффект составит около 1,1 млн.руб.

Выбор заявляемых параметров процесса обработки известью промводы гидрокси- да алюминия, полученной после декомпозиции алюминатного раствора, а именно - концентрация NazOic B - 35 г/л и количество вводимой извести 4,2 - 17,7 г/л СаО, обусловлен тем, что при концентрации более 35 г/л по №аОк резко снижается степень осаждения фосфора, соответственно уменьшается количество регенерированных едких щелочей и возрастают потери алюминия с фосфорсодержащим осадком, при этом получают продукционный глинозем с повышенным содержанием оксида фосфора; нижний предел концентрации Мэ20к - 5 г/л обусловлен нижним пределом концентрации промаоды гидроксида алюминия, образующегося в производственном цикле гидрохимической переработки алуни- та. При дозировке извести более 17,7 г/л резко возрастают потери алюминия с фосфорсодержащим осадком, в то время как степень осаждения фосфора возрастает незначительно; при дозировке извести менее 4,2 г/л по СаО снижается степень осаждения фосфора, так же как и количество фосфора, выведенного из растворов гидрохимического цикла получения глинозема, и уменьшается количество регенерированных едких щелочей, а получаемый глинозем загрязнен оксидом фосфора сверх допустимых норм.

Выбор заявляемых параметров процесса смешения фосфорсодержащего осадка в системе промывки алунитового шлама с пульпой, имеющей концентрацию жидкой фазы 10 - 30 г/л по №аОк, обусловлен тем, что при концентрации менее 10 г/л noNaaOx фосфор не осаждается из раствора, а количество алюминия, присутствующее в осадке, не снижается, в связи с чем возрастают потери глинозема, уменьшается количество регенерированных едких щелочей и образуется глинозем, загрязненный оксидом фосфора; при концентрации более 30 г/л NaaOx практически не идет взаимодействие гидроалюмината кальция, присутствующего в фосфорсодержащем осадке, с фосфатом натрия, но происходит образование дополнительного количества гидроалгомината кальция, в результате чего резко возрастают потери алюминия с фосфорсодержащим осадком, уменьшается количество регенерированных едких щелочей и образуется глинозем, загрязненный оксидом фосфора выше допустимых норм его содержания.

5При концентрации промводы гидроксида алюминия 5-35 г/л по NaaO, количество вводимой извести на обработку промводы 4,2 - 17,7 г/л по СаО, а также при направлении полученного фосфорсодержащего осад0 ка в систему промывки алунитового шлама на смешение с пульпой, имеющей концентрацию жидкой фазы 10 - 30 г/я по Na20K, из гидрохимического цикла получения глинозема выводится практически весь фосфор,

5 поступающий в алюмосиликатный раствор в процессе выщелачивания алунита. При этом устанавливается более низкий уровень концентрации оксида фосфора в производственных растворах, далекий от

0 уровня насыщения фосфатом натрия, а получаемый глинозем содержит менее 0,002 мас.% PaOs; одновременно производится каустификация фосфата натрия с получением едкой щелочи в количестве около

5 5,2 - 6,2 кг по МааОк на 1 т продукционного глинозема.

Экономический эффект от снижения потерь едких щелочей и уменьшения содержания оксида фосфора в глиноземе около

0 1,1 млн. руб. в год при годовой мощности по глинозему 220 тыс.т, Дополнительный экономический эффект - от снижения затрат на чистку технологической аппаратуры.

Заявляемое техническое решение отли5 чается от прототипа тем, что осуществляют вывод всего количества фосфора, поступающего в алюминатный раствор при выщелачивании алунита, из гидрохимического цикла переработки алунита в два этапа: сна0 чала - посредством обработки промводы гидроксида алюминия известью при определенной концентрации промводы и дозировке извести, причем одновременно с фосфором на данном этапе в осадок пере5 ходит некоторое количество алюминия в виде гидроалюмината кальция, а затем - посредством обработки фосфорсодержащего осадка, полученного на первом этапе, промводой отвального алунитового

0 шлама в системе его промывки при определенной концентрации жидкой фазы пульпы, в процессе та#ой обработки алюминий из осадка переходит в раствор, а фосфор из раствора - в шлам. Посредст5 вом осаждения фосфора гидроксидом и гидроалюминатом кальция осуществляется каустификация фосфата натрия, в результате которой регенерируется около 90% едких щелочей, затрачиваемых на выщелачивание фосфора из алунита,

Путем выведения фосфора из гидрохимического цикла переработки алунита понижают концентрацию фосфора во всех растворах ниже уровня растворимости фосфата натрия. При этом получают глинозем, не загрязненный оксидом фосфора, и исключают зарастание технологической аппаратуры фосфатом натрия.

В способе по прототипу безвозвратно теряются едкие щелочи, затрачиваемые на выщелачивание фосфора из алунита. Концентрация фосфора в технологических алюминатных растворах находится на предельном уровне растворимости фосфата натрия в условиях процессов декомпозиции и выпарки, а получаемый глинозем загрязнен фосфатом натрия (оксидом фосфора) из-за кристаллизации фосфата натрия совместно с гидроксидом алюминия в процессе декомпозиции алюминатного раствора.

П р и м е р ы. В установившемся равновесном процессе для получения 1000 кг Продукционного глинозема переработали 7483,7 кг сырого алунита с содержанием 18,2% 1,4% NaaO; 3.5% КаО; 19% 50з; 44% S«02; 6,5% НаОсвяз; 0,4% Н20внешн; 0,169% PaOs: 6,83% проч.

Сырой алунит подвергли сухому размолу, обжигу при температуре 500 - 520°С для дегидратации алунитовой руды с последующим восстановлением при температуре 550 - 560°С элементарной серой, получив 6159,8 кг восстановленного алунита с содержанием 22,1% 10% 5Оз; 53.5% SI02; 1,7% Na20; 4,2% КгО; 0,206% Р205; 8,29% проч. Далее обработали алунит при температуре 50 - 55°С в течение 2 ч 23,7 м3 оборотного щелочного раствора с концентрацией 124,5 г/л по 3,52 г/л Р20б; каустический модуль - 3,99. Оборотный раствор приготовлен смешением 21,33 м маточного раствора после декомпозиции с концентрацией 3,83 г/л P20s и 2,37 м3 раствора после конверсии сульфатных солей едким кали с концентрацией 0,71 г/л P20s, полученными в предыдущем цикле переработки алунита.

В процессе выщелачивания фосфор, содержащийся & восстановленном алуните в вйдефосфосидерита (РеРСм), взаимодействует с едкими щелочами по реакции (1). Степень извлечения фосфора в алюминат- ный раствор составила 41,2%. а потери едких щелочей на извлечение фосфора - 6,9 кг по Na20ic кг на 1 т продукционного глинозема.

Пульпу после выщелачивания разделили с помощью гидросепаратора на илистую и песковую фракции. Песковую фракцию отфильтровали на наливном фильтре и подвергли промывке водой на фильтре. Илистую фракцию направили на сгущение. Полученный алюминатный раствор подвергли обескремниванию при температуре 100 - 105°С в течение 6 ч в присутствии затравки белого шлама. Получили 20,2 м обескремненного алюминатного раствора, содержащего 100 г/л №20к; 83,5 г/л А120з;

0 69,1 г/л 50з; 3,46 г/л Р205.

Сгущенный алунитовый шлам поступил с систему шестикратной противоточной промывки в промывателях, где на первую стадию поступает сгущенный шлам, а на

5 шестую - вода для промывки. На каждой стадии шестикратной противоточной промывки пульпа содержит около 9,8 м жидкой фазы с концентрацией около 55 г/л по Na2OK на первой стадии и около 1,6 г/л Ма20к 0 на последней с промежуточной концентрацией Na20x от 55 до 1,6 г/л на остальных стадиях промывки шлама. Жидкие фазы пульп системы промывки алунитового шлама содержат, как и алюминатный раствор.

5 фосфат натрия, т.к. они являются разбавленным до различной степени алюминатным раствором, изначально присутствовавшим в жидкой фазе сгущенного алунитового шлама.

0 На третью стадию промывки с концентрацией жидкой фазы 15 г/л по Na20io 12,3 г/л А120з; 0,51 г/л P20s (объем 9,8 м3) подали пульпу фосфорсодержащего осадка, полученную обработкой известью промво5 ды гидроксида алюминия в предыдущем цикле. Количество жидкой фазы добавленной пульпы - 1 м3, ее концентрация: 27,4 г/л Na20K: 9,5 г/л 0,14 г/л P2Os. Количество твердой фазы добавленной пульпы

0 14.02 кг, содержание массовых долей: 53,7% СаО: 17,6% P20s 5% 14.4% п.п.п. (1000°С); 5,7% проч. Совместно с алу- нитовым шламом фосфорсодержащий осадок обрабатывали слабым алюминатным

5 раствором, содержащим фосфат, в течение 6 ч на данной стадии промывки при температуре 55°С. Концентрация жидкой фазы пульпы алунитового шлама после взаимодействия с фосфорсордержащим осадком:

0 16,3 г/л Na20K: 12,1 г/л 0,26 г/л P20s (объем - 10,8 м. Далее фосфорсодержащий осадок совместно с алунитовым шламом поступил на остальные стадии промывки (четвертую-шестую). В результате получили

5 4450.3 кг твердой фазы отвального шлама, в том числе - 4435,8 кг отвального алунитового шлама с содержанием 7,8% А120з; 1,8% Na20; 0.8% KiO; 0,29% 50з; 74,4% SI02; 3,1% Н2ОсВЯЭ; 0,168% P20s; 11,64% проч, а также - 14,5 кг конечного фосфорсодержащего осадка с содержанием 55,4% СаО; 33,8% PzOs; 0,5% 5,7% п.п.п.; 5,6% проч. (к прочим относятся диоксид кремния, окислы щелочных металлов и др.). Потери глинозема с фосфорсодержащим осадком составили 0,08 кг на 1 т А1гРзпрод. Шлам направили на шламовое поле в виде пульпы, содержащей 5,52 м3 жидкой фазы с концентрацией 1,6 г/л NaaOtc, 0,04 г/л PzOs. После промывки получили Ю,8 м промводы от- вального алунитового шлама с концентрацией 58 г/л МааОк,1 1,52 г/л .

В системе промывки алунитового шлама имеет место взаимодействие гидроалюмината кальция, содержащегося в оборотном фосфорсодержащем осадке, с фосфатом натрия, присутствующим в жидкой фазе пульпы, по реакции (4) с образованием фосфата натрия и регенерацией алюминия/присутствовавшего в осадке, а также - с образованием едких щелочей. Кроме того в результате разрушения плотных пленок гидроалюмината кальция идет взаимодействие избыточного гидроксида кальция, находящегося в центре частиц фосфорсодержащего осадка, с фосфатом натрия по реакции (2). Количество едких щелочей, образовавшихся в системе промывки алунитового шлама по реакциям (2), (4), составило 3 кг по Na20K. Количество выделен- ного из раствора фосфора - 45.3% от общего количества фосфора, содержащегося в конечном фосфорсодержащем осадке, направляемом на шламовое поле совместно с алунитовым шламом.

Алюминатный раствор упарили до концентрации 150 г/л по Na2OK, получив 13,07 м3 упаренного раствора с концентрацией 5,2 г/л Р205 и 1340 кг, по сухому, сульфатных солей калия, натрия с влажностью около 20 мас.% (сульфатные соли отделили от упаренного раствора сгущением с последующей фильтрацией на барабанном вакуум-фильтре). Фосфат натрия не кристаллизуется с сульфатами в процессе упарки и отделения сульфатных солей, т.к. концентрация фосфата натрия ниже уровня его растворимости в упаренном растворе при температуре отделения сульфатных солей (75°С). Содержание PaOs в сульфатных солях-0,14 мас.%.

Сульфатные соли калия, натрия направили на двухстадийную противоточную конверсию раствором едкого кали при температуре 50°С, Получили 1275,1 гпродукци- онного сульфата калия с содержанием 0,01% 2Об и 2,37 м3 раствора после конверсии с концентрацией 147,5 г/л Ма20к; 0,71 г /л PaOs, который использовали на стадии выщелачивания алунита,

Упаренный раствор разбавили промво- дой отвального алунитового шлама, получив 23,9 м3 раствора с концентрацией 108,2 г/л ЫааОк; 3.53 г/л P20s, который направили на декомпозицию. Декомпозицию провели в течение 70 ч при постепенном охлаждении раствора до температуры 40 - 45°С. В процессе декомпозиции не происходит кристаллизация фосфата натрия совместно с гидроксидом алюминия, т.е. концентрация фосфата натрия в растворе ниже уровня растворимости при температуре процесса декомпозиции. Выделившийся гидроксид алюминия отделили сгущением с фильтрацией сгущенной пульпы на барабанном фильтре. Осадок промыли на фильтре 1 м3 воды. Получили 1525,7 кг продукционного гидроксида алюминия, после кальцинации которого образовалось 1000 кг продукционного глинозема с содержанием А1аОз - 99%; PiOs- 0,0015 мас.%. Продукционный глинозем не загрязнен оксидом фосфора выше допустимых норм.

После отделения гидроксида алюминия получено 21,33 м маточного раствора с концентрацией около 122 г/л по Ма20к: 3,83 г/л P20s, который направили на выщелачивание алунита.

После промывки гидроксида алюминия образовалось около 1 м промводы гидроксида алюминия с концентрацией 24,2 г/л Na20K; 10,2 г/л 2,6 г/л P20s (каустический модуль - 3,9).

Промводу гидроксида алюминия обработали известью при температуре 80°С в течение 2 ч. Количество введенной извести составило 8,04 г, в пересчете на СаО, что соответствует дозировке 3,09 кг СаО на 1 кг P20s в промводе. После обработки жидкая фаза пульпы имеет концентрацию 27,4 г/л 9.5 г/л АЬОз; 0,14 г/л P20s (каустический модуль 4,74). Содержание массовых долей в твердой фазе пульпы: 53,7% СаО; 17,6% P20s; 5% 14,4% п.п.п.; 5,7% проч.. количество твердой фазы - 14,02 кг. В процессе обработки известью промводы гидроксида алюминия происходит осаждение фосфора и алюминия по реакциям (2), (3). Степень осаждения фосфора - 94,6% от содержания в исходной промводе гидроксида алюминия или 54.7% от общего количества фосфора, удаленного на шламовое поле в составе отвального алунитового шлама в виде конечного фосфорсодержащего осадка. Количество осажденного алюминия 0,7 кг по АЬОз. Одновременно происходит каустифи- кация фосфата натрия, в результате которой образовалось 3,2 кг едких щелочей по

МЭ20к.

Пульпу, полученную после обработки известью промводы гидроксида алюминия, в составе которой находится фосфорсодержащий осадок, направили в систему промывки алунитового шлама последующего цикла переработки алунита на смешение с пульпой, содержащей в жидкой фазе 15 г/л Na20K.

Таким образом посредством обработки известью промводы гидроксида алюминия с последующим направлением полученного фосфорсодержащего осадка в систему промывки алунитового шлама, выделили в твердую фазу и удалили в составе отвального алунитового шлама более 90% фосфора от его количества, поступившего в алюминат- ный раствор при выщелачивании алунита. Установившиеся концентрации оксида фосфора в технологических растворах всех стадий гидрохимической переработки алунита ниже уровня растворимости фосфата натрия. Благодаря этому фосфат натрия не кристаллизуется ни в процессе декомпозиции, ни на стадии упарки и сгущения сульфатных солей, что имеет место в способе по прототипу. Получаемый глинозем не загрязнен оксидом фосфора выше допустимых норм его содержания. Образуются едкие щелочи в количестве около 6,2 кг на 1 т А Озпрод. по МааОк или около 1800 т в год по NaOH при годовой мощности по глинозему 220 тыс.т. которые теряются безвозвратно в способе по прототипу.

В табл.2 для дополнительного пояснения приведен баланс распределения фосфора в описанном выше примере переработки алунита на 1т продукционного глинозема.

Далее осуществляли переработку алунита, аналогично вышеописанному примеру. В отличие от вышеописанного примера, промвода гидроксида алюминия содержит различное количество оксида фосфора (5 - 1,5 г/л P20s). Промводу обработали известью, вводимой в различных количествах от 18,5 до 3 г/л по СаО, в тех же условиях. Результаты представлены в табл.3, 4. При количестве вводимой извести более 17,7 г/л возрастают в 5 раз потери глинозема с конечным фосфорсодержащим осадком, при количестве извести менее 4,2 г/л по СаО резко снижается степень осаждения фосфора из промводы гидроксида алюминия, а получаемый глинозем загрязнен оксидом фосфора выше допустимых норм. При количестве извести 17,7 - 4,2 г/л по СаО получают глинозем с содержанием оксида фосфора менее 0,002 мас.%. потери глинозема с конечным фосфорсодержащим осадком, удаляемым на шламовое поле, составляют незначительную величину 0,06 0,10 кг на 1 т А120зпрод., а на стадии обработки известью промводы гидроксида алюминия регенерируется 2 - 6 кг NaaO на 1 т

А120зпрод.

5Кроме того осуществляли переработку алунита, аналогично вышеописанному примеру, в отличие от которого промвода гидроксида алюминия при той же концентрации оксида фосфора содержит различное

0 количество Na2UK от 5 до 45 г/л (OK 3,9), Дозировка извести на обработку промводы гидроксида алюминия также составила .8,04 г/л по СаО. Результаты, представленные в табл.5, свидетельствуют о том, что

5 при концентрации более 35 г/л Na20« равновесие реакции (1) начинает смещаться влево, при этом активизируется реакция образования гидроалюмината кальция и резко возрастают потери алюминия с ко0 нечным фосфорсодержащим осадком. Степень осаждения фосфора резко снижается, а получаемый глинозем загрязнен оксидом фосфора. При концентрации 5 - 35 г/л степень осаждения фосфора состав5 ляет 82 - 96% от содержания в промводе гидроксида алюминия, а потери алюминия с конечным фосфорсодержащим осадком составляют минимальную величину.

При концентрации промводы 5-35 г/л

0 по №20к получаемый глинозем не загрязнен оксидом фосфора.

В качестве дополнительного примера промводу гидроксида алюминия с концентрацией 45 г/л Na20K; 2,6 г/л Р20б(обьем 5 1 м ) разбавили водой до концентрации 35 г/л по №20к. В разбавленную промводу ввели 6,2 г/л СаО и далее осуществили технологический процесс, аналогично вышеописанному примеру переработки алунита.

0 Степень осаждения фосфора из промводы составила 82,5%, потери глинозема с конечным фосфорсодержащим осадком - 0.08 кг на 1 т А120з, массовая доля оксида фосфора в продукционном глиноземе менее 0,002%,

5 количество регенерированной едкой щелочи - 6,2 кг по Na20 на 1 т продукционного глинозема.

Аналогично вышеописанному примеру осуществили переработку алунита с обра0 боткой известью промводы гидроксида алюминия с исходной концентрацией 24,2 г/л Na20K: 10,2 г/л А120з: 2.6 г/л P20s в тех же условиях, соответственно, получив пульпу, содержащую 1 м жидкой фазы с концентра5 цией 27,4 г/л Na20K; 9,5 г/л А120з; 0,14 г/л P20s и 14.02 кг твердой фазы фосфорсодержащего осадка с содержанием 53,7% СаО; 17.6% Р205; 5,0% 14,4% п.п.п.; 5.7% проч. Полученный фосфорсодержащий осадок направили в виде пульпы в систему

промывки алунитового шлама на смешение с пульпой, имеющей в отличие от вышеописанного примера, различную концентрацию жидкой фазы от 5 до 35 г/л по NazO. Полученные результаты, представленные в табл.6, 7, свидетельствуют о том, что концентрация менее 10 г/л по МааОкфосфор не переходит из раствора в осадок, при этом достигаемая степень осаждения фосфора недостаточна для получения высококачест- венного глинозема. Получаемый глинозем загрязнен оксидом фосфора до содержания 0,004 мае. %, а количество регенерированных едких щелочей резко снижается. При концентрации более 30 г/л по №аОк фосфор также не осаждается из раствора, но происходит дополнительное обогащение фосфорсодержащего осадка алюминием, в результате чего потери алюминия с конечным фосфорсодержащим осадком возраста- ют до 1,3 кг на 1 т продукционного глинозема. Получаемый глинозем загрязнен оксидом фосфора, а количество регенерированных едких щелочей также резко снижается. При концентрации 10 .- 30 г/л по NazOie образуется продукционный глинозем с содержанием оксида фосфора менее 0,002 мас.%, потери алюминия с фосфорсодержащим осадком составляют минимальную величину, а количество регенерированных едких щелочей составляет 5,2 - 6,2 кг по ЫагОк на 1 т продукционного глинозема.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет уменьшить содержание оксида фосфора в продукционном глиноземе за счет выведения фосфора, поступающего в алюминатный раствор при выщелачивании алунита, из гидрохимического

цикла получения глинозема, а также снизить затраты едких щелочей за счет регенерации едких щелочей,затрачиваемых на извлечение фосфора из алунита в алюминатный раствор, количество которых составляет значительную величину, что обусловлено специфическими свойствами алунитового сырья.

Формула изобретения Способ гидрохимической переработки алунита, включающий обработку сырого или восстановленного алунита оборотным щелочным раствором, отделение и промывку алунитового шлама, обескремнивание алюминатного раствора и контрольную фильтрацию с последующей упаркой и выделением сульфатных солей, отделение их от упаренного раствора, разбавление последнего промводой отвального алунитового шлама и декомпозицию алюминатного раствора с получением гидроксида алюминия, промводы гидроксидэ алюминия и маточного раствора, используемого в качестве оборотного щелочного раствора при обработке алунита, кальцинацию гидроксида алюминия с получением продукционного глинозема, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат едких щелочей и уменьшения содержания примеси оксида фосфора в продукционном глиноземе, про- мводу гидроксида алюминия с концентрацией 5-35 г/л МааОк обрабатывают известью в количестве 4,2 -17,7 г/л по СаО с получением фосфорсодержащего осадка и подачей его на промывку алунитового шлама путем смешения с пульпой, имеющей концентрацию жидкой фазы 10-30 г/л по NaaO.

Использование: при переработке гли- ноземсодержащего сырья, в частности - алунита. Сущность: сырой или восстановленный алунит обрабатывают оборотным щелочным раствором, отделяют и промывают элунитовый шлам, обескремнивают алю- минатный раствор и подвергают его контрольной фильтрации. Раствор упаривают с выделением сульфатных солей и отделяют их от упаренного раствора, последний разбавляют промводой отвального алунитового шлама. Алюминатный раствор подвергают декомпозиции с получением гидроксида алюминия, промводы гидроксида алюминия и маточного раствора, используемого в качестве оборотного щелочного раствора при обработке алунита. Полученный гидроксид алюминия кальцинируют. Промводу гидроксида алюминия с концентрацией 5-35 г/л Ыа20к обрабатывают известью в количестве 4,2 - 17,7 г/л по СаО с получением фосфорсодержащего осадка и подачей его на промывку алунитового шлама путем смешения его с пульпой, имеющей концентрацию жидкой фазы ТО - 30 г/л по Na20K. 7 табл. СО с

Т а б л и ц а 1

Зависимость содержания оксида фосфора в глиноземе от концентрации PaOs в растворе,

поступающем на декомпозицию

Таблица 2

Баланс распределения PaOs в процессе гидрохимической переработки алунита предлагаемым способом на 1 т А120зпрод,

Таблица 3

Влияние количества извести, вводимой на обработку промводы гидроксида алюминия, на показатели гидрохимической переработки алунита

Таблица 5

Влияние концентрации ЫааОк в промводе гидроксида алюминия при обработке известью на показатели гидрохимической переработки алунита

Таблица 6

Влияние концентрации На О в жидкой фазе пульпы системы промывки алунитового шлама при смешении с фосфорсодержащим осадком на показателе гидрохимической переработки

алуиита

Т аблица 7 Химический состав осадков и концентрации растворов к примерам 8-12 (табл.6}