Способ обработки гетитсодержащих бокситов Советский патент 1977 года по МПК C01F7/06 

1

Изобретение относится к области цветноЬ металлургии, в частности к технологии получения глинозема из гетитсодержащих бокситов по методу Байера.

Известен способ обработки гетитсодержащих бокситов по методу Байера, включающий выщелачивание алюминатным раствором концентрации г/л каусти ской щелочи при температуре 180-ЗОО С в присутствии извести fl. Однако отмечается невысокое извлечение глинозема и по вишенные потери каустической щелочи с IКрасным шламом.

Цел{ изобретения - повышение извлечения глинозема и сокращение потерь каусти- ческой щелочи. Это достигается тем, что выщелачивание ведут в присутствии сульфатной соли, предпочтительно сульфата натрия, при содержании сульфат-иона в раство;ре 1-7 г/л.

Преимущества одновременного использования СаО и показаны на чертеже при обработке гетитсодержащего боксита бемитового типа, содержашего 6% SlOj.flH- аграмма показывает влияние NaCt илиЫаг.5

добавленных в различных количествах выщелачивающему раствору, содержащему СаО (считая на сухой вес боксита). На диаграмме выход (в %) является функцией количества добавленной соли (в г/ В этих экспериментах боксит выщелачивали при 245 С в течение 30 мин. Крнва 1 относится к использованию Ыа.,а кривая 2 - к использованию КаС.

Для выщелачивания используют щелок, содержащий 223,2 г/л |||QJr0 дJдVv oляpнoe отношение раствора после выщелачивания меняется между 1,32 и 1,34. Как видно из чертежа использование Na2.SOi| даже в количестве, меньшем 3 г/л, приводит к лучшему выходу AtxOj,4eM использование NdCl в количестве 2О г/л. Образующиеся при добавлении KajSOti натрийалю- минийгидросиликаты хорощо вы1целачиваются. Сернокислый натрий, использованный в количестве 3-5 г/л, только .в незначительной степени повыщает уровень солей в смеси,. затормаживающее действие на перемешивание является ничтожно малым При использовании в качестве добавки сер- нокислого натрия и при проведений рыпе- лачивания натрийалюминийгидросиликатов ноэеанового типа и карбонатканкринитрэво.Го типа на стадии промывки потери щело чи могут быть уменьшены на . Коп да добавляют один-WOiSOitja именно без СаО, образование канкринита промо1ируетев в меньшей степени, чем в случае комбинации с СаО; Б последнем случаед..jcpraa добавляют также и СаО относительное ко- личество канкринита (нозеана) увеличшзает ся примерно вдвое. При работе с гематитсодержащими бокс тами бемитового или диаспорового типов преимущества, получаемые при конверсии гетит-гематит не проявляются. Однако увеличкВается скорость реакции, сокращается время выщелачивания, происходит полное .че диаспора и устанрвлелие моля ного отношения, близкого к равновесному которое снижает температуру нагревания на 5-1О% и уменьшает молярное отношени после выщелачивания {а именно, увеличива ет эффективность процесса) на несколько процентов. Преимущества, получаемые при использовании сульфатов, особенно рульфата нат-« рия, в качестве добавки являются крайне неожиданными, так как в соответствии с технической литературой сульфаты единс - душно рассматривались как нежелательные загрязнения в процессе Байера. Кроме гого, сульфат натрия благоприятно действует в присутствии СаО даже, при низких концентрациях порядка 3-4 г/л. Алюминатный щелок с кремнеземных установок содержит сульфат натрия в количестве, обычно меньшем чем 1 г/л, так как сульфат натрия, присутствующий в относительно низких концентрациях, постоянно выводится из системы вместе с красным шламом. СаО и сульфатные соли могут быть с пользой до-- бавлены также и к щелокам, содержащим NaOE. В таких повышающее ак- тивность действие NciCE комбинируется с перечисленными преимуществами. При работе с бокситами с высоким содержанием кремниевой кислоты снижаются потери каустической соды. Однако способ может быть также применен с отличными реазультатами к работе и гетитсодержащим бокситами с низким содержанием SiOg,В последнем случае добавление сульфата натрия вместе с СаО значительно сокращает время, необходимое для превращения гетит-гематит, снижает требующуЕося ми нимальную температуру, а растворение AtiOj происходит даже при равновесном молярном отнощенки. Обычно в таких едучаях минимально Т{ эбующееся количество улы|)ата натрия Б щелоке устанавливают олько в начале npoueccaj а так как сулц-. ат натрия почти не удаляется из системы вместе с красным щламом, то контролируют толькор чтобы содержание сульфата натрия не снижалось ниже минимального, требующегося при отделении соли иди при выщелачивании,, СаО может быть добавлена в незначительном избытке, когда сульфат натрия добавляют вместе с СаО, и, таким образом, можно .подавить;образование кальций-алюминатов. Боксит выщелачигзают в присутствии СаО, считая на сухой вес боксита (действительное количество СаО зависит от содержаний гетита и от энергии связи атомов алюминия в 1еткте) в выщелачивающем растворе содержащем 1, г/л супьфата натрия, в аатоклйзе, нагретом до 18О-250 Сэ предпочтительно до 24О 25О С( или в трубчатом реакторе, нагретом до 240-ЗОО С. Концентрация щелочи в растворе зависит в основном от эконо мического оптимума данного Байеровского процесса и может меняться в широких пре« делах от ISO до ЗОО г/л «.дустич. Полученный красный шлам выщелачивают известковым молоком (Са/ОН, предпочти тельно во время операций по промывке, а содержание сульфата в циркулирующем щелоке поддерживается на постоянном уровне при восполнении потерь. Можно также добавлять ah;ecTO прокаленной извести и сульфатной соли гипс или такие содержащие гипс вещества, как сульфат, и добавлять СаО в количестве, уменьшенном на содержа ние кальция в гипсе, СаО можно прибавлять к смеси в виде СаСО§. В этом случае йс- TO4KLKOM CaCOi является боксит с кальки- J товыми загрязнениями. При температуре выщелачивания CaCOj раэпагается на Ca(OH)g и .. При работе с боксрьтами, загрязненными кальцитом и/илк доломитом, количество СаО; которое должно быть добавлено,нужно зменьшить на 1соличество СаО, обра- ззташевся при выщелачивании этих загрязне П р И tv е р 1 В качестве сырья используют боксит гетитового типа, в котором 5О% Ре О находится в виде гетргга, а в по следнем степень изоморфного замещения А .составляет 24 моль%. Этот боксит выщелачива. ют 30 мин при 245 С в щелоке, содержащем 223,2 г/л ,,3,5 г/л и 3% СаО (считая на сухой вес боксита) и имеющем молярное отношение 3,4. Молярное DTHoujeHHe алюминатнс го щелока 1,32 при выварт-е 3-7 4; 6 кг боксита а 1 м вь вароч HD.ro щелока. Сравнительный опыт проводят таким же образом, используя 3% СаО (считая н сухой вес боксита) в качестве добавки, но выщелачивающий раствор имеет более низкое исходное .содержание NajSQi, , равное 0,5 г/л. Химические и минеральные составы бокситов и красных шламов, образующихся при выщелачивании, приведены в табл 1 , Эти данные также представлены на черте же. Данные таблицы и чертежа показывают, что при использовании 3% СаО в присутствии 3,5 г/л (3 г/л сульфата натрия были прибавлены к исходному раствору) Д Ог содержащийся как в диаспоре, так и гетите, растворяется. При использовании же раствора с низким содержанием диаспор остается частично не выщелоченным, а гетит не превращенным. Степень превращения гетит-гематит составляет 95% в при сутствии 3% СаО и 3,5 г/л ,,площадь удельной поверхности красного шлама уменьщается от 23 до 10 , а выход возрастает от 82,5 до 87%, Сокра Ьхение площади удельной поверхности красно

Химический и минеральный состав бокситов и красного шлама ГО шлама соответствует 30% увеличению эффективности фильтрования. При добавлении 74% натрийалюминиевых силикатов имеющихся в красном щламе, представлявот собой легко выщелачивающийся канкринит, тогда как при использовании раствора с низким содержанием количество как- кринита только 43%. П р и м е р 2. Боксит гетитового типа, содержащий, % 50,1 Мг0.6,4 SiOj, 18,7 Ре.„ОЛ55% которого присутствуем в виде гртита), I выщелачивают при 235 С в раст- воре с молярным отношением 3,4 содержащем 2 2О /«NcijO ycri которому Добавлены 3% СаО и 4 г/л ,. На каждый 1 м5 раствора приходится 275 кг боксита, -Полученный красный шлам содержит, % 12;б ; з ; 14,7 SiOa; 8,8 . Во время процесса 85% гетита превращается в гематит, а бемит и диаспор, содержащиеся в боксите, поЛнос ью растворяются. Таким образом, выход в процессе составляет 89%, тогда как для обычного Байеровского процесса выход равен только 83% при проведении его в тех же .условиях.

Выход ЛЦОз Формула изобретения

Способ обработки гетитсодержаших бокг итов по методу Байера, включающий выще лачиванне алюминатным раствором концентрации г/л кауст№1еской щелочи вря температуре Г8О-300 С в присутствии навести., отличающийся теЦ: что, с пелыо повышения извлечения глшноэема и Ьокрашения потерь KaycTfi ecKoft щелочи, выщелачивание ведут в присутствии

86,0

87,а

82,5

сульфатной соли, предпочтительно сульфата натрия, при содержании сульфат-иона в раст воре 1-7 г/л.

Источники информации, прии5{тые во вни- iCiaHHe при экспертизе;

1. Бенеславский С. И., Тихонов Н. Н.,

Яшунин П. Б. Вещественный, с встав и ос-Ъовные технологические свойс1 а Румыискил бокситов . Труды ВАМИ , № 62, ЛенинГрад, 1068, с. 5-11.

85

К

81

frj

вз

f

81

20JH

f5

Ю