Способ обработки гетитсодержащего боксита Советский патент 1978 года по МПК C01F7/06 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к производству глинозема, и может быть использовано при получении глинозема из гетитсодержащего боксита по методу Байера.

Экономичность способа Байера определяется выходом окиси алюминия и поте рями едкого натра, влияние на экономич- ность оказывает и способность к отделению образующегося красного шлама,

Известен способ обработки гетитсодержасаего бсжсита по схеме Байера, включающий выщелачивание боксита при 180300 С раствором каустической щелочи концентрации 8О-ЗОО г/л в присутствии 1-20 г/л хлориоа натрия и/или сернокислой соли в количестве, обеспечивающем концентрацию сульфатных ионов 1-7 г/л, при добавке соединений кальция в количестве, обеспечивающем 2-6% окиси кальция в расчете ва вес сухого боксита. При этом температура преврашення гетита в гематий понижается |l.

Однако в известном способе скорость превращения гетита в гематит и скорост выщелачивания боксита недостаточна высока, что приводит в конечном счете к снижению выхода окиси алюминия.

Цель изобретения - ускорение процесса выщелачивания боксита и превращения гетита в гематит, а также повышение выхода окиси алюминия и уменьшение потери щелочи.

Это достигается тем, что в боксит добавляют с;оедннение, содержащее 0,22,О% ионов М2- и/или Мп в расчете на вес сухого боксита.

Кроме того, соединение марганца добавляют в форме окисно-гидроокисной марганцевой руды.

Соединение марганца добавляют с рудой, содержащей примеси марганца.

Соединение магния добавляют в форме прокаленного магнезита и/или доломита.

При переработке гетитс о держащего боксита самой медленной и, следовательно, определяющей параметры всего про- -, цесса вьпцелачивания реакцией, является реакция превращение гетита в гемагит. Этот процесс катализируется добавками при выщелачивании, которые при полном Переходе в раствор всего присутствующего бемкта и диаспора активны .даже вблизи равновесного молярного соотвошенияНа гАС О в растворе. На фвг, 1 показана диаграмма OIHOсйтепьного количества гетита в красном ишаме в зависимости от времени вьпцелачивания для различных температур; на фиг. 2 - относительные количества гетита в красном шламе в зависимости от температуры выщелачивания для различвой дпительвоств процесса вышелачиванвя; на фвг. 3 - выход окисн алк миния в процентах в зависимоств от времени вышелачвванвя. Зависвмоств, показанные на фиг. 1-3 получены при следукяднх параметрах вы:шела1вванияКрдаая 1;3% CaQ4-5 г/л N02504 23О°С Кривая 2 3% СаО 0,8 % Мг 23О°С Кривая 33% Саб + 5 г/л МОаЗОд 240 С , Кривая 4 3% СаО;-Ю,8 % Мп 240 С Кривая 5 3% СаО + 5 г/л 260°С ;3% Gad 4- 0,8 % АЛп 26О°С Кривая 6 К(этая 7 3% СаОг+5 г/л 20 мин Кривая 8 3% Cad 4-0,8 % Fe 2О мин Кривая 9 3%. СаО| + 5 г/л Мс1д5О4 ЗО мвн Кривая 10 3% Cad, -0,8% Fe 30 мин 113% г/л 40 мин Кривая 123% Cad,+0,8 % Fe 40 мин Кривая 133% CaOJ-«-0,8%Mli 24О С 240°С Юривая 143% СаО;|+15г/лМр,604 Фиг. 1 показывает каталитическое Алияиие добавок соединений соаержаших 62 2 ионы Мп и Те. , на превращение ге- тита в гематит (кривые 2,4 и 6). Для . сравнения представлены также результаты, полученные при добавлении к выщелачивающему раствору 3% окиси калъция иНйа&б в количестве 5 г/л (кривые 1,3 и 5). Как видно на фиг. I превращение гетита в гематит в интервале исследованных телтератур ускоряется в присутствии ионов Мп и Fe, Фиг. 2 показывает влияние добавки И1ЖОВ Fe и Nciji ULHa скорость превращения гетита в гематит: в присутствии СаО+NCI SQ (фивые 7, 9,11) ив присутствии исяов Fe (кривые 8,10,12). На фиг. 3 показано, что пропорционально превращению гетита в гематит увеличивается выход глинозема. В случае ооновременного 1шисутствия СаО и ионов при 240 С выход 88% достигает ся за 2О мин Вьтаелачивания (кривая 13); в случае „присутствия, только СаО иNaдSC при той же температуре равный выход достигается лишь за 5О мин (ивая 14). Составы (%) исходаого боксита, а также составы двух красных щламов (красный щлам 1, фиг. 3, кривая 13, вы-tщелачивш1ие в течение 2О мвв, красный щлам П, фиг. 3, кривая 14, вышелачввание в течение 50 мин.,) указаны в таблице. Содержание окесн алюминия в бокссггё составляет: в виде бемита до в виде гиббсита 20%, в Виде каолинита 4,3% |.{з таблицы ввдво, что при одновременно присутствии СаО в ионов содержа-ьние Noij2 О в обраэукяаемся красном ишаме меньше, чем добавлении СаО и t4ci;|S%. Примеры осуществления способа. Пример 1. В качестве исходног материала применяют боксит состава, указанного в таблице. Боксит вьпцелачи вают в течение 20 мин при в присутствии 3% окиси кальция в расчете на вес сухого боксита и марганцевой руды, взятой в количестве, соответству щей. ;0,8% концеяорацив ионов Мп щелочи. Концентрация каустической щелочи со сташшет 225 г/л. Составы полученных красных шламов Г и JI указаны в таблице. Для сравнения обработку проводят в идентичных условиях в присутствии 3% СаО и количестве 5 г/л. Равна степень разложенвя (см фиг, 3) достигается в первом случае за 2О мин, во втором - за 5О мин. При добавлении ионов марганца потери едкой щелочи уменьшаются более, чем на 1О%. Можно отметить также лучшую отделяемость красного шлама за счет изменения удель ной поверхности красного шлама и повышение производительности фильтра примерно на 15%. П р и м е р 2. В качестве исходного материала применяют боксит состава, указанного в таблице, к которому добавляют 3% СаО и гептагидрат сульфата железа в количестве, соответствующем 1% . Вьщелачивание осуществляют при 230 С в течение 4О мин. В этих условиях 82% гетита превращается в гемати а извлечение глинозема составило 87,8% (фиг. 2, кривая 12), В присутствии окиси калыаия и практически весь переходит в красный шлам (кривая 11), Уменьшейие потерь щелочи и улучщение свойств шлама достигается так же как в примере 1. Таким образом, в присутствии ионов температура преврашевця гетиТ-а в гематит понижается ягч OQnV до 2аи О. Пример 3, Боксит состава, укаeamtoro в таблице выщелачивают в труб чатом вьпцелачивателе. К бокситу добавляют 3% СаО и 3% восстановленного красного щлама I. Концентрация щелочи как в примере ;Время выдержки в трубчатом выщелачиД вателе составляет: 2 мин при 26О С. В этих условиях 96% гетита превращается в гематит, тогда как при вьш1елачивании в присутствии СаО и о казаяная сте пень превращения достигается лишь через 20 мин (фиг. 1, кривые 6 и 5). Производительность на переделе фильтрации увеличилась на 25%. Извлечение глинозема и потери едкого натра аначогичны результатам, показанным в примере I. П р и м е р 4. УСЛОВИЯ аналогичны условиям примера 1 с той разницей, что к бокситу, в расчете на вес сухого боксита, добавляют 5 вес. % негашеной извести, используемой в качестве катализатора, при превращения гетита в гематит. Добавкой 5 вес. % негашеной извести в систему вводится, в расчете на вес сухого боксита, 1,25 вес. % ионов магния. Достигаемые результаты совпадают с результатами показанными в примере I. П р и м е р 5, Способ осуществляется .по аналогии с примером 1, отличие состоит в том, что вместо марганцевой руды добавляют боксит, содержащий марганцевые примеси. Достигаемые результаты совпадают с результатами, показанными в примере 1. П р и м е р 6. Условия аналогичны условиям примера 1 с той разницей, что в качестве катализатора, в расчете на вес сухого боксита, добавляется копичество марганцевой руды, соответствующее О,2% ионов марганца. Время реакции, необходимое для превращения гетита в гематит, составляет в этом случае 35 мин. При цобавлении 0,8% иона марганца время реакции оказывается равным 20 мин, если уменьщить количество катализатора, то рля превращения потребуется более продолжительное время. Однако необходимое время короче, чем при добавлении извести и сульфатных ионов, так как в последнем случае для превращения требуется время реакции, равное 50 мин. П р и .м е р 7. Условия аналогичны условиям примера 1 с той разницей, что в качестве катализатора одновременно добавляются марганцевая руда и жженый доломит в количестве,соответствующем 1 вес. % иона магния и I вес,% ионов марганца в расчете на вес сухого боксита. Доломитом количество используемой извести дополняется до 3 вес.%. Под действием повышенного количества ионов марганца и ионов магния необходимое время обработки при 24О С понижается с 20 до 14 мин, а экономия гидроокиси .натрия в 1,3 раза большей, чем данные, полученные по примеру I. Формула изобретения 1. Способ обработки гетитс о держащего боксита по схеме Байера, включающий выщелачивание боксита при температуре