Способ изготовления высокоглиноземистых заполнителей Советский патент 1982 года по МПК C01F7/30 C04B33/02 

1

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для изготовления высокоглиноземистых заполнителей при производстве огнеупоров из железистых бокситов.

Известен способ изготовления высокоглинозёмистых заполнителей путем помола, брикетирования и обжига бокситов.

Однако применение бокситов ограничено иэ-за высокого содержания в них примесей железа и прочих окислов - плавней, резко, снижающих качество заполнителей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления высокоглинозекшстых заполнителей, включающий измельчение железистых бокситов, восстановительный обжиг при ЮОО-ХЗЗО с в присутствии углеродсодёржащего материала, солянокислое выщелачивание восстановленного боксита, отделение раствора хлоридов алюминия и

железа от обеажелезненного концентрата, брикетирование концентрата со связкой сульфитноспиртовой барды или огнеупорной глины и его окислительный обжиг и обжиг на заполнитель при 135О5 1650ct2 .

Однако способ характеризуется недостаточно высокой огнеупорностью (до 1850с) получаемого щамота. Кроме 10 того, способ сложен в аппаратурном

оформлении, включающем два высокотемпературных обжига, при неполном (до 71%) извлечении глинозема в щамоте.

Цель изобретения - повышение огне15упорности заполнителей.

Поставленная цель достигается согласно способу изготовления высокоглиноземистых заполнителей для производства огнеупоров из железистых бокситов,

20 включающему измельчение бокситов, восстановительный обжиг в присутствии углеродсодержащего материала, со.пян(кислое выщелачивание, отделение раствора хлоридов алюминия и железа от обезжелезнеш1ого концентрата, брикетирование полученного концентрата со связкой и его окислительный обжиг. Восстановительный обжиг ведут при 400-700 С в течение 0,3-2,0 ч, солянокислое выщелачивание осуществляют в две стадии: на первой - оборотным раствором от второй стадии, а на второй соляной кислотой с последующим проведением концентрирования раствора хлоридов алюминия и железа, их разделения, термогидролиза с получением -v -глинозема, пигментной О1КИСИ железа и хлористого водорода, обжига или электропла ки -глинозема или его смеси с обезжелезненным концентратом на муллитовый и корундовый заполнители. Восстановительный обжиг ведут в при сутствии связки спиртово-дрожжевой бар ды и хлорида алюминия. Концентрирование раствора осуществляют барботированием сухим хло ристым водородом, Б результате термической обработки происходитдегидратация каолинита и бемита, боксита, а при кислотной обработке со динения железа и глинозем переходят, в . раствор, который отделяют от твердого остатка,представляющего обезжелезненный концентрат боксита. Раствор хлоридов алюминия и железа подвергают концентрированию барботиротванием сухим хлористым водородом, разделяют хлорид алюминия и хлорид железа которые раздельно подвергают термогидролизу с возвращением соляной кислоты на вторую стадию вышелачивания, а хлористого водорода на концентрирование. Полученный-при термогидролизе-у -глинозем и тонкомолотый высокоглнно- земистый обезжелезненный концентрат после промывки или обжигают в окислительной среде при 1650-1950 С дельно, в виде их смеси, или подвергают электроплавке. Для создания восстановительных условий при термической обработке до 3% твердого углеродсодержащего топлива вводят в сырьевую смесь с бокситом либо осуществляют термическую обработку в среде восстановительного газа, например конвертированного метана. Длительность термической обработки 0,5-2,0 ч, крупность боксита - мелоча 0,09 мм. Содержание глинозема в концентрате и соотношение высокоглиноземистого концентрата и -глинозема в смеси при 9 714 обжиге связаны с температурой термической обработки и регулируются в зависимости от конкретных требований к концентрату минерального состава исходного сырья - железистого боксита. Кислотную обработку (выщелачивание) осуществляют при концентрации НС 15-25% в две стадии, при содержании в оборотных растворах, 10-20 г/л АЕ-Од и Ре2.Оз при Т : Ж 3 - 4. Часть оборотных растворов выводят из схемы для сохранения постоянства концентрации раствора по АВор,, и ,, . Температура восстановительного отжига 400-7ОО С обусловлена необхоДИ1.1ЫМ содержанием глиноземав концентрате, так при 40О°С содержание глинозема составляет. 68-72%, а при 70СРС - 45-62Ь. Длительность восстановительного обжига 0,3-2,0 ч обеспечивает наилучшие условия теплопередачи концентрата при сушке и термообработке в шахтной печи. .Пример 1. Североонежский боксит состава, %: 58,8;TiO/j.1,51; NiO- 0,07;5iOa- 14,6;СаО4,0; .0, - 0,54;tAviO- О,14;РеаОз 4,4;MgO- О,72; Vinn- 15,5 дробят до кусков мельче 6О мм, сушат и измельчают до фракции мельче 0,09 мм, Измельченный боксит подвергают термической обработке при 70СРС с вьшерж- . кой 0,3-2,0 ч в среде конверсирован ного метана. Дальнейшая переработка включает кислотное выщелачивание в две стадии оборотным раствором при 90-llcf С с выдержкой 0,5-2,0 ч. Концентрация соляной кислоты 16-25%. После выщелачивания в раствор переходит около 90% примеси железа и до 25% глинозема. Твердый остаток и раствор разделяют фильтрацией, добавл1Ш флокулянт сополимера акриламида с акриловой кислотой (реагент К-4) в количестве 0,2%. Раствор хлоридов железа и алюминия обрабатывают сухим хлористым водороАом с добавлением содержания fi растворе до 300-350 г/л с целью высаливания глинозема в осадок в виде соли ЛеСЕ -бНаО, Примесь железа более растворима и остается в растворенном состоянии в вида хлоридов. Соль гексагвдрата хлористого алюминия отделяют от раствора хлорида железа центрифугированием., оба продукта - соль гексагвдрата хлористого алюминия и хлорид железа - раздельно подвергаю термогидролиэу с получением , -у -глинозема пигментной окиси железа и хлористого водорода. Солян то кислоту, полученную при порциальной конденсации хлористого водорода, возвращают на вторую стадию выщелачивания. На основе концентрата боксита отделенного от раствора хлоридов после ег промывки горячей водой, сушки, помола до фракции мельче 0,О9 мм, брикетирования с добавкой 2,0% СДБ, при удельном давлении 1ОО МПа и обжига при 165СРС с изотермической выдержкой 0,5 ч получают высокоглиноземистый заполнитель огнеупорностью 1890 С и содержанием ,2%,Ре2.Оз 1,О%. На основе у -глинозема после брикетирования с добавкой СДБ при удельном давлении 1ОО МПа и обжига брикета с вьшержкой 0,5 ч получают корундовый заполнитель с содержанием , 99,6% ,, до о,оз%. Количество заполнителей и пигмента следующие, %: Заполнители высокоглиноземистые (50% .0з ) Корундовый Пигмент (Fe-iOj 73%) Обжигом брикета из смеси ЗГ-глинозема, высокоглиноземистого концентр та и связкн (огнеупорной глины (6О-30 и 10%)),после обжига при 1750° получают муллитовый заполнитель с содержа нием АЕа.0 79%, и fenO- до 1,О, с огне упорность около 1900°С. Обжигом брикета из смеси у -глиноз ма с 5% огнеупорной глины получак) полнитель с содержанием КС О около 96 Fe.i. 1.0%. П р и м е р 2. Тонкомолотый боксит (фракция мельче 0,09 мм) гранулируют на тарельчатом грануляторе с добавкой связки - 1%5% СДБ и 2,5% оксихлорида алюминия АВ2., Гранулированный материал термообрабатывают в шахтной печи при cL 1,0, температуре 4ОО С с изотермической выдержкой 1,5 ч. Термообработанный материал размалывают и подвергают выщелачиванию 17% НСЕ при соотношении :1 в две стадии, с Температура й-ой стадш выщелачивания 90ИО С, второй - 90-95 С. Продолжительность вьщелачивания на каждой стадии 0,5-1,5 ч. Состав раствора после 1-ой стадии вышелачивания: 50-8О г/л; Ft 0 . 5О-80 г/л, нее - 5-20 г/л. После 2-ой стадии; AE,2.0i ч 2О г/л, нее 180-2ОО г/л. Раствор хлоридов и твердый остаток разделяют на вакуумном фильтропрессе в присутствии флокулянта сополимера акрила шда с акриловой кислотой (реагент К-4) в количестве 1,5-2%. Твердый остаток промывают водой при и обжигают мокрым способом при влажности шлама 42% во вращающейся печи при 17ОО°С с выдержкой около О,3 ч. Высоко глиноземистый шамот при содержании 66,2%АВ2.0з и 0,9%FeaO,,o6ладает огнеупорностью 1860, водопог- лощением .до 4,5-6%. Раствор хлоридов после 1-ой стадии выщелачивания подвергают барботированию хлористым водородом при , в результате чего выделяют в виде AE.GE, В НО около 95% находящегося в нем глинозема. Хлорид алюминия промывают 34% нес и подвергают термогидролизу при температуре с получением у-глинозема с удельной поверхностью 38 тыс. м 7г. Из усредненного раствора хлорида железа получают железистый пигмент состава, %: 59,2Fe20, j 12,5 О ; 20,0/lAgObCaO; 3,2f(,p ; прочих 5,10. У-Глинозем после брикетирования с добавкой связок раствора СДБ в количестве 2,0% и 2,0% оксихлор1ща алюминия подвергают обжигу в печи периодического действия при 18ОО-19ОО С с изотермической выдержкой 0,5 ч, а также электроплавке в индукционной печи на воздухе. Полученный корундовый заполнитель (99,2% А&/2.0з) имеет водопоглощенке: спеченный 2-6%, электроплавленный в зерне 3-5 мм до 2%. Смесь У -глинозема и тонкомолотого мельче 0,063 мм Еысокоглиноземнстого концентрата боксита в соотношении 6О: :4О брикетируют с добавкой связки раствора СДБ при удельном давлении 800 кгс/см и обжигают в печи периодического действия при с изотермической вьщержкой 0,5 ч. Муллитовый заполнитель содержит около 86% ,. ДО l,0%Fe/ 0., и имеет огнеупорность 191О°С. Количество заполнителей: высокоглиноЗемистого (66,.0- 80%, корундового 11%, пигмента (Fe/iO 59,2%) 9%. П р и м е р 3. Тонкомолотый бокси (фракция мельче мм) смешивают с углеродом (фракция мельче 0,09 мм при соотношении 98:2, гранулируют на тарельчатом грануляторе с добавкой 2,О% СДБ и 2,5% оксихлорида алюмин A iCfcrOH . Гранулированный материал термообрабатывают при бЮСг С с выдержкой 0,3 ни подвергают тем же операциям, что и в примере 2. Высокоглиноземистый концентрат боксита содержит , 0,8% , и имеет огнеупорность 1890 С. После брикетирования с 0,2% СДБ, обжига при 1.750° получен муллитовый заполнитель о водопоглошенлем 4-6%. Железистый раствор после процесса высаливания подвергают термогидролизу при 75СРс с выдержкой 0,1-1 ч, в результате чего получают пигмен- -смесь окислов состава, %: 57,5Fe2.0i ; 28 TiOi j 8,OCdO; 4,4MgfO; 5,OAe/j.Oa 2,OC6 ; 2, ; прочих 3,1. Таким образом, по предлагаемому способу получают четыре вида продукци высокоглиноземистый и корундовый заполнители с содержанием AEjP 99,6 г -глинозем и пигмент. Предлагаемый способ, по сравнению с известным, позволяет повысить огнеупорность высоЕоглиноземистых заполнителей до 186О-1910 С{ увеличить из влечение глинозема в заполнители до 99,6%; упростить и удешевить процесс, за счет снижения температуры восстано вительного обжига с 100О-135Ос до 400-70СРС. Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа на комбинате огнеупоров составит 500 тыс. руб., при переработке 150 тыс. тонн боксита, за счет экономии топлива и комплексной переработке железистых бокситов. Формула изобретения 1. Способ изготовления высокоглиноземистых заполнителей для производства огнеупоров из железистых бокситов, включаюищй измельчение бокситов, восстановительный обжиг в присутствии уг леродсодержащего материала, солянокислое вышелачивание, отделение раствора хлоридов алюминия и железа от обезжелезненного концентрата, брикетирование полученного концентрата со связкой и его окислительный обжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения огнеупорности заполнителей, восстановительный обжиг ведут при 400-7ОО С в течение 0,3-2,0 ч, солянокислое выщелачивание осуществляют в две стадии: -на первой - оборотным раствором от второй стадии, а на второй - соляной кислотой, с последующеим проведением концентрирования раствора хлоридов алюминии и железа, их разделения, термогидролиза с получением /у-глинозема, пигментной окиси железа и хлористого водорода, обжига или электроплавки -глиноз а или его смеси с. обезжелезненным концентратом на муллитовый и корундовый заполнители. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что, восстановительный обжиг ведут в присутствии связки спиртово-дрожжевой барды и хлорида алюминия, 3.Способ по П.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что концентрирование раствора хлоридов осуществляют барбо- тированием сухим хлористым водородом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Огнеупорное производство. Под ред. Д. И. Гавршиа, М., 1965, с. 213217. 2.Авторское свидетельство СССР № 564288, кл. С 04 В 33/02. 1978.