Способ получения глинозема из высокосернистого и высококарбонатного боксита

 

Изобретение предназначено для переработки боксита с высоким содержанием карбонатов и серы по способу Байер-спекание. Способ получения глинозема по данному способу заключается в том, что боксит дробят, измельчают, пульпу классифицируют и далее перерабатывают с выделением глинозема. При этом измельчение ведут в присутствии оборотного щелочного раствора. Песковую фракцию, полученную при классификации, доизмельчают до крупности -2 мм при выходе класса -2 + 1 мм не более 15% и выщелачивают. Из пульпы выщелачивания выделяют песковую фракцию, содержащую сульфид и карбонат железа, которую направляют в отвал, а пульпу выщелачивания направляют на дальнейшую переработку. Изобретение позволяет упростить процесс и повысить долю использования сырья для получения глинозема до 85%. 3 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии и может использоваться при переработке боксита с высоким содержанием карбонатов и серы по способу Байер-спекание.

Известен способ производства глинозема по Байеру (см. книгу А.И. Лайнер и др. "Производство глинозема", М., Металлургия, 1978, с. 62), по которому боксит дробят, размалывают в щелочном растворе, классифицируют на пульпу и пески, последние возвращают в мельницу на домол, а пульпу классификации направляют на выщелачивание и обескремнивание с получением насыщенного алюминатного раствора, разложением которого получают гидроокись алюминия.

При переработке высококарбонатных бокситов, обогащенных сульфидными соединениями, по данному способу происходит потеря каустической щелочи вследствие разложения сульфидов и карбонатов железа и ее связывание с ионами SO₃ и CO₂, а также переход двухвалентного железа в раствор в виде окислов FeO и гидроокислов FeOOH. Образование гидроокислов приводит к снижению производительности сгущения красного шлама из-за ухудшения его седиментационных свойств. Переход железа в раствор в виде FeO снижает качество продукции.

Известен способ переработки высокожелезистых и высококремнистых бокситов (см. авторское свидетельство СССР N 176871, кл. C 01 F 7/06, опубл. 1964 г. ), включающий переработку бокситов восстановительным обжигом при температуре 950-1000^oC с последующим обескремниванием боксита в атмосферных условиях раствором каустической щелочи и обработкой красного шлама перед спеканием магнитной сепарацией.

Способ позволяет разложить карбонаты и частично сульфиды железа.

Однако для реализации данного способа необходимо использование высоких температур, и, следовательно, значительных энергоресурсов для обжига. Кроме того, в результате обжига образуются трудновскрываемые формы глинозема в боксите.

Наиболее близким из известных, принятым за прототип, является способ получения глинозема из высокосернистого и сидеритезированного (высококарбонатного) боксита (см. книгу "Комплексное использование низкокачественных бокситов" под редакцией С.И. Кузнецова и В.А. Деревянкина, М., Металлургия, 1972, с. 164-175). Способ включает дробление, измельчение, классификацию пульпы и ее дальнейшую переработку с выделением глинозема.

К недостаткам этого способа следует отнести сложность и громоздкость технологической схемы, требующей многократную магнитную сепарацию и флотацию бокситов, что, в свою очередь, требует значительного количества оборудования и реагентов. Кроме того, выход продукта, используемого для производства глинозема, составляет лишь 60%.

Задачей настоящего изобретения является упрощение технологической схемы процесса путем исключения магнитной сепарации и флотации бокситов. Технический результат заключается в сокращении аппаратурного оформления процесса, количества потребляемых реагентов, а также повышении доли использования сырья для получения глинозема до 85%.

Для этого в способе получения глинозема из высокосернистого и высококарбонатного боксита, включающем его дробление и измельчение, классификацию пульпы и ее дальнейшую переработку с выделением глинозема, измельчение ведут в присутствии оборотного щелочного раствора. Песковую фракцию, полученную при классификации пульпы, доизмельчают до крупности -2 мм при выходе -2+1 мм не более 15% и выщелачивают. Затем из пульпы выщелачивания выделяют песковую фракцию, содержащую сульфид и карбонат железа, которую направляют в отвал, а пульпу выщелачивания направляют на дальнейшую переработку.

Способ осуществляли следующим образом. Боксит состава 42,9% Al₂O₃; 13,3% SiO₂; 2,36% CO₂; 0,8% SO₃; 18% Fe₂O₃ в количестве 2,7 т раздробили в щековых дробилках, затем смешали с 3,4 м³ оборотного раствора, измельчили в мельнице, работающей в открытом цикле с гидроциклоном, добавили оборотный раствор в количестве 4,6 м³ и классифицировали полученную смесь в гидроциклоне. Слив гидроциклона направили на дальнейшую переработку с выделением глинозема, а пески в количестве 1,62 т направили в мельницу домола, в которой их размололи до крупности -2 мм, обеспечивая выход класса -2+1 мм не более 15%.

Выбор данной крупности обусловлен концентрированием в классах -2+1 мм наряду с глиноземом серу- и карбонатсодержащих соединений железа. Полученные экспериментально результаты по распределению данных соединений в виде SO₂, CO₂ по классам крупности приведены в таблице 1. Крупность помола песков после классификации ограничивают по классу -2+1 мм не более 15%. Увеличение крупности данного класса за пределы 15% приводит к снижению технологического извлечения глинозема за счет повышения его количества в отвальном продукте. Это подтверждают экспериментальные данные, приведенные в таблице 2. После домола пески в количестве 0.7 т по твердому подвергли выщелачиванию в течение 1 часа при температуре 105^oC. В результате выщелачивания получили пульпу, твердая фаза которой имела состав: 13,3% Al₂O₃; 7,8% SiO₂; 59,6% Fe₂O₃ 8% CO₂; 2,8% SO₂. Пульпу подали в гидроциклон. Слив гидроциклона в количестве 0,295 т направили на обескремнивание и далее на переработку с выделением глинозема в ветви Байера. Пески гидроциклона подали на отмывку в противоточный аппарат. В результате отмывки получили отвальный продукт в количестве 0,405 т состава 8,5% Al₂O₃; 7,2% SiO₂; 60% Fe₂O₃, 8% CO₂; 1,56% SO₃. При размоле до указанной крупности и последующем выщелачивании песков глинозем переходит в раствор, а серу- и карбонатсодержащие соединения железа концентрируются в твердой фазе (см. таблицу 3), которую в качестве отвального продукта выводят из процесса. Причем, отвальный продукт составляет 15% от переработанного боксита.

Таким образом, удаление с отвальным продуктом серу- и карбонатсодержащих соединений железа способствует снижению, примесей железа в продукционном гидроксиде алюминия и потерь щелочи. Сокращается аппаратурное оформление процесса, потребность в реагентах, т.к. не требуются переделы обогащения и флотации бокситов.

Формула изобретения

Способ получения глинозема из высокосернистого и высококарбонатного боксита, включающий дробление, измельчение, классификацию пульпы и ее дальнейшую переработку с выделением глинозема, отличающийся тем, что измельчение ведут в присутствии оборотного щелочного раствора, песковую фракцию, полученную при классификации, доизмельчают до крупности -2 мм при выходе класса -2+1 мм не более 15% и выщелачивают, из пульпы выщелачивания выделяют песковую фракцию, содержащую сульфид и карбонат железа, которую направляют в отвал, а пульпу выщелачивания направляют на дальнейшую переработку.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2