Способ переработки алюминатных растворов

 

Изобретение относится к области технологии гидрометаллургических производств, в частности к производству глинозема по способу спекания. Способ включает разложение алюминатных растворов путем смешения с дымовыми газами, содержащими СО₂, отделение жидкости от частиц образовавшегося гидроксида алюминия, переработку жидкой фазы на содопродукт, а твердой - на продукционный гидрат и глинозем. Алюминатные растворы берут с концентрацией 70,1-79 г/л. Смешение алюминатных растворов с газами, содержащими СО₂, осуществляют при соотношении T°C_p-pa/α_ку = 33-44, а в конце карбонизации соотношение уменьшают до T°C_p-pa/α_ку = 18-24, где Т^oС_р-ра - температура алюминатного раствора, а α_ку - каустический модуль алюминатного раствора. Данное изобретение позволяет повысить качество гидроксида алюминия и глинозема по дисперсному составу за счет повышения прочности агрегатов. 2 табл.

Изобретение относится к области технологии гидрометаллургических производств, в частности к производству глинозема по способу спекания.

Известен способ получения гидроокиси алюминия из алюминатных растворов при переработке нефелина, включающий карбонизацию растворов содовой ветви, в котором для переработки слабо обескремненных растворов карбонизацию ведут при постоянной скорости нейтрализации щелочи, равной 6+12 г/л час и равномерном снижении температуры от 80 до 70^oС в течение процесса (а.с. 506576).

Недостатком этого способа является низкая скорость нейтрализации щелочи, что приводит к неоправданному увеличению продолжительности процесса и, следовательно, к существенному повышению количества карбонизаторов, последовательно соединенных в батарею при непрерывном осуществлении этой технологической операции.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ переработки алюминатных растворов, включающий смешение (барботаж) раствора с газами, содержащими СО₂, отделение образовавшегося гидроксида алюминия от раствора, переработку жидкой фазы на содопродукты, а твердой - на глинозем (А.И.Лайнер, Н.И.Еремин, Ю.А.Лайнер, И.З.Певзнер "Производство глинозема", М., Металлургия, 1978 г.).

К недостаткам способа следует отнести получение в результате карбонизации непрочных агрегатов гидроксида алюминия, которые разрушаются на мелкие частички при преследующих перекачках суспензии, кальцинации, либо обработке ультразвуком. В результате конечный продукт - глинозем содержит большое количество мелких (<40 мкм) частиц, что приводит к пилению, увеличению угла естественного откоса и потерям при электролизе.

Данный способ по основному признаку, связанному с разложением алюминатных растворов газами, содержащими CO₂, принят нами за прототип.

Технической задачей изобретения является повышение качества гидроксида алюминия и глинозема по дисперсному составу, за счет повышения прочности образующихся агрегатов.

Решение поставленной задачи заключается в том, что переработка алюминатных растворов включает разложение путем смешения их с газами, содержащими СО₂, отделение жидкости от частиц образовавшегося гидроксида алюминия, переработку жидкой фазы на содопродукты, а твердой - на продукционный гидроксид алюминия и глинозем, алюминатные растворы берут с концентрацией Na₂O_ку= 70,1÷79 г/л, смешение алюминатного раствора с газами, содержащими СО₂, осуществляют при соотношении температуры раствора (Т^oС) к его каустическому модулю (α_ку), равном 33÷44 в начале процесса, а в конце карбонизации соотношение уменьшают до T°Cp-p/α_ку = 18÷24. Поддержание указанного параметра на различном уровне в процессе разложения растворов обеспечивает получение прочных агрегатов гидроксида алюминия, которые практически не разрушаются в процессе дальнейшей обработки твердой фазы. Сущность способа и выбор оптимальных параметров процесса показаны на примере карбонизации алюминатных растворов.

Пример 1. Исследования проводились на алюминатном растворе следующего состава: Na₂O_ку~ 75 г/л; Nа₂О_у~15 г/л; А1₂О₃ - 70÷80 г/л концентрации CO₂ в газе ~14÷15% объемн., время - 3 часа, отношение T°/αку_(н) (начальное) изменялось в пределах ~24÷50, отношение T°/αку_(к) (конечное) составляло ~15÷28.

Относительное определение прочности образующихся агрегатов гидроксида алюминия определялось по разработанной ранее методике путем обработки твердой фазы ультразвуком определенной частоты. Данные представлены в таблице 1. Как видно из полученных результатов, наименьшее разрушение агломератов гидроксида алюминия происходит в том случае, если процесс разложения проводился при поддержании соотношения T°/αку_(н)~33÷44 и T°/αку_(к)~18÷24. Пример 2. Исследования проводили в промышленных условиях. Состав перерабатываемых растворов: Nа₂О_ку~ 70,1÷79,0 г/л; Na₂O_у~ 10÷14 г/л; Al₂O₃~ 75,5÷79,2 г/л. Содержание СО₂ в газе 14+15%. Прочность агрегатов, получаемых при разложении растворов, оценивали по изменению содержания частиц размером - 40 мкм в твердой фазе перед подачей в печи кальцинации и после прокалки. Полученные данные представлены в таблице 2.

Очевидно, что как и в серии лабораторных исследований, наиболее "прочные" агломераты гидроксида алюминия получены в случае, когда смешение растворов с СО₂ осуществляется при соотношении T°/αку-33÷43 в начале и T°/αку-18÷24 в конце карбонизации. При этом, диапазон изменения концентрации алюминатного раствора может составлять 70,1÷79 г/л.

Формула изобретения

Способ переработки алюминатных растворов, включающий их разложение путем смешения с газами, содержащими СО₂, отделение жидкости от частиц образовавшегося гидроксида алюминия, переработку жидкой фазы на содопродукты, а твердой - на продукционный гидроксид алюминия и глинозем, отличающийся тем, что алюминатные растворы берут с концентрацией Na₂О_ку= 70,1-79 г/л, смешение алюминатного раствора с газами, содержащими СО₂, осуществляют при соотношении T°C_p-pa/α_ку = 33-44, а в конце карбонизации соотношение уменьшают до T°C_p-pa/α_ку = 18-24, где Т^oС_р-ра - температура алюминатного раствора, а α_ку - каустический модуль алюминатного раствора.

РИСУНКИ

Рисунок 1