Способ переработки алюминийсодержащей минеральной части углей на глинозем

Способ переработки алюминийсодержащей минеральной части углей на глинозем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖА1ЦЕЙ МИНЕРАЛЬНОЙ ЧАСТИ УГЛЕЙ НА ГЛИНОЗЕМ, включающий шихтование их с минеральной добавкой, спекание шихты, вьш1елачивание спека щелочным раствором, обескремнивание полученного раствора, вьщеление из него гидрооксида алюминия и его прокалку , отличающийся тем, что, с целью повьш1ения степени извлечения глинозема, упрощения процесса, в качестве минеральной добавки используют алюнинийсодержащие материалы с молярным соотношением SiO

,SU„„1108073

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Э51 С 01 F 7/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„> у.

13 в"= 180T

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫВШИЙ

Л (21) 3585051/22-02 (22) 29.04.83 .(46) 15.08,84. Бюл. У 30 (72) Н.И.Еремин, С.С.Нуркеев, Л.Г.Романов, M.М.Коспанов, А.Д.Дарментаев, Б.П.Устименко, М.P.Êóðìàíãàëèåâ, Д.Б.Кожахметов и Т.Б.Турсунбаев (7 1) Казахский политехнический . институт им. В.И.Ленина, Ленинградский горный институт им. Г.В.Плеханова и Казахский научно-исследовательский институт энергетики (53) 669.7 12.04(088.8) (56) 1. Патент Германии N - 753034, кл. С 01 F 7/00, 1937.

2. Авторское свидетельство СССР

В 471774, кл. С 01 F 7/38, .1969 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩЕЙ МИНЕРАЛЬНОЙ ЧАСТИ УГЛЕЙ НА ГЛИНОЗЕМ, включающий шихтование их с минеральной добавкой, спекание шихты, выщелачивание спека щелочным раствором, обескремнивание полученного раствора, выделение из него гидрооксида алюминия и его прокалку, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения глинозема, упрощения процесса, в качестве минеральной добавки используют алюминийсодержащие материалы с молярным соотношением А1 О .

Si0< ††(0,5-1,6):1, а шихтование проводят до молярного соотношения

СаО:Fe>0>=(0,2-0,5):1.

2. Способ по и. 1, отличаюшийся тем, что спекание ведут при 1100-1400 С.

1 1108073

Изобретение относится к гидрометаллургии глинозема и может быть использовано для извлечения алюминия нз шлаков, золы, минеральной части твердых топлив, в частности углей.

Известен способ переработки алюмосиликатного сырья на глинозем, например глин, шлаков, эолы углей, включающий их спекание с известняком f1), 10

Недостатками этого способа являются необходимость отдельного передела спекания укаэанного сырья и низкое извлечение алюминия вследствие образования при спекании трудновьпцелачиваемых соединений алюминия.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ перерабобки алюминийсодержащей минеральной части углей, включающий Zp шихтование их с добавками, например к

СаСО до соотношения СаО:Fe 03= (1-2)!1. При этом СаСОЗ сначала берут в в количестве 7-207. от расчетного, спе- н кние полученной шихты проводят при 25

1500 С, затем подшихтовывают осталь- н ное количество СаСО3 и плавят шихту при 1500-1600 С. Полученный плав обрабатывают содой, алюминатный раствор обескремнивают, далее иэ него 30 карбониэацией выделяют гидроксид алюминия, который прокаливают до

АЕ,О, (2g.

Извлечение алюминия в способе с составляет 75-80Х.

Недостатки данного способа — длительность процесса переработки и низкое извлечение алюминия. с

Цель изобретения — повьппение степени извлечения глинозема и упроще- 40 ние процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки алюминийсодержащей мийеральной части углей на глинозем, включающему шихтование их с минеральной добавкой, спекание шихты, выщелачивание спека щелочным раствором, обескремнивание полученного раствора и выделение иэ него гидрооксида алюминия и его про- 50 калку, в качестве минеральной добавки берут алюминийсодержащие материалы с молярным соотношением Ac 03:

Si0>=(0,5-1,6):1, а шихтование йроводят до молярного соотношения 55

° СаО: Ре 20з = (0, 2-0, 5): 1

При этом спекание ведут. при

1 100-1400 С .

В данном способе в алюминийсодержащих материалах соотношение должно находиться в пределах (0,5-1,6):1..

Если соотношение меньше, чем 0,5:1, . то в шихте избыток свободного СаО и при ее спекании будут образовываться гугоплавкие соединения, иэ которых глинозем недостаточно полно извлекается (не более 707). Если соотношение больше, чем 1,6:1, то в шихте недостаток СаО и при ее спекании глинозем связывается в соединения, из которых он не извлекается (извлечение не более 60É).

Выбранное соотношение СаО:Fe2ОЗ= (0,2-0,5):1 обусловлено следующим:

Fe 03, находящийся в алюминийсодержащих материалах и минеральной части углей, обеспечивает при спекании получение в основном Fe>0> ° FeO(Fe>0 ), М оторый легко отделяется при выщелачивании и не взаимодействует с содоыми растворами, не загрязняя алюмиатные растворы железом, вследствие чего нет потерь глинозема. Соотношеие СаО;Fe<0> не должно быть меньше,. чем 0,2:1, так как в противном случае образуются твердые растворы алюмоферритов кальция в ортосиликате кальция, из которых глинозем плохо извлекается. Извлечение оксида алюминия не более 707.. Если это соотношение больше, чем 0,5:1, то при пекании образуется трехкальциевый силикат, при вьпцелачивании которого оксид кремния переходит в раствор и связывает алюминий в нерастворимое оединение (гидроалюмосиликат натрия)

Извлечение А1 0з 65Х.

Спекание шихты из минеральной части угля и алюминийсодержащего соединения в интервале температур 11001400 С обусловлено получением соединений из данного сырья с заданными свойствами (высокая степень саморас" сыпаемости и более полное извлечение глинозема), При спекании ниже

1100 С не происходит образование алюминатов кальция и других соединений с необходимой степенью саморассыпания и извлечения глинозема. Если температура выше 1400 С, то в этом случае не происходит получения дифференцированных структур соединений алюминия, кремния, кальция и железа.

Это объясняется увеличением активности компонентов шлака, вследствие чего происходит взаимодействие их

1108073

Составитель О.Смирнова

Редактор Т.Веселова Техред М. Кузьма Корректор М.йароши

Заказ 5825/16 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 с футеровкой с образованием нерастворимых соединений алюминия.

Пример 1. Берут 1 кг угля зольностью 6Х с содержанием основных компонентов, вес. : Сао 60; Af О 6;

Si0< 8; Ре 09 10. Отдельно берут золу углей состава по основным компонентам, вес. : SiO> 50; At О 29,5; СаО 6;

Fe>0 5, с молярным отношением в ней

А,6<0>.SiO>=0,35:1 и добавляют 13 г

Af О (на 100 г золы), в результате чего молярное соотношение в смеси увеличивается до Af О :SiO =0,5:1.

Полученный алюминийсодержащий материал в количестве 20,6 г шихтуют с углем до соотношения СаО:Ее О =0,2:1.

Шихту спекают в одну стадию в течение

1 ч при 1250 С, полученный спек охлаждают, затем вьпцелачивают и обескремнивают алюминатный раствор, выделяют гидроксид алюминия, который прокаливают до глинозема. Извлечение глинозема 91,5Х.

Пример 2. Берут 1 кг угля зольностью 11Х с содержанием основных

25 компонентов, вес.Х: СаО 55; А 0 6;

Si0g 10; Ге О 7. Отдельно берут низкокачественный боксит, содержание основных компонентов которого, вес.Х:

Si0< 8,5; AR>0> 42; РетОз 10, с мо- 30 лярным соотношением в нем AE>0> .SiO>-2,9:1. В боксит вводят 7 г SiO (на 100 г боксита), вследствие этого молярное соотношение АГ О :SiO> понижается до 1,6:1. Данный алюминийсодер-З5 жащий материал шихтуют углем в количестве 49,4 г до соотношения СаО:Fe O =

0,5:1, спекают при 1100 С в течение

1 ч, охлаждают и вьпцелачивают, затем алюминатный раствор обескремнивают и 40 вьщеляют А (ОН), при прокаливании которого получают глинозем. Извлечение глинозема 93,8Х.

Пример 3. Берут 1 кг угля зольностью 13Х с содержанием основ- 45 ных компонентов в минеральной части, вес %: CaO 50; SiO, 11 At,O„ 9

Fe<(4, 12. Берут глину состава, вес.Х:

А8>0> 40; SiO 14; Fe>0> 14,5, молярное соотношение А0 О :SiO в ней составляет 1,7:1 и добавляют 5,6 г Si02 (на 100 г глины}, при этом молярное соотношение понижается до 1,2:1. Полученный алюминийсодержащий материал шихтуют с углем в количестве 41,5 r при молярном соотношении CaO:Fe О =

2 3

0,3:1.Шихту спекают при 1200 С в течение 1 ч, охлаждают и вьпцелачивают.

Алюминатный раствор обескремнивают, осаждают гидроксид алюминия и разлагают его до глинозема. Извлечение глинозема 95,5Х.

В качестве алюминийсодержащих соединений, помимо высококремнистых железистых бокситов, глин и зол углей, могут быть использованы вскрьппные породы, алюминийсодержащие шлаки и т.п., в которых соотношение ,At20 .Si02 должно находиться в пределах (0,5-1, 6): 1.

За базовый объект принят способ сжигания углей, содержащих минеральную часть, без вьщеления алюминия из шлаков от сжигания.

Таким образом, по сравнению с базовым объектом предложенный способ позволяет: вовлечь в переработку низкокачественное алюминийсодержащее . сырье; устранить дополнительную термообработку за счет совмещения процесса сжигания угля с получением саморассыпающихся алюмокальциевых шлаков; количественно извлечь алюми ний; сократить отвалы за счет переработки минеральной части углей (снизить затраты на захоронение золоотвалов) ..

Экономический эффект от внедрения способа составляет 10 млн. руб. при переработке 10 млн. т угля, при мощности завода 1 млн. т. глинозема в год.