Способ высокотемпературного выщелачивания боксита

Способ высокотемпературного выщелачивания боксита

Реферат

Способ относится к области металлургии, конкретно к переработке бокситов при температурах свыше 235°С.

Известен способ извлечения глинозема из алюминиевых руд, при котором осуществляется раздельный подогрев пульпы и раствора в трубчатых подогревателях (патент США 4426363). Основное препятствие его реализации - быстрое зарастание трубчатых подогревателей накипью, содержащей окислы титана (титанистая накипь), которая выделяется при нагреве бокситовой пульпы до температур свыше 150-160°С. Накипь прочная и химически стойкая к кислотам. Частое (через две-три недели) удаление ее с внутренней поверхности греющих труб требует больших эксплуатационных затрат и тяжелого ручного труда.

Известен способ выщелачивания, при котором приготавливается суспензия руды с водой или разбавленным водным щелочным раствором (патент Франции №2360514). Это позволит полностью или частично предотвратить образование отложений на внутренней поверхности подогревателей. Однако ввод воды в технологический процесс вызовет необходимость дополнительного расхода пара на ее последующее выпаривание и, следовательно, возрастет теплопотребление на единицу продукции в производстве глинозема.

Оба указанных способа не нашли применения в промышленности.

Задачей настоящего изобретения является исключение отложений на греющих поверхностях титанистой накипи и сохранение (либо снижение) теплопотребления в производстве глинозема.

Техническое решение задачи заключается в том, что в способе высокотемпературного выщелачивания боксита, включающем раздельный нагрев оборотного раствора и бокситовой пульпы, смешение нагретых потоков оборотного раствора и бокситовой пульпы в автоклаве, высокотемпературное выщелачивание, при этом нагрев оборотного раствора ведут паром самоиспарения до реакционной температуры, нагрев бокситовой пульпы перед смешением потоков осуществляют до температуры 150-160°С, после смешения потоков осуществляют догрев пульпы до реакционной температуры, а оборотный раствор частично упаривают при нагреве паром самоиспарения пульпы.

Вторичный пар, образованный в процессе нагрева и упаривания оборотного раствора, используют для упаривания слабых щелочных растворов, образующихся в производственном цикле.

Как показали исследования и практический опыт работы отечественных заводов, при температурах нагрева бокситовой пульпы 150-160°С титанистая накипь не выделяется. Образуются лишь осадки алюмосиликата, которые можно удалять конденсатной промывкой. Такая же накипь образуется при нагреве раствора и удаляются тем же способом. Конденсатная промывка не увеличивает эксплуатационных затрат и не требует ручного труда.

Указанное снижение температуры нагрева бокситовой пульпы (до 150-160°С) вызовет увеличение расхода пара в реакционных автоклавах на 20-30%. При этом настолько же увеличится количество вторичного пара последних ступеней испарения пульпы. Использование этого низкопотенциального пара для упаривания оборотного раствора позволит снизить теплопотребление в технологическом процессе (на переделе выпаривания) и тем самым компенсировать перерасход пара в автоклавах. В итоге теплопотребление в производстве глинозема, как показали расчеты, будет сохранено. Снижения теплопотребления можно достигнуть путем передачи части пара испарения на выпарные установки.

Пример конкретного осуществления способа показан на чертеже, где приведена схема высокотемпературного выщелачивания боксита (260°С).

Поступающий оборотный раствор частично упаривают в выпарном аппарате 1. Упаренный раствор нагревают в подогревателях 2 до реакционной температуры (260°С) и вводят в автоклав 3. В автоклаве 3 осуществляют догрев бокситовой пульпы до реакционной температуры и при этой температуре пульпу выдерживают в автоклавах 4. После выдержки бокситовую пульпу охлаждают от 260°С до 115°С в многоступенчатой системе испарителей 6. Пар испарения используют для нагрева оборотного раствора и бокситовой пульпы, а также для упаривания оборотного раствора. Окончательный догрев оборотного раствора в подогревателях и бокситовой пульпы в автоклаве до реакционной температуры осуществляют паром ТЭЦ. Вторичным паром выпарного аппарата 1, а также пара последней ступени испарения бокситовой пульпы нагревают промывную воду до 95°С в контактном подогревателе 7.

Реализация предлагаемой технологии выщелачивания дает возможность снизить удельный расход пара в производстве глинозема до предельно низких величин (1,3-1,4 Гкал), сократить в 2-3 раза объем выпаривания, создать необходимые условия для производства крупнозернистого (песочного глинозема).

1. Способ высокотемпературного выщелачивания боксита, включающий раздельный нагрев оборотного раствора и бокситовой пульпы, смешение нагретых потоков оборотного раствора и бокситовой пульпы в автоклаве, высокотемпературное выщелачивание, при этом нагрев оборотного раствора ведут паром самоиспарения пульпы до реакционной температуры, отличающийся тем, что нагрев бокситовой пульпы перед смешением потоков осуществляют до температуры 150 -160°С, после смешения потоков осуществляют догрев пульпы до реакционной температуры, а оборотный раствор частично упаривают при нагреве паром самоиспарения пульпы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вторичный пар, образованный в процессе нагрева и упаривания оборотного раствора, используется для упаривания слабых щелочных растворов, образующихся в производственном цикле.