Способ изготовления высокоглиноземистых заполнителей

Способ изготовления высокоглиноземистых заполнителей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения. А. Н. Соколов, Н. А. Сидоренко, Н. Ф. Бугаев, П. Д. Орехов, B. В. Власов и Г. М. Власова

Всесоюзный институт огнеупоров и Всесоюзный научноисслелователвский и проектный институт.е вемпущевой, магниевой и электронной промышлейностй,,:рр i.- . (71) Заявители и

" l Е гн . (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОГЛИНО НМИ(ЛЩ)0;=.,"й; »

ЗАПОЛ НИТЕЛ ЕЙ .- Lf..

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

Известен споссб изготовления высоко. глиноземистых заполнителей путем помола, брикетирования и обжига бокситов(1).

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

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому реаультату является способ изготовления высокоглиноземистых заполнителей, включающий измельчение железистых бокситов, восстановительный обжиг при

1000- 1350 С в присутствии углеродо содержашего материала, солянокислое вышелачиванне восстановленного боксита, отделение раствора хлоридов алюминия и железа от обезжелезненного концентрата, брикетирование концентрата со связкой сульфитноспиртовой барды или огнеупорной глины и его окислительный обжиг и обжиг на заполнитель при 13501650 С 2) .

Однако способ характеризуется недостаточно высокой огнеупорностью (до

1850 С) получаемого шамота. Кроме о того, способ сложен в аппаратурном оформлении, включаюшем два высокотемпературных обжига, при неполном (до

7 1%) извлечении глинозема в шамоте.

Цель изобретения — повышение огнеупорности заполнителей.

Поставленная цель достигается согласно способу изготовления высокоглиноземистых заполнителей для производства огнеупоров из железистых бокситов, го включаюшему измельчение бокситов, восстановительный обжиг в присутствии углеролсодержашего материала, сонянокислое вышелачивание, отделение раст9696 вора хлоридов алюминия и железа от обеэжелеэненного 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 вышелачивание осуществляют в две стадии: на первой - оборотным раствором от второй стадии, а на второй— соляной кислотой с последующим прове- 10 дением концентрирования раствора хлоридов алюминия и железа, их разделения, термогидролиза с получением -глинозема, пигментной окиси железа и хлористого водорода, обжига или электроплав-i5 ки Э -глинозема или его смеси с обезжелезненным концентратом на муллитовый и корундовый заполнители.

Восстановительный обжиг ведут в присутствии связки спиртово-дрожжевой бар- щ ды и хлорида алюминия.

Концентрирование раствора хлоридов осуществляют барботированием сухим хлористым водородом.

В результате термической обработки д происходит дегидратация каолинита и бемита, боксита, а при кислотной обработке сое динения железа и глинозем переходят в раствор, который отделяют от твердого остатка,представляющего обезжелезненный п концентрат боксита.

Раствор хлоридов алюминия и железа подвергают концентрированию барботиро ванием сухим хлористым водородом, разделяют хлорид алюминия и хлорид железа, 55 которые раздельно подвергают термогидролиэу с возвращением соляной кислоты на вторую стадию вышеаачивания, а хлористого водорода на концентрирование.

Полученный . при термогидролизе

-глинозем и тонкомолотый высокоглиноземистый обеэжелезненный концентрат после промывки или обжигают в окислио тельной среде при 1650-1950 С раздельно, в виде их смеси, или подвергают э лектроплавке.

Для создания восстановительных условий при термической обработке до 3% твердого углеродсодержашего 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. 55

Содержание глинозема в концентрате и соотношение высокоглиноземистого концен-грата и 7 -глинозема в смеси при

71 4 обжиге связаны с температурой термической обработки и регулируются в зависимости от конкретных требований к концентрату минерального состава исходного сырья — железистого боксита.

Кислотную обработку (вышелачивание) осуществляют при концентрации НС8

15-25% в две стадии, при содержании в оборотных растворах, 10-20 г/л А0 О и Fe при Т: Ж = 3 — 4. Часть оборотных растворов выводят из схемы для сохранения постоянства концентрации раствора по А8 О. и 78ц0

Температура восстановительного отжига 400-700 С обусловлена необходи|лым содержанием глинозема в концентрате, так при 400 С содержание глинозема составляет. 68-72%, а при

700" С вЂ” 45-62Ъ, 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, %; AB Q - 58,8;T O—

1,51; М10- 0,07;%0 — 14,6;СаО

4 0; Сг203- 0 54 мио-. 0,14ре2034,4;pgp- 0,72; Иди- 15,5 дробят до кусков мельче 60 мм, сушат и измельчают до фракции мельче 0,09 мм, Измельченный боксит подвергают термической обработке при 700 C с выдержкой 0,3-2,0 ч в среде конверсированного метана. Дальнейшая переработка включает кислотное вышелачивание в две стадии оборотным раствором при

90-11СРС 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, добавляя флокулянт сополимера акриламида с акриловой кислотой (реагент К-4) в количестве 0,2%.

Раствор хлоридов железа и алюминия обрабатывают сухим хлористым водородом с добавлением содержания ь растворе до 300-350 г/л с целью высаливания глинозема в осадок в виде соли

ALMS ЬН О, Примесь железа более растворима и остается в растворенном состоянии в вида хлоридов. Соль гексагидрата хлористого алюминия отделяют от раствора хлорида железа центрифугированием, оба продукта — соль гексагидрата хлористого алюминия и хлорид железа — раздельно

Пример 2. Тоикомолотый боксит (фракция мельче 0,09 мм) гранулируют на тарельчатом грануляторе с добавкой связки - 1,5% СДБ и 2,5% оксихлорида

ДЕ СЕ,ОН.

Гранулированный материал термообрабатывают в шахтной печи при Д < 1,0, температуре 400 С с изотермической выдержкой 1,5 ч. Термообработанный материал размалывают и подвергают вьпцелачиванию 17% HCf при соотношении Ж:Т=3- 5:1 в две стадии;, Температура J.-ой стадчи выщелачивания 90110 С, второй — 90-95 С. Продолжительность выщелачивания на каждой стадии 0,5-1,5 ч.

5 969 подвергают термогидролизу с получением, у — глинозема пигментной окиси железа . и хлористого водорода.

Соляную кислоту, полученную при порциальной конденсации хлористого водорода, возврашают на вторую стадию выщелачивания.

На основе концентрата боксита отделенного от раствора хлоридов после его промывки горячей водой, сушки, помола 10 до фракции мельче 0,09 мм, брикетирования с добавкой 2,0% СДБ, при удельном давлении 100 МПа и обжига при

165СРС с изотермической выдержкой

0,5 ч получают высокоглиноземистый 13 заполнитель огнеупорностью 1890 С и с о содержанием А9 0 59,2%,Т6 0 1,0%.

На основе Э. -глинозема после брикетирования с добавкой СДБ при удельном давлении 100 МПа и обжига брикета 20

1950оС с выдержкой 0,5 ч получают корундовый заполнитель с содержанием

ДВ О 99,6% и 78 0 до 0,03%.

Количество заполнителей и пигмента следующие, %: И

Заполнители высокоглиноземистые (50%At О ) 72

Корундовый 20,6

Пигмент (F8>Q> 73%) 7,4 з0

Обжигом брикета из смеси ф -глинозема, высо коглиноземистого концентрата и связки (огнеупорной глины (60-30 и 10%)),после обжига при 1750 полуИ чают муллитовый заполнитель с содержа нием Я О 79%, и FeqOqaо 1,0, с огнеупорность около 1900 С.

Обжигом брикета из смеси ) -глинозема с 5% огнеупорной глины получают заполнитель с содерканием М О около 96%

F9 рьдо 1,0%.

671 6

Состав раствора после 1-ой стадии вышелечивания: Р<0> 50-80 гlл; Fc 0<

50-80 г/л, НС вЂ” 5-20 г/л.

После 2-ой стадии: АР О п ГО О до

20 г/л, })СС 180-200 г/л.

Раствор хлоридов и твердый остаток разделяют на вакуумном фильтропрессе в присутствии флокулянта сополимера акриламида с акрнловой кислотой (реагент К-4) в количестве 1,5-2%. Твегдый остаток промывают водой при 75 С о и обжигают мокрым способом при влажности шлама 42% во врашаюшейся печи при 1700 С с выдержкой около 0,3 ч.

Высокоглиноземистый шамот при содержании 66,2%AGgOy и 0,9%РЕ О обладает огнеупорностью 1860о, водопоглошением, до 4,5-6%.

Раствор хлоридов после 1-ой стадии вышелачивания подвергают барботированию хлористым водородом при 30 С, в результате чего выделяют в виде ALCP+"

Х6 Н О около 95% находяшегося в нем глинозема. Хлорид алюминия промывают

34% HCE и подвергают термогидролизу при температуре 750 С с получением о "-глинозема с удельной поверхностью

38 тыс. м 1ã. Из усредненного раствора хлорида железа получают железистый пигмент состава, %: 59,2Fe>O+; 12,5

Т 02, 20,09g&.Cg0; 3>,2 И О; про чих 5,10. -Глинозем после брикетирования с добавкой связок раствора СДБ в количестве 2,0% и 2,0% оксихлорида алюминия подвергают обжигу в печи периодиf О ческого действия при 1800-1900 С с изотермической выдержкой 0,5 ч, а также электроплавке в индукционной печи на воздухе.

Полученный корундовый заполнитель (99,2% AS 0@) имеет водопоглошение: спеченный 2-6%, электроплавленный в зерне 3-5 мм до 2%.

Смесь -глинозема и тонкомолотого мельче 0,063 мм высокоглиноземистого концентрата боксита в соотношении 60:

:40 брикетируют с добавкой связки раствора СДБ при удельном давлении

800 кгс/см и обжигают в печи периодического действия при 1850 с изотермической выдержкой 0,5 ч.

Муллитовый заполнитель содержит около 86% А< Р, до 1,0%ГЕ О и имеет огнеупорность 1910 С. о

Количество заполнителей: высокоглиноземистого (66,2%АР.20 ) 80%, ко7 9 рундового 11%, пигмента (F8 0

59,2%) 9%.

Пример 3. Тонкомолотый боксит (фракция мельче 0,09 мм) смешивают с углеродом (фракция мельче 0,09 мм) при соотношении 98:2, гранулируют на тарельчатом грануляторе с добавкой

2,0% СДБ и 2,5% оксихлорида алюминия

Pg

Высокоглиноземистый концентрат боксита содержит 71%AKgO, 0,8%

F6@0> и имеет огнеупорность 1890 С. о

После брикетирования с 0,2% СДБ, обжига при 1750 получен муллитовый заполнитель а водопоглошением 4-6%.

Железистый раствор после процесса высаливания подвергают термогидролизу при 750 С с выдержкой 0,1-1 ч, в результате чего получают пигмент-смесь окислов состава, %: 57,5FOgO@; 28 т10,; 8,0 са0; 4,4М о; 5,0Аео,;

2,056; 2,ОН 0; прочих 3,1, Таким образом, по предлагаемому способу получают четыре вида продукции:

BbIcoKoI JIHHo3eMBcTbIA H Ko)7 oBb1N за» полнители с содержанием AQO@ до 99,6% у -глинозем и пигмент.

Предлагаемый способ, по сравнению с известным, позволяет повысить огнеупорность высожоглиноземистых заполнителей до 1860-1910оС„увеличить извлечение глинозема в заполнители до

99,6%; упростить и удешевить процесс, за счет снижения температуры восстановительного обжига с 1000-1350 С до

400-700 С.

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.

69671 8

Формула изобретения

1. Способ изготовления высокоглиноземистых заполнителей для производства

5 огнеупоров из железистых бокситов, включающий иэмельчение 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, о т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью повышения огнеупорности заполнителей, восстановительный обжиг ведут при 400-700оС в течение 0,3-2,0 ч, солянокислое вышелачивание осуществляют в две стадии::на первой — оборотным раствором от вто20 рой стадии, а на второй - соляной кислотой, с последующеим проведением концентрирования раствора хлоридов алюминия и железа, их разделения, термогидролиэа с получением -глинозема, пиг25 ментной окиси железа и хлористого водорода, обжига или электроплавки g -глинозема или его смеси с обезжелеэненным концентратом на муллитовый и корундовый заполнители.

Зп 2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся 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 юшийся тем, что концентрирование раствора хлоридов осуществляют барботированием сухим хлористым водородом.

Источники информации, О . принятые во внимание при экспертизе

1. Огнеупорное производство. Под ред. Д. И. Гавриша, М., 1965, с. 213«

217.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 564288, кл. С 04 В 33!02, 1978.

Составитель В. Мальцев

Редактор С. Юско Техред Т.Маточка Корректор Л. Бокшан

Заказ 8303/25 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государотвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4