Патент на изобретение №2200706

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ АЛЮМИНАТНЫХ РАСТВОРОВ

(57) Реферат:

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/_ку = 33-44, а в конце карбонизации соотношение уменьшают до TC_p-pa/_ку = 18-24, где ТoС_р-ра – температура алюминатного раствора, а _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= 70,179 г/л, смешение алюминатного раствора с газами, содержащими СО₂, осуществляют при соотношении температуры раствора (Т^oС) к его каустическому модулю (_ку), равном 3344 в начале процесса, а в конце карбонизации соотношение уменьшают до T^{Cp-p/_ку = 1824. 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 – 7080 г/л концентрации CO₂ в газе ~1415% объемн., время – 3 часа, отношение T^{/ку_(н) (начальное) изменялось в пределах ~2450, отношение T/ку_(к) (конечное) составляло ~1528.}

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^{/ку_(н)~3344 и T/ку_(к)~1824.
Пример 2. Исследования проводили в промышленных условиях. Состав перерабатываемых растворов: Nа₂О_ку~ 70,179,0 г/л; Na₂O_у~ 1014 г/л; Al₂O₃~ 75,579,2 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^{/ку-3343 в начале и T/ку-1824 в конце карбонизации. При этом, диапазон изменения концентрации алюминатного раствора может составлять 70,179 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/_ку = 33-44, а в конце карбонизации соотношение уменьшают до TC_p-pa/_ку = 18-24, где ТoС_р-ра – температура алюминатного раствора, а _ку – каустический модуль алюминатного раствора.}

РИСУНКИ