СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ГЛИНОЗЕМСОДЕРЖАЩИХ СПЕКОВ
METHOD OF LEACHING ALUMINA-CONTAINING SINTER

2
3
Изобретение относится к производству глинозема из глиноземсодержащего сырья. В глиноземном производстве по методу спекания на переделах охлаждения опека, его дробления и при транспортировке на пересылках происходит сильное запыление воздуха тонкодисперсной спековой пылью, не отличающейся по химическому составу от спека. После аспирации запыленного воздуха уловленную спековую пыль, в дальнейшем аспирационную спековую пыль (АСП), доля которой составляет около 3,7% (а фракции меньше 0,5 мм примерно 10%) от перерабатываемого потока спека, возвращают в процесс на совместную переработку с дробленным спеком [1]. Недостатками указанной схемы являются переизмельчение тонких фракций АСП и их относительно длительное пребывание в крепком алюминатном растворе. В результате неизбежны высокие химические потери AlO, снижение скоростей осветления и степени уплотнения шлама в системе многоступенчатой промывки при его гравитационном отстаивании.
3
2
3
В известном способе переработки спековой пыли [2] запыленный аспирационный воздух смешивают с распыленной до капельного состояния подшламовой водой в трубах Вентури, затем поток направляют на каплеуловитель для отделения очищенного от пыли воздуха, а суспензию - на агитационное выщелачивание с последующей фильтрацией и промывкой шлама. Эту процедуру скорее можно рассматривать как способ очистки запыленного воздуха с использованием оборотной подшламовой воды без учета ее расхода на м запыленного воздуха или тонну перерабатываемой АСП в отрыве от выщелачивания суммарного потока спека, в котором вода расходуется в определенном количестве, обеспечивающем получение концентрации AlO в алюминатном растворе на уровне 85-95 г/л. Кроме того, за счет аспирации воздуха не осуществляется полное обеспыливание дробленного спека, следовательно, не устраняются отмеченные выше недостатки.
Известен способ классификации по фракциям и раздельного выщелачивания спека [3], включающий в себя агитационное выщелачивание фракции крупностью менее 2-х мм и проточное выщелачивание остального спека. Образующийся после агитационного выщелачивания шлам направляется на совместную противоточную промывку со шламом байеровской ветви в системе сгустителей-промывателей. Предварительная классификация спека позволяет интенсифицировать процесс отделения шлама от алюминатного раствора.
2
3
2
3
3
Последний из рассмотренных способов, как наиболее близкий по существу к заявленному, принят за прототип. Его недостатком является слишком высокая граница классификации, не позволяющая подобрать условия выщелачивания, оптимальные для всего диапазона размеров мелких частиц (0-2 мм). При выщелачивании наиболее мелких фракций шлама, в том числе и АСП, длительное пребывание в горячем (80-90°С) концентрированном алюминатном растворе (содержание AlO около 85-95 г/дм) не достигается высокая степень извлечения AlO из-за неизбежных в данных условиях вторичных потерь.
Эксперименты показали, что для фактического распределения частиц дробленного спека по размерам наиболее полное извлечение оксида алюминия из мелкой фракции при минимальном контакте с алюминатным раствором достигается при классификации по уровню 0,5 мм. Максимальный размер частиц АСП также не превышает 0,5 мм. Поэтому АСП целесообразно выщелачивать совместно с отклассифицированной мелкой фракцией.
2
3
Технической задачей изобретения является интенсификация разделения жидкой и твердой фаз при совместной промывке шлама после раздельного выщелачивания крупных и мелких фракций спека, а также уменьшение потерь глинозема. Также было важно резко поднять скорость осветления при гравитационном разделении выщелоченных шламовых суспензий в системе сгустителей-промывателей примерно (в 1,5-2 раза) и повысить суммарное извлечение AlO из спека.
По предлагаемому нами способу спек классифицируют по уровню 0,5 мм, соединяют фракции мельче 0,5 мм с АСП, смешивают с подшламовой водой, проводят агитационное выщелачивание смеси и совместную промывку со шламом от выщелачивания фракций крупнее 0,5 мм. Классификацию спека проводят посредствам механического рассева.
Реализация способа проиллюстрирована на чертеже. Фракцию спека более 0,5 мм выщелачивают по известной технологии, а именно размалывают в мельнице мокрого помола 1, затем выщелачивают в репультаторе 2 оборотным раствором, приготовленным из смеси крепкой и слабой промвод и содо-щелочного раствора в мешалке 3. Полученный шлам направляют на гидроклассификацию по классу примерно 0,63 мм и промывку песковой фракции в плотно движущемся слое вертикального аппарата 4, а выносимых со сливом мелких частиц - в системе сгустителей 5-11 по противоточной схеме движения шлама и горячей воды. Фракцию мельче 0,5 мм соединяют с АСП и холодной подшламовой водой в мешалке 12, где происходит частичное выщелачивание. После этого суспензию направляют на агитационное выщелачивание в емкость 13, расположенную в системе сгустителей 5-11, где происходит совместная промывка шлама.
Пример. Испытание предлагаемого способа проводилось на пробах дробленного опека и аспирационной пыли, взятых из промышленного потока Ачинского глиноземного комбината. Состав опека и результаты испытаний приведены в таблице.
Способ выщелачивания глиноземсодержащих спеков
Схема классификации спека
Доля мелких фракций -0,5 мм, %
Удельный расход подшлам. воды, м<sup>3</sup>/т сп. - 0,5 мм
Ж/Т после выщ-я, д.е.
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> ж.ф., г/л
Скорость осветления выщел. суспензии, м/ч
Извлечение Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> (η<sub>A</sub>) при температурах выщелачивания, %
После выщ-я (в «УИП»)
В отвальной воде («С6»)
20°С
75-80°С
90°C
Время
8
85,3
5,10
30
выщелачивания,
10
86,5
С отсевом
3,7
мин
15
86,55
7,25
9,0
20
1,76
19,6
75,2
-
-
мелких фракций
5,4
6,8
27
1,71
16,0
-
86,8
-
4,4
5,6
33
1,68
14,5
-
86,4
-
3,65
4,6
40
2,0
12,0
-
84,2
83,0
Без
м<sup>3</sup>/т ∑сп
классификации
3,7
1,43
3,5
85
1,7
7,5
<sup>-</sup>
∑η<sub>A</sub>=82
3
Как видно из приведенных данных, самое высокое извлечение оксида алюминия на уровне 85-87% обеспечивается при расходе подшламовой воды 4,4-5,4 м на тонну смеси мелкой фракции и аспирационной пыли при поддержании температуры в емкости 13 в диапазоне 75-80°С и длительности перемешивания 10-15 минут. В сравнительных опытах по выщелачиванию без применения заявляемого способа степень извлечения оксида алюминия оказалась около 82%. Получено также увеличение скорости осветления примерно в 2 раза.
Таким образом, технический результат предлагаемого нами способа заключается в существенном увеличении степени извлечения оксида алюминия из спека (около 4%) и резком сокращении времени осветления выщелоченной суспензии. При использовании в промышленных масштабах получается значительный экономический эффект.
Источники информации
1. Технологическая инструкция «Производство глинозема». ТИ 44669951-01-07-2003.
2. Авторское свидетельство №726025 от 29.12.1976.
3. Авторское свидетельство №185862 от 24.04.1965.