СОСТАВ ШИХТЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ГЛИНОЗЁМА
FEED COMPOSITION FOR ALUMINA PRODUCTION

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения глинозёма и попутной продукции способом спекания из высококремнистого алюминиевого сырья.
Si
Известен состав шихты для переработки низкокачественных бокситов (Лайнер А.И.. Ерёмин Н.И., Лайнер Ю.А., Певзнер И.З. Производство глинозёма. М.: Металлургия, 1978. С. 212-213) с кремниевым модулем (μ) менее 6 единиц на основе насыщенной (нормальной) трёхкомпонентной смеси, обеспечивающей связывание всего кремнезёма в двухкальциевый силикат, всего количества оксида алюминия и оксида железа в алюминат и феррит натрия, т.е. в ней соблюдаются следующие молярные соотношения
2
2
2
3
2
2
3
CaO/SiO = 2,0; NaO/AlO = 1,0; NaO/ FeO = 1,0.
2
3
2
2
3
2
При спекании руд с умеренным содержанием FeO и SiO насыщенная шихта обеспечивает практически полное извлечение AlO и NaO. Кроме того, при спекании нормальной шихты наблюдается широкая площадка спёкообразования, что облегчает обжиг, уменьшая опасность образования кольцевых настылей. При этом составу насыщенной шихты отвечает самый простой состав спёка.
2
3
2
2
Недостатком такой шихты, является то, что с повышением содержания кремнезёма и оксида железа заметно растут расхождения между расчётными и фактическими данными по извлечению AlO и NaO, особенно для NaO, в том числе для вторичных реакций при выщелачивании спёка. Заметным ограничением состава такой шихты является использование в качестве исходного алюминийсодержащего сырья бокситов, отвечающих естественному соотношению водных минералов алюминия и алюмосиликатов, что ограничивает использование последних для получения глинозёма. Также неблагоприятным фактором такого состава шихты является высокий выход шлама, содержащего щелочные компоненты, что затрудняет его использование в производстве портландцемента и других строительных материалов.
2
2
Известен состав шихты (Ерёмин Н.И., Наумчик Н.Г., Казаков В.Г. Процессы и аппараты глинозёмного производства. М.: Металлургия, 1980. С. 42-43), в котором рекомендуется для получения в спеке хорошо растворимого алюмината натрия (калия) и гидролизуемого в водных растворах феррита натрия (калия), а также очень малорастворимого ортосиликата кальция при спекании бокситов и нефелинов соблюдать в шихте следующие молярные соотношения с эквивалентным замещением NaO и KO
2
2
3
2
3
RO/(AlO + FeO) = 1,00 ± 0,02;
2
CaO/SiO = 2,00 ± 0,03,
где R - Na или K.
Дополнительными достоинствами такой шихты, по сравнению с ранее рассмотренным составом, является возможность переработки щелочных алюмосиликатов и применение в качестве щелочного компонента поташа или смеси соды и поташа.
2
3
2
2
Недостатком такой шихты, является то, что с повышением содержания кремнезёма и оксида железа заметно растут расхождения между расчётными и фактическими данными по извлечению AlO и NaO, особенно для NaO, в том числе для вторичных реакций при выщелачивании спёка. Заметным ограничением состава такой шихты является использование в качестве исходного алюминийсодержащего сырья бокситов, отвечающих естественному соотношению водных минералов алюминия и алюмосиликатов, что ограничивает использование последних для получения глинозёма. Неблагоприятным фактором такого состава шихты является высокий выход шлама, содержащего щелочные компоненты, что затрудняет его использование в производстве портландцемента и других строительных материалов. Так же к перечисленным недостаткам добавляется дополнительный рост выхода шлама, при введении в состав шихты нефелина, что затрудняет утилизацию шлама, в производстве портландцемента и других строительных материалов.
2
3
2
Известен состав шихты для переработки низкокачественных бокситов и нефелинов способом спекания (Абрамов В.Я., Николаев И.В., Стельмакова Г.Д. Физико-химические основы комплексной переработки алюминиевого сырья (щелочные способы). М.: Металлургия, 1985. С. 250-252, 262-264), в состав которой входят оборотные шламы, образующиеся на различных стадиях технологического процесса, что позволяет частично или полностью вернуть в технологический процесс компоненты (AlO, RO, CaO), обеспечивающие формирование требуемого фазового состава спёка в соответствии с ранее приведёнными молярными соотношениями.
Недостатками данного состава шихты являются ограниченное вовлечение в производство глинозёма бесщелочных алюмосиликатов и высокий выход шлама, содержащий щелочные компоненты, что затрудняет его использование в качестве компонента сырьевых смесей для производства портландцемента и других строительных материалов.
2
3
2
3
2
3
2
3
Известен состав шихты для переработки красного шлама (Ерёмин Н.И., Наумчик Н.Г., Казаков В.Г. Процессы и аппараты глинозёмного производства. М.: Металлургия, 1980. С. 49-50), которая может состоять из красного шлама, оборотной «рыжей» соды, известняка и нефелина, количество которого должно обеспечивать полное возмещение потерь каустической щёлочи в способе Байера. Заводской практикой установлено, что для обеспечения нормального прохождения шихты через вращающуюся печь и получения хороших показателей извлечения глинозёма и щелочи из шламового спека содержание феррита натрия в спеке не должно превышать 14 % (лучше 10 %). Избыток FeOпротив этого количества должен быть связан в ферриты кальция (50% CaO⋅FeO и 50% 2CaO⋅FeO). Для снижения содержания FeO в шихте и улучшения её состава возможно удаление из красных шламов железистых песков, добавка к шихте маложелезистого алюминиевого сырья (золы, нефелина и др.) или введение в состав шихты угля для осуществления процесса спекания в восстановительной атмосфере.
В целом данная шихта применима для достаточно небольших объёмов производства глинозёма способом спекания, а красный шлам не может рассматриваться, как альтернатива природному алюминийсодержащему сырью.
2
2
Известен состав шихты для переработки щелочной алюмосиликатной породы (Лайнер А.И.. Ерёмин Н.И., Лайнер Ю.А., Певзнер И.З. Производство глинозёма. М.: Металлургия, 1978. С. 315-316), рассчитанный на образование в спёке алюминатов и ферритов щелочей и щелочных кальциевых силикатов RO⋅CaO⋅SiO. Такая шихта состоит из щелочной алюмосиликатной породы, оборотного щелочного раствора и известняка, количество которых при заданном составе материалов удовлетворяет следующим молярным отношениям компонентов
2
2
3
2
3
2
RO/(AlO + FeO + SiO) = 1,0;
2
CaO/SiO = 1,0.
2
Данная высокощелочная шихта имеет существенные достоинства, так как может быть применена для сырья с повышенным содержанием железа, а расход известняка снижается в два раза по сравнению с шихтой, рассчитанной на образование 2CaO⋅SiO.
К недостаткам такого состава шихты для производства глинозёма способом спекания следует отнести необходимость организации дополнительного передела регенерации щелочи из шлама и грануляции шихты перед спеканием. В тоже время выход шлама сохраняется на достаточно высоком уровне и его утилизация в составе сырьевой портландцементной смеси потребует увеличенное количество известняка.
2
3
Известен состав шихты для переработки каолиновых руд путём спекания [Hijran Z oma, Abdul-Wahab A. Al-Ajeel, Ajheen H. Jumaah. Studying the Efficiency of Lime-Soda Sinter Process to Extract Alumina from Colored Kaolinite Ores Using Factorial Technique of Design of Experiments. Engineering and Technology Journal. Vol. 36, Part A, No. 5, 2018. P. 502-504], включающий каолинит, известняк и соду, количество которых в шихте для достижения наиболее высокого извлечения AlO в раствор при выщелачивании твёрдого продукта спекания определяется следующими молярными соотношениями
2
2
2
3
CaO/SiO = 2,15; NaO/AlO = 1,2.
Данный состав шихты позволяет перерабатывать индивидуальные каолиновые руды, что обеспечивает заметное расширение сырьевой базы производства алюминия. В то же время указанный состав шихты приводит к заметным потерям щелочного компонента с отвальным шламом, а его использование в составе сырьевой портландцементной смеси осложняется наличием щелочей.
2
3
Недостатками данной шихты является возможность использования с богатой каолинитовой рудой с содержанием AlO 38,69 % и характеризуется относительно невысоким на уровне 80,00% извлечением целевого компонента в технологические растворы при её переработке.
2
3
Известен состав  шихты для переработки каолиновых руд путём спекания (Лайнер А.И.. Ерёмин Н.И., Лайнер Ю.А., Певзнер И.З. Производство глинозёма. М.: Металлургия, 1978. С. 317-319) принятый за прототип,  включающий каолинит и известняк, количество которых в шихте для достижения наиболее высокого извлечения AlO в раствор при выщелачивании твёрдого продукта спекания определяется следующими молярными соотношениями:
2
3
CaO/AlO = 1,5-1,8;
2
CaO/SiO = 2,0.
Данный состав шихты позволяет перерабатывать индивидуальные каолинитовые руды, что обеспечивает заметное расширение сырьевой базы производства алюминия. Одновременно с этим шихта характеризуется отсутствием щелочного компонента, за счёт чего снижаются расходы, связанные с восполнением его потерь, а также обеспечивается получение малощелочных шламов, позволяющих получать на их основе высококачественные быстротвердеющие цементы марок 600-700.
2
3
2
Недостатком состава является относительно невысокое извлечение AlO на уровне 85-86% и зависимость этого показателя от химического состава каолинитовой руды по содержания компонентов, вызывающих метастабильную устойчивость β-2CaO⋅SiO, которая исключает или ухудшает саморассыпание спёка, что является ключевым источником недоизвлечения целевых компонентов.
2
3
Техническим результатом является получение эффективного в применении состава шихты, обеспечивающего наилучшие условия для формирования фазового состава спека, оказывающего положительное влияние на рост химического извлечения AlO и расширение сырьевой базы глинозёмного производства за счёт использования каолиновых руд различного состава.
Технический результат достигается тем, что шихта дополнительно содержит углеродсодержащую добавку, при следующим соотношении компонентов, мас. %:
каолин
68,5 - 72,3
известняк
26,3 - 28,6
углеродсодержащая добавка
0,5 - 3,8.
Для достижения заявленного технического результата шихта должна дополнительно содержать углеродсодержащую добавку, количество которой определяется экспериментально по контролируемым показателям технологического процесса.
Заявляемый состав шихты для производства глинозёма включает в себя следующие материалы и реагенты, в количестве, % мас.:
- каолин
68,5 - 72,3
- известняк
26,3 - 28,6
- углеродсодержащая добавка
0,5 - 3,8.
Практическая реализация предлагаемого изобретения заключается в приготовлении шихты, отвечающей заявленным диапазонам составов по содержанию основных сырьевых компонентов, в результате смешения указанных компонентов в требуемом соотношении до достижения однородного химико-минералогического и гранулометрического состава шихты во всех её частях, при этом способ подготовки индивидуальных компонентов шихты, их введения в состав шихты и усреднения её состава не являются предметом данного изобретения. Оценка эффективности состава шихты выполнялась по результатам совокупности последовательно осуществляемых технологических операций, включающих приготовление шихты, её спекание, охлаждение и выщелачивание спёка, а также промывку шлама, которые проводятся в однотипных и полностью воспроизводимых условиях для соответствующих операций. Контролируемыми показателями технологического процесса являются фракционный состав спёка (средний медианный диаметр его частиц), установившийся в результате его саморассыпания, и химическое извлечение оксида алюминия при его выщелачивании.
Химический состав каолиновой руды и известняка определяли методом рентгеновской флуоресценции (XRF) с использованием последовательного рентгенофлуоресцентного спектрометра (XRF-1800, 40 кВ, 90 мА, США). Этот же метод и приборная база были использованы для установления химического состава технологических продуктов, в том числе промытого шлама после выщелачивания спека. Определение размера частиц и их распределения по крупности выполнялось методом лазерного рассеяния на анализаторе Microsizer 201C отечественного производства с диапазоном измерения линейных размеров от 0,2 до 600 мкм.
3
В качестве углеродсодержащей добавки применялись материалы природного и техногенного происхождения, удовлетворяющие определяющей характеристике кажущейся плотности от 0,37 до 1,50÷1,55 г/см, например древесный угль марки А по ГОСТ 7657-84 и обожжённые аноды Волховского алюминиевого завода по ТУ 1913-001-0020092-95. Углеродистые материалы, не зависимо от их природы, добавляли в шихту в количестве от 0,5 до 3,8%,
2
3
Все компоненты шихты измельчались до крупности менее 74 мкм и затем её состав усреднялся в барабанном смесителе. Шихта усреднённого состава брикетировалась на гидравлическом прессе «LabTools» с использованием пресс-формы диаметром 30 мм и высотой 30 мм при постоянном давлении брикетирования. Как показано ранее, эти условия являются предпочтительными для проведения процесса спекания в лабораторных условиях, обеспечивая равномерную теплопередачу, достаточную прочность брикетов и условия спекообразования. Спекание брикетированных шихт выполнялось в высокотемпературных камерных печах ПВК-1,6-5 (ТЕПЛОПРИБОР) и LHT08/17 (Nabertherm) в режиме нагрева со скоростью 10 град/мин до температуры изотермической выдержки продолжительностью 1 час в диапазоне от 1250 °С до 1360 °С. По окончании изотермической выдержки спеки охлаждались до комнатной температуры в закрытом печном пространстве с последующим хранением образцов без доступа воздуха и исследованием фазового, химического и фракционного состава, а также технологическим опробованием по величине химического извлечения AlO в раствор.
2
3
Al2O3
Выщелачивание спеков выполнялось в однотипных условиях с использованием в качестве приборной базы реакторной системы параллельного синтеза Auto-Mate II (HEL, Великобритания). При этом применялись содовые растворы с изменяемым диапазоном концентраций в пределах 40 г/л по содержанию углекислого натрия (NaCO), а сам процесс выщелачивания проводился при варьировании температуры в пределах 20 °С. Полученная пульпа фильтровалась под вакуумом, а осадок промывался на фильтре горячей дистиллированной водой, с его последующей сушкой при температуре 105 °С. Химическое извлечение оксида алюминия в раствор (ε) оценивалось по результатам анализа твёрдых фаз, что позволяет выполнить его расчёт по формуле
Al2O3
сп
сп
ш
ш
сп
сп
ε = [m(Al) - m(Al)]/m(Al),
сп
ш
сп
ш
где: m и m - соответственно масса пробы спека и шлама в результате её выщелачивания; (Al) и (Al) - соответственно результаты анализа пробы спека и шлама методом XRF на содержание алюминия.
Показатели технологических испытаний известняково-каолиновых шихт по результатам реализации примеров № 1÷25 приведены в таблице:
Пример №
Температура спекания, °С
Дозировка углеродсодержащей добавки, %
ИзвлечениеAl<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, %
Прирост (убыль), извлечения, %
Тип углеродсодержащейдобавки
Пример № 1
1250
0,0
36,3
-
Древесный уголь марки А поГОСТ 7657-84
Пример № 2
1250
1,0
53,4
17,1
Пример № 3
1250
2,0
59,2
22,9
Пример № 4
1250
2,5
62,7
26,4
Пример № 5
1250
3,0
61,4
25,1
Пример № 6
1250
3,5
57,5
21,2
Пример № 7
1250
4,0
53,1
16,8
Пример № 8
1360
0,0
75,5
-
Пример № 9
1360
0,5
80,7
5,2
Пример № 10
1360
1,0
81,5
6,0
Пример № 11
1360
1,5
82,7
7,2
Пример № 12
1360
2,0
75,8
0,3
Пример № 13
1360
3,0
70,6
-4,9
Пример № 14
1360
4,0
68,7
-6,8
Пример № 15
1360
1,0
77,3
1,8
Обожжённые аноды по ТУ 1913-001-0020092-95
Пример № 16
1360
2,0
78,5
3,0
Пример № 17
1360
2,5
80,7
5,2
Пример № 18
1360
3,0
80,5
5,0
Пример № 19
1360
3,5
78,1
2,6
Пример № 20
1360
4,0
72,5
-3,0
Пример № 21
1360
0,0
84,9
-
Древесный уголь марки А поГОСТ 7657-84
Пример № 22
1360
1,5
89,0
4,1
Пример № 23
1360
2,5
86,5
1,6
Обожжённые аноды по ТУ 1913-001-0020092-95
Пример № 24
1360
0,0
89,1
-
Древесный уголь марки А поГОСТ 7657-84
Пример № 25
1360
1,5
93,5
4,4
Пример № 1
2
2
3
2
3
2
2
2
2
2
3
2
2
3
2
3
2
2
3
2
3
Шихта приготовлена с использованием пробы каолиновой руды следующего состава, мас. %: SiO - 52,2; AlO - 31,9; FeO - 1,4; TiO - 0,58; CaO - 0,59; MgO - 0,53; NaO - 0,15; KO - 0,15; п.п.п. - 13,0; силикатный модуль (число молей SiO на один моль AlO) - 2,78. В качестве известкового компонента для приготовления шихты использована проба природного известняка, имеющая следующий химический состав, мас. %: SiO - 2.01; AlO - 0,41; FeO - 0,56; TiO - 0,58; CaO - 53,3; п.п.п. - 43,72. Количество компонентов рассчитывалось с учётом ранее установленных соотношений CaO / SiO = 2,0; CaO / AlO = 1,8 и CaO / FeO = 1,0, что определяет расход известняка в количестве 265,8 г на 100 г каолиновой руды. Приготовление шихты и её последующие испытания выполнялись в соответствии с ранее описанной методикой, включая проведение операции спекания при температуре изотермической выдержки - 1250 °С. Данный состав шихты не включал углеродсодержащую добавку и был использован в качестве образца сравнения, для которого экспериментально установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 35,5 %.
Пример № 2
3
Пример № 2 аналогичен примеру №1, но в состав шихты вводился углеродсодержащий компонент в количестве 1 %. В качестве углеродсодержащего компонента использована проба древесного угля марки А по ГОСТ 7657-84, одной из определяющих характеристик которого является кажущуюся плотность равная 0,37 г/см. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 54,3 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 1) - 18,8 %.
Пример № 3
Пример № 3 аналогичен примеру № 2, но дозировка углеродсодержащего компонента равна 2 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 59,7 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 1) - 24,2 %.
Пример № 4
Пример № 4 аналогичен примеру № 3, но дозировка углеродсодержащего компонента равна 2,5 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 62,8 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 1) - 27,3 %.
Пример № 5
Пример № 5 аналогичен примеру № 4, но дозировка углеродсодержащего компонента равна 3,0 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 60,7 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 1) - 25,2 %.
Пример № 6
Пример № 6 аналогичен примеру № 5, но дозировка углеродсодержащего компонента равна 3,5 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 58,5 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 1) - 23,0 %.
Пример № 7
Пример № 7 аналогичен примеру № 6, но дозировка углеродсодержащего компонента равна 4,0 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 53,9 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 1) - 18,4 %.
Пример № 8
Пример № 8 аналогичен примеру № 1, но операция спекания выполнялась при температуре изотермической выдержки - 1360 °С. При этом состав шихты не включал углеродсодержащую добавку и был использован в качестве образца сравнения, для которого экспериментально установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 75,4 %.
Пример № 9
Пример № 9 аналогичен примеру № 8, но в состав шихты вводился углеродсодержащий компонент в количестве 0,5 %. В качестве углеродсодержащего компонента использована проба древесного угля марки А по ГОСТ 7657-84. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 80,5 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 8) - 5,1 %.
Пример № 10
Пример № 10 аналогичен примеру № 9, но в состав шихты вводился углеродсодержащий компонент в количестве 1,0 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 81,6 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 8) - 6,2 %.
Пример № 11
Пример № 11 аналогичен примеру № 10, но в состав шихты вводился углеродсодержащий компонент в количестве 1,5 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 83,1 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 8) - 7,7 %.
Пример № 12
Пример № 12 аналогичен примеру № 11, но в состав шихты вводился углеродсодержащий компонент в количестве 2,0 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 75,8 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 8) - 0,4 %.
Пример № 13
Пример № 13 аналогичен примеру № 12, но в состав шихты вводился углеродсодержащий компонент в количестве 3,0 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 70,5 %, что даёт убыль извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 8) - (- 4,9) %.
Пример № 14
Пример № 14 аналогичен примеру № 13, но в состав шихты вводился углеродсодержащий компонент в количестве 4,0 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 68,7 %, что даёт убыль извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 8) - (- 6,7) %.
Пример № 15
3
Пример № 15 аналогичен примеру № 9, но в качестве углеродсодержащего компонента использована проба обожжённых анодов Волховского алюминиевого завода по ТУ 1913-001-0020092-95 с кажущейся плотностью 1,50÷1,55 г/см, которая вводилась в количестве 1,0 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 77,3 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 8) - 1,9 %.
Пример № 16
Пример № 16 аналогичен примеру № 15, но в состав шихты вводился углеродсодержащий компонент в количестве 2,0 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 78,5 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 8) - 3,1 %.
Пример № 17
Пример № 17 аналогичен примеру № 16, но в состав шихты вводился углеродсодержащий компонент в количестве 2,5 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 80,7 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 8) - 5,3 %.
Пример № 18
Пример № 18 аналогичен примеру № 17, но в состав шихты вводился углеродсодержащий компонент в количестве 3,0 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 80,5 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 8) - 5,1 %.
Пример № 19
Пример № 19 аналогичен примеру № 18, но в состав шихты вводился углеродсодержащий компонент в количестве 3,5 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 78,1 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 8) - 2,7 %.
Пример № 20
Пример № 20 аналогичен примеру № 19, но в состав шихты вводился углеродсодержащий компонент в количестве 4,0 %. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 72,3 %, что даёт убыль извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 8) - (-3,1) %.
Пример № 21
2
3
Пример № 21 аналогичен примеру № 8, но операция выщелачивания спёка выполнялась при пониженной на 20 °С температуре, а концентрация содового раствора, использованного при выщелачивании, была понижена на 40 г/л в расчёте на карбонат натрия (NaCO), что отличает эти условия выщелачивания от условий реализованных в примерах №1÷№20. При этом состав шихты не включал углеродсодержащую добавку и был использован в качестве образца сравнения, для которого экспериментально установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 84,9 %.
Пример № 22
Пример № 22 аналогичен примеру № 21, но в состав шихты вводилась углеродсодержащая добавка в количестве 1,5 %, в качестве которой использовали пробу древесного угля марки А по ГОСТ 7657-84, как в ряде ранее приведённых примеров. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 89,0 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 21) - 4,1 %.
Пример № 23
Пример № 23 аналогичен примеру № 22, но в состав шихты вводилась углеродсодержащая добавка в количестве 2,5 %, в качестве которой использовали пробу обожжённых анодов Волховского алюминиевого завода по ТУ 1913-001-0020092-95, как в ряде ранее приведённых примеров. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 86,5 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 21) - 1,6 %.
Пример № 24
2
2
3
2
3
2
2
2
2
3
2
3
Пример № 24 аналогичен примеру № 21, но шихта приготовлена с использованием пробы каолиновой руды следующего состава, мас. %: SiO - 46,77; AlO - 33,74; FeO - 1,65; TiO - 3,22; CaO - 0,17; MgO - 0,37; NaO - 0,44; KO - 0,41; п.п.п. - 12,91, прочие 0,31. Количество компонентов рассчитывалось с учётом ранее установленных соотношений CaO / SiO = 2,0; CaO / AlO = 1,8 и CaO / FeO = 1,0, что определяет расход известняка в количестве 247,6 г на 100 г каолиновой руды. При этом состав шихты не включал углеродсодержащую добавку и был использован в качестве образца сравнения, для которого экспериментально установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 89,1 %.
Пример № 25
Пример № 25 аналогичен примеру № 24, но в состав шихты вводилась углеродсодержащая добавка в количестве 1,5 %, в качестве которой использовали пробу древесного угля марки А по ГОСТ 7657-84, как в ряде ранее приведённых примеров. Установленная величина химического извлечения оксида алюминия составляет 93,5 %, что даёт прирост извлечения по сравнению с образцом сравнения (пример № 24) - 4,4 %.
Приведенное описание предполагаемого изобретения и примеры его реализации позволяют сделать следующие выводы:
1. В указанном диапазоне дозировок углеродсодержащей добавки 0,5 ÷ 4,0 % от массы каолина и известняка, чему соответствует содержание углеродсодержащей добавки в шихте 0,5 ÷ 3,8 %, установлен прирост извлечения оксида алюминия до 26,4 (пример № 4) по сравнению с шихтой, не включающей такую добавку.
2. Прирост извлечения оксида алюминия является функцией температуры процесса, природы и состава каолина, а также природы и содержания углеродсодержащей добавки в шихте, что обеспечивает возможность извлечения до 93,5 % оксида алюминия, величина которого значительно превосходит ранее достигнутые показатели при переработке каолинового сырья способом спекания.