способ переработки содопоташного раствора

Формула изобретения

Способ переработки содопоташного раствора, включающий политермическую упарку содопоташного раствора с выделением из него последовательно продукционной соды, оборотной двойной содопоташной соли, продукционного поташа и возврат поташного маточного раствора в технологический цикл глиноземного производства, отличающийся тем, что в поташном маточном растворе перед возвратом его в технологический цикл глиноземного производства снижают молярный индекс калийной щелочи до 555% при концентрации титруемой щелочи в растворе 260-300 г/л в пересчете на Na₂O и температуре раствора 40-60^oС путем гидрохимической конверсии поташным маточным раствором сульфатной соли натрия или ее смеси с содой с выделением в осадок сульфата калия.

Описание изобретения к патенту

Способ относится к цветной металлургии, конкретно к переработке содопоташного раствора, получаемого при переработке нефелинового сырья на глинозем и содопоташные продукты.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого способа может рассматриваться принципиальная аппаратурно-технологическая схема переработки содопоташного раствора, получаемого при переработке Кольского нефелинового концентрата, опубликованная в книге: "Комплексная переработка нефелино-апатитового сырья" - авторы В.Я. Абрамов, А.И. Алексеев, Х.А. Бадальянц. Москва, "Металлургия", 1990 г., стр. 170-173.

Технологическая схема переработки содопоташного раствора указанным способом приведена на фиг.1.

По этому способу исходный содопоташный раствор, получаемый после выделения гидроксида алюминия из содопоташных растворов, подвергают на первой стадии концентрирующей выпарке в многокорпусной выпарной батарее до достижения плотности раствора 1,28-1,30 кг/дм³ без выделения солей в осадок. В упаренном растворе после концентрирующей выпарки растворяют оборотную двойную соль (Na₂CO₃K₂CO₃), получаемую на последующей стадии переработки содопоташного раствора. Раствор после растворения двойной соли подвергается второй стадии упаривания с выделением в осадок безводной соды (Na₂CO₃) при молярном индексе калия в растворе 70-72% и плотности упаренного маточного раствора 1,48-1,50 кг/дм³. Маточный раствор после отделения от безводной соды подвергают третьей стадии упаривания с выделением в осадок двойной соли (Na₂CO₃ К₂СО₃) при плотности упаренного маточного раствора 1,64-1,66 кг/дм³ и молярном индексе калия в упаренном растворе 95-97%. Отфильтрованная двойная соль растворяется в предварительно упаренном растворе и поступает на стадию выделения безводной соды. Из маточного раствора двойной соли выделяют в осадок полутораводный поташ первого сорта (К₂СО₃1,5Н₂O) путем его охлаждения до t=55-60^oС. Часть маточного раствора после отделения поташа первого сорта возвращают на стадию выделения двойной соли. Вторую часть маточного раствора поташа подвергают дальнейшей упарке до достижения плотности маточного раствора до 1,67 кг/дм³ с последующим охлаждением упаренного раствора до 40-50^oС и выделением в осадок поташа II-III сорта. В оставшемся поташном маточном растворе концентрируются соли хрома, железа и других сопутствующих тяжелых цветных металлов, что не позволяет перерабатывать его в содопоташном производстве из-за ухудшения качества содопродуктов и вынуждает направлять этот раствор в глиноземное производство.

Основными недостатками этой технологической схемы переработки содопоташного раствора являются возврат с оборотным поташным маточным раствором и, как следствие, накопление в технологическом цикле глиноземного и содопоташного производств значительного количества калийной щелочи, солей хрома и других сопутствующих примесей. Возврат калийной щелочи на передел подготовки шихты технологического цикла глиноземного производства приводит к росту молярного индекса калия в шихте на переделе спекания нефелинового концентрата и соответственно повышенному уносу щелочи с отходящими газами из печей при спекании известняково-нефелиновой шихты. Повышение молярного индекса калия в алюминатном и содовом растворах приводит к повышенному расходу извести при обескремнивании алюминатного раствора и к увеличению удельного потока растворов, оборотной двойной соли и к увеличению расхода пара в технологическом цикле содопоташного производства.

Оборот и накопление солей хрома и других соответствующих примесей тяжелых цветных металлов в содопоташном растворе оказывает отрицательное влияние на качество выделяемого поташа первого сорта. Целью предлагаемого нового способа является устранение указанных недостатков известного способа переработки содопоташного раствора, снижение потерь калийной щелочи и расхода извести в технологическом цикле глиноземного производства, снижение удельного потока растворов, оборотной двойной соли и расхода пара в технологическом цикле содопоташного производства, улучшение качества выделяемого поташа I сорта.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки содопоташного раствора, включающем политермическую упарку содопоташного раствора с выделением из него последовательно продукционной соды, оборотной двойной соли, продукционного поташа, в поташном маточном растворе перед возвратом его в технологический цикл глиноземного производства снижают молярный индекс калийной щелочи до 555% при концентрации титруемой щелочи в растворе 260-300 г/л в пересчете на Nа₂О и температуре раствора 40-60^oС путем гидрохимической конверсии поташным маточным раствором сульфатной соли натрия или ее смеси с содой с выделением в осадок сульфата калия. При этом кроме снижения молярного индекса калийной щелочи в маточном растворе поташа после конверсии сульфатной соли натрия происходит очистка маточного раствора конверсии от солей хрома, железа и других сопутствующих примесей за счет их адсорбции на выделяемых в осадок кристаллах сульфата калия.

Технологическая схема переработки содопоташного раствора предлагаемым способом приведена на фиг.2.

Результаты лабораторных исследований, выполненных в указанных условиях, с использованием промышленного поташного раствора, получаемого при переработке Кольского нефелинового концентрата на "Пикалевском объединении "Глинозем", и беркеитовой соли (2Na₂SO₄Na₂CO₃), получаемой в виде отхода на Богословском алюминиевом заводе, приведены в таблице. Из этих данных следует, что в поташном растворе, возвращаемом в глиноземное производство после гидрохимической конверсии беркеита, молярный индекс калийной щелочи снизился в 1,75 раза, содержание солей хрома снизилось на 65%.

В ноябре-декабре 1999 года проводились промышленные испытания нового способа переработки содопоташного раствора по предложенной схеме на ОАО "Пикалевское объединение "Глинозем". Результаты промышленных испытаний подтвердили на практике ожидаемые преимущества способа переработки содопоташного раствора по предлагаемой схеме. Снизился оборот калийной щелочи и солей хрома в технологическом цикле глиноземного и содопоташного производств. В результате чего молярный индекс калийной щелочи в известняково-нефелиновой шихте на переделе спекания, в алюминатном растворе после выщелачивания нефелинового спека и в растворе, поступающем на содопоташное производство, снизился в среднем на 20%, соответственно снизились механические потери калийной щелочи на переделе спекания нефелиновой шихты, снизился расход извести на переделе обескремнивания алюминатного раствора; в технологическом цикле содопоташного производства снизились оборот двойной соли на 25% и расход пара на 10%. За счет снижения оборота в технологическом цикле содержание солей хрома в поташном маточном растворе на стадии выделения поташа снизилось в два раза, а содержание солей хрома в поташном маточном растворе после гидрохимической конверсии сульфата натрия снизилось почти в десять раз.