способ переработки бокситов

Формула изобретения

1. Способ переработки бокситов, заключающийся в том, что боксит промывают водой, полученную пульпу подвергают разделению на гидроциклонах в несколько стадий, пески после разделения направляют на выщелачивание в ветви Байера, а из слива, в свою очередь, выделяют пески и подают их на спекание, отличающийся тем, что промывают боксит холодной водой одновременно с размолом, разделение пульпы проводят, по меньшей мере, в три стадии, причем на спекание направляют пески последней стадии, а всех предыдущих - на выщелачивание, при этом слив последней стадии выводят из процесса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделение пульпы на всех стадиях, кроме первой, осуществляют в батарейных гидроциклонах с уменьшающимся их диаметром на каждой последующей стадии.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что число стадий разделения определяют суммарным содержанием каолинита и гетита в сливе последней стадии не менее 40%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии получения глинозема из низкокачественных бокситов.

Известен способ переработки каолинит-гиббситовых бокситов (см. авторское свидетельство СССР №1724577, кл. C 01 F 7/04, опубл. 1992 г.), включающий их дробление, промывку, разделение на бокситовую и каолинитовую фракции, переработку бокситовой фракции способом Байера с выделением оборотного содового раствора, а каолинитовой - способом спекания, при этом промывку перед дроблением ведут оборотным содовым раствором ветви Байера.

В этом способе отделенную каолинитовую фракцию в полном объеме направляют на спекание, что значительно увеличивает балластные потоки на печи спекания из-за большого содержания кремния в каолинитовой фракции.

Известна также схема двойного выщелачивания с целью снижения образования железа (см. патент США №4446117, кл. C 01 F 7/06, опубл. 1984), в котором глинистую фракцию отделяют в сепараторе, подогревают, репульпируют, выщелачивают и подвергают вторичной сепарации, причем слив сепаратора отправляют на декомпозицию, а отстоявшийся красный шлам выводят из системы.

К недостаткам удаления глинистой фракции в этой схеме относятся дополнительные энергозатраты на нагрев, кроме того, значительны потери щелочи с красным шламом, удаляемым из системы.

Наиболее близким из известных решений, принятым за прототип, является способ усовершенствования переработки тургайских бокситов на Павлодарском алюминиевом заводе (см. Насыров Н.З. автореферат диссертации к.т.н.: 05.16.03. Казахский политехнический институт, Алма-Ата, 1973, с.19-22, рис.5). В этом способе дробленый боксит подают на промывку на грохоте водой с температурой 30-60°С, затем разделяют полученную пульпу на длинноконусном гидроциклоне с контрольной перечисткой слива на втором гидроциклоне, пески первого гидроциклона направляют на выщелачивание в ветви Байера. Пески второго гидроциклона возвращают на первую стадию разделения, а слив сгущают с добавлением флокулянта, слив сгустителя в свою очередь возвращают на промывку на грохоте. Сгущенную глинистую фракцию направляют на приготовление шихты спекания.

Подача всего объема отмытой глинистой фракции в шихту спекания требует увеличения дозировок известняка для связывания кремния. Образующийся при этом двухкальциевый силикат – соединение, нерастворимое в условиях выщелачивания спека. Это в свою очередь создает дополнительный балластный поток на печи спекания, увеличивает количество отвального шлама после выщелачивания, что ведет к росту потерь гидроксида алюминия и щелочи. Кроме того, при снижении качества сырья по содержанию кремния (кремневый модуль _si~3,6), увеличения содержания гетита и алюмогетита становится неприемлемым сгущение глинистой фракции. Эти недостатки не позволили осуществить промышленное использование способа.

Задачей настоящего изобретения является повышение процента извлечения оксида алюминия (Аl₂O₃), сокращение материальных потоков на спекание.

Технический результат заключается в обогащении боксита за счет удаления из процесса наиболее мелкодисперсной фракции, в основном каолинита и гетита, сокращении потерь гидроксида алюминия и щелочи путем сокращения количества отвального шлама после выщелачивания спека, снижении расхода флокулянта, снижении загрузки печей спекания.

Для этого в способе переработки бокситов, заключающемся в том, что боксит промывают водой, полученную пульпу подвергают разделению на гидроциклонах в несколько стадий, пески после разделения направляют на выщелачивание в ветви Байера, а из слива в свою очередь выделяют пески и подают их на спекание, боксит промывают холодной водой одновременно с размолом. Разделение пульпы проводят, по меньшей мере, в три стадии, причем пески последней стадии направляют на спекание, а всех предыдущих - на выщелачивание, при этом слив последней стадии выводят из процесса. На всех стадиях, кроме первой, разделение осуществляют в батарейных гидроциклонах с уменьшающимся их диаметром на каждой последующей стадии. Число стадий определяют суммарным содержанием каолинита и гетита в сливе последней стадии не менее 40%.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:

на фиг.1 - аппаратурная схема заявляемого способа;

на фиг.2 - график изменения ж:т шлама сгущения (красного шлама) во времени;

на фиг.3 - график изменения скорости слива во времени;

на фиг.4 - график зависимости удельного съема Аl₂O₃ от процентного содержания каолинита в боксите.

Способ осуществляли следующим образом. Боксит в количестве 15% от веса исходного подавали в мельницу 1 с пониженной стержневой загрузкой, туда же подавали воду с температурой 20°С, расход воды составил 3 м³ на 1 тн боксита. Пульпу мельницы 1 направили на первую стадию разделения на длинноконусный гидроциклон 2. Пески первой стадии с содержанием класса -1 мм 60% направили на выщелачивание в ветви Байера. Слив длинноконусного гидроциклона 2 подали на вторую стадию разделения в батарейный гидроциклон 3 диаметром 250 мм, пески которого объединили с песками первой стадии разделения и направили на выщелачивание. Слив гидроциклона 3 подали на третью стадию разделения в батарейный гидроциклон 4 диаметром 150 мм. Пески батарейного гидроциклона 4 (твердую фазу глинистой фракции) направили в ветвь спекания. А слив этого гидроциклона с содержанием фракции -4 мкм 72%, в состав которой входят каолинит и гетит, отправили на шламоудаление.

Вывод 5% глинистой фракции, в основном каолинита и гетита, наиболее мелкодисперсной фракции, улучшил показатели сгущения красного шлама в ветви Байера, что иллюстрируется графиками (см. фиг.2, 3), а также увеличил удельный съем Аl₂O₃ на декомпозиции (см. фиг.4). Данные, характеризующие процесс переработки бокситов в целом, представлены в таблице

Таблица
	si исходного боксита	% вывода каолинита от боксита в ветви Байера	si боксита в ветви Байера	Извлечение Al2O3	Шламовый коэффициент	Дозировка флокулянта на 1 т шлама	Скорость слива	Ж:т красного шлама	% песков последней стадии разделения	Снижение щелочи на спекании	Высвобождение печи спекания	Удельный съем Аl2О 3
	ед.	%	ед.	%	ед.	кг	м/час	ед.	%	%	ед.	кг/м 3
До внедрения	3,63	0	3,63	69,4	0,49	35,4	0,292	2,9	-		-	58,9
Схема внедрена	3,63	5	3,77	70,4	0,47	31,3	0,324	2,72	1,4	3,13	0,23	60