способ переработки содосульфатной смеси

Формула изобретения

1. Способ переработки содосульфатной смеси, получаемой при производстве глинозема из боксита по методу Байер-спекание, включающий упарку алюминатного раствора спекательной ветви глиноземного производства с выделением в осадок содосульфатной смеси, сгущение и фильтрацию сгущенной содосульфатной смеси на центрифуге, отличающийся тем, что содосульфатную смесь в процессе ее фильтрации промывают раствором каустической щелочи, после чего промытую содосульфатную смесь репульпируют горячей водой и в полученную суспензию вводят серную кислоту из расчета снижения концентрации карбонатной соды в растворе суспензии до 30-50 г/л в пересчете на Na ₂СО₃, с последующей выдержкой суспензии при интенсивном перемешивании острым паром при температуре 95-105°С в течение 1,5-2 ч, после ее охлаждают до температуры 70-75°С и фильтруют на центрифуге с получением товарного сульфата натрия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сульфат натрия после фильтрации промывают насыщенным раствором сульфата.

Описание изобретения к патенту

Способ относится к цветной металлургии, конкретно к переработке содосульфатной смеси на сульфат натрия при производстве глинозема из бокситов по способу Байер-спекание.

Известен способ переработки содосульфатной смеси, получаемой в производстве глинозема из боксита методом Байер-спекание по авторскому свидетельству СССР №814866 от 07.05.1979 г., включающий упарку алюминатного раствора спекательной ветви и выделение в осадок содосульфатной смеси, сгущение и фильтрацию выделенной в осадок содосульфатной смеси, растворение отфильтрованной содосульфатной смеси водой, каустификацию карбонатной соды известковым молоком, отделение осадка карбоната кальция и упарку полученного раствора с выделением из него в осадок сульфата натрия. Основными недостатками этого способа являются сложность технологической схемы, большие теплоэнергетические затраты в технологическом цикле и недостаточная очистка получаемого сульфата натрия от карбонатной щелочи.

Наиболее близким прототипом предлагаемого изобретения является патент RU № 2188794 от 28 марта 2001 г на способ переработки содосульфатной смеси, полученной при производстве глинозема из боксита по методу Байер-спекание.

По патенту содосульфатную смесь растворяют в воде или оборотных растворах с одновременным нагревом в растворе до t=60-95°C, приготовленный раствор с концентрацией 16-25% Na ₂SO₄ и 7-12% Na₂ СО₃ обрабатывают в течение не менее 15 минут серной кислотой до снижения рН раствора до 7,0-5,8. При этом температура раствора поднимается до 85-108°С, примеси выпадают в осадок, карбонат натрия переходит в сульфат натрия. По окончании процесса нейтрализации суспензию с осадком выдерживается при достигнутой температуре не менее 20 минут для полного завершения процесса нейтрализации раствора. После выдержки выпавшие в осадок примеси фильтруют. Отфильтрованный от примесей раствор упаривают до концентрации 50-60% Na₂SO ₄ с выделением в осадок кристаллов сульфата натрия.

Основными недостатками способа являются переработка содосульфатной смеси в кислой среде, полное растворение содосульфатной смеси водой с последующей выпаркой раствора с большим расходом пара и сложность управления технологическим процессом на стадии полной нейтрализации карбонатной соды серной кислотой до рН раствора 7,0-5,8. По указанным причинам способ не нашел практического применения.

Задачей изобретения является исключить полную нейтрализацию карбонатной соды и полное растворение содосульфатной смеси, что позволит упростить аппаратурно-технологическую схему и снизить теплоэнергетические затраты в технологическом цикле получения сульфата натрия с попутной регенерацией из содосульфатной смеси карбонатной соды, каустической щелочи и оксида алюминия с минимальным расходом химического реагента.

Технический результат достигается тем, что в способ переработки содосульфатной смеси, получаемой при производстве глинозема из боксита по методу Байер-спекание, включающем упарку алюминатного раствора спекательной ветви глиноземного производства с выделением в осадок содосульфатной смеси, сгущение и фильтрацию сгущенной содосульфатной смеси на центрифуге, содосульфатную смесь в процессе ее фильтрации промывают раствором каустической щелочи, после чего промытую содосульфатную смесь репульпируют горячей водой и в полученную суспензию вводят серную кислоту из расчета снижения концентрации карбонатной соды в растворе суспензии до 30-50 г/л в пересчете на Na ₂CO₃, с последующей выдержкой суспензии при интенсивном перемешивании острым паром при температуре 95-105°С в течение 1,5-2 ч, после ее охлаждают до температуры 70-75°С и фильтруют на центрифуге с получением товарного сульфата натрия.

Сульфат натрия после фильтрации промывают насыщенным раствором сульфата.

Переработку содосульфатной смеси осуществляют по следующей аппаратурно-технологической схеме.

Алюминатный раствор, получаемый в спекательной ветви глиноземного производства, содержащий содосульфатную соль, упаривают до концентрации каустической щелочи в упаренном растворе до 290 г/л в пересчете на Na ₂O_k. Упаренный алюминатный раствор смешивают перед сгустителем с маточным раствором, получаемым в технологическом цикле переработки изосульфатной смеси, после выделения из него сульфата натрия.

Сгущенную содосульфатную суспензию фильтруют на центрифуге с промывкой отфильтрованной содосульфатной смеси от алюминатного раствора путем ее орошения на центрифуге раствором каустической щелочи. Фильтрат центрифуги возвращают в сгуститель. Промытую от алюминатного раствора содосульфатную смесь после центрифуги репульпируют горячей водой, дозируемой в соотношении к содосульфатной смеси 0,7-0,8:10.

В репульпированной суспензии нейтрализуют часть растворенной карбонатной соды серной кислотой, дозируемой в течение 10-15 минут из расчета снижения рН раствора до 10,5-11,0 со снижением концентрации карбонатной соды в растворе суспензии до 30-50 г/л в пересчете на Na ₃СО₃ с последующей выдержкой суспензии при интенсивном ее перемешивании в течение 1,5-2,0 часа с нагревом суспензии до температуры 95-105°С острым паром. Выдержанную суспензию после ее охлаждения до температуры 70-75°С фильтруют на центрифуге с промывкой отфильтрованного сульфата натрия орошением на центрифуге насыщенным раствором сульфата натрия. Фильтрат центрифуги смешивают с упаренным алюминатным раствором перед сгустителем. Отфильтрованный и промытый на центрифуге сульфат натрия подвергают сушке и отгружают потребителю.

Полученный крупнокристаллический сульфат натрия содержит 99,4-99,6% Na ₂SO₄, 0,03-0,04% Na ₂CO₃, 0,01-0,02% Al ₂O₃, соответствует требованиям ГОСТ 21458-75.

Повышение концентрации карбонатной щелочи в растворе содосульфатной суспензии после ее нейтрализации серной кислотой выше 50 г/л Na₂СО₃ приводит к загрязнению полученного товарного сульфата натрия карбонатной содой. Снижение концентрации карбонатной щелочи ниже 30 г/л Na₂СО₃ приводит к снижению регенерируемой карбонатной соды из содосульфатной смеси.

Снижение температуры содосульфатной суспензии при ее выдержке ниже 90°С и сокращенние времени выдержки суспензии менее 1,5 часов приводит к снижению крупности кристаллов получаемого сульфата натрия.

Пример практического осуществления переработки содосульфатной смеси заявляемым способом с ожидаемым материальным потоком в технологическом цикле и химсоставом получаемых промпродуктов и конечного продукта применительно к условиям глиноземного производства приведены в прилагаемой технологической схеме, где показан баланс материального потока в технологическом цикле и химсоставы получаемых промпродуктов и конечного продукта при практическом осуществлении переработки содосульфатной смеси в условиях глиноземного производства, работающего по схеме Байер-спекания.