RU102607U1 - SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM CONCENTRATE FROM ASH AND SLAG WASTES OF POWER PLANTS - Google Patents
SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM CONCENTRATE FROM ASH AND SLAG WASTES OF POWER PLANTS Download PDFInfo
- Publication number
- RU102607U1 RU102607U1 RU2010140726/05U RU2010140726U RU102607U1 RU 102607 U1 RU102607 U1 RU 102607U1 RU 2010140726/05 U RU2010140726/05 U RU 2010140726/05U RU 2010140726 U RU2010140726 U RU 2010140726U RU 102607 U1 RU102607 U1 RU 102607U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ash
- solution
- reactor
- alumina
- production
- Prior art date
Links
Abstract
1. Система производства глиноземного концентрата из золошлаковых отходов электростанций, содержащая оборудование для классификации, флотации, магнитной сепарации, обжига и щелочной обработки золошлаковых отходов, отличающаяся тем, что вход вращающейся обжиговой печи соединен с выходом линии для классификации, флотации и магнитной сепарации золошлаковых отходов, а выход обжиговой печи соединен с первым входом реактора для разложения обожженного материала в растворе гидрооксида натрия, причем второй вход реактора соединен с выходом дозатора для регулируемой подачи в реактор раствора с фиксированным содержанием оксида натрия, а выход реактора через вакуумный фильтр и устройство для промывки пульпы при фиксированном значении рН раствора соединен с устройством для сушки полученного глиноземного концентрата. ! 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что вращающаяся обжиговая печь выполнена на рабочую температуру 800-1300°С, реактор для разложения обожженного материала в растворе гидрооксида натрия выполнен на рабочую температуру 85-100°С и снабжен средствами для перемешивания материала, причем дозатор снабжен средствами для поддержания количества оксида натрия в растворе гидрооксида натрия в диапазоне 100-200 г/л, устройство для промывки пульпы снабжено средствами для перемешивания материала и поддержания рН раствора в диапазоне 7-8, а устройство для сушки полученного глиноземного концентрата выполнено на рабочую температуру 80-250°С. 1. A system for the production of alumina concentrate from ash and slag waste of power plants, containing equipment for classification, flotation, magnetic separation, firing and alkaline treatment of ash and slag waste, characterized in that the input of the rotary kiln is connected to the output of the line for classification, flotation and magnetic separation of ash and slag waste, and the kiln outlet is connected to the first inlet of the reactor for decomposing the calcined material in the sodium hydroxide solution, the second reactor inlet being connected to the outlet to mash for controlled supply of a solution with a fixed content of sodium oxide into the reactor, and the reactor outlet through a vacuum filter and a pulp washing device at a fixed pH of the solution is connected to a device for drying the obtained alumina concentrate. ! 2. The system according to claim 1, characterized in that the rotary kiln is made at a working temperature of 800-1300 ° C, the reactor for decomposing the calcined material in a solution of sodium hydroxide is made at a working temperature of 85-100 ° C and is equipped with means for mixing the material, moreover, the dispenser is equipped with means for maintaining the amount of sodium oxide in the sodium hydroxide solution in the range of 100-200 g / l, the pulp washing device is equipped with means for mixing the material and maintaining the pH of the solution in the range of 7-8, and the device for drying the obtained alumina concentrate is made at a working temperature of 80-250 ° C.
Description
Полезная модель относится к области промышленного производства глинозема, более конкретно, к системе производства глиноземного концентрата из высокоглиноземистых золошлаковых отходов (ЗШО) угольных электростанций и может найти применение, в том числе, при переработке золоотвалов Рефтинской, Троицкой и Верхнетагильской ГРЭС.The utility model relates to the field of industrial production of alumina, more specifically, to a system for the production of alumina concentrate from high-alumina ash and slag waste of coal power plants and can be used, inter alia, in the processing of ash dumps at Reftinskaya, Troitskaya and Verkhnetagilskaya state district power plants.
Известна система производства глинозема, содержащая линию с устройствами для классификации алюмосодержащего рудного сырья, реагентов восстановителей, флюсующих компонентов и средств их подачи в высокотемпературную шахтную печь для углеродно-термического восстановления при температуре выше 2000°С (см. патент РФ №67992, опубл. 10.11.2007 Бюл. №31).A known system for the production of alumina, containing a line with devices for classifying aluminum-containing ore raw materials, reagents, reducing agents, fluxing components and means for their supply to a high-temperature shaft furnace for carbon-thermal reduction at temperatures above 2000 ° C (see RF patent No. 67992, publ. 10.11 .2007 Bull. No. 31).
Известная система представляет собой металлургический комплекс, содержащий первый модуль для углеродно-термического восстановления алюмосодержащего рудного сырья в глинозем и ферросплав и второй модуль для переработки глинозема в алюминиевый сплав.The known system is a metallurgical complex containing a first module for carbon-thermal reduction of aluminum-containing ore materials in alumina and ferroalloy and a second module for processing alumina into aluminum alloy.
К недостаткам такой системы можно отнести сравнительно сложную конструкцию высокотемпературных шахтных печей первого и второго модулей, а также необходимость использования для производства глинозема достаточно дорогих сырьевых материалов в виде бокситов, бемитов, коалинитов, муллитов или пирофиллитов, поставляемых с удаленных месторождений.The disadvantages of such a system include the relatively complex design of high-temperature shaft furnaces of the first and second modules, as well as the need to use quite expensive raw materials in the form of alumina in the form of bauxite, boehmite, coalite, mullite or pyrophyllite, supplied from remote deposits.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является система производства глиноземного концентрата из ЗШО электростанций, включающая оборудование для классификации, флотации, магнитной сепарации, обжига и щелочной обработки ЗШО раствором гидроокиси натрия (см. патент РФ №79284, опубл. 27.12.2008 Бюл. №36 - прототип).The closest technical solution to the proposed one is a system for the production of alumina concentrate from ash and slag power plants, including equipment for classification, flotation, magnetic separation, calcination and alkaline treatment of ash and slag with a solution of sodium hydroxide (see RF patent No. 79284, published on December 27, 2008 Bull. No. 36 - prototype).
Назначением известной системы является комплексное производство цемента и глинозема из ЗШО электростанций. При этом система содержит первую и вторую линии для получения глиноземного концентрата и цемента, включающие устройства для классификации, флотации, магнитной сепарации, смешивания указанных отходов с известняком и вращающуюся обжиговую печь.The purpose of the known system is the integrated production of cement and alumina from the ash and slag plant of power plants. Moreover, the system contains first and second lines for producing alumina concentrate and cement, including devices for classification, flotation, magnetic separation, mixing these wastes with limestone and a rotary kiln.
Особенностью известной системы является то, что она содержит третью линию для производства чистого глинозема, включающую вторую и третью вращающиеся обжиговые печи, причем первая линия содержит последовательно соединенные первое устройство для классификации отходов, второе устройство для флотационного удаления из отходов частиц несгоревшего угля и третье устройство магнитной сепарации для удаления частиц магнетита, выход которого соединен с первым входом четвертого устройства для щелочной обработки отходов раствором гидроокиси натрия, выход которого соединен с входом пятого устройства для получения глиноземного концентрата, а первый выход пятого устройства по раствору силиката натрия соединен с входом шестого устройства для регенерации раствора щелочи, при этом первый выход шестого устройства по данному раствору соединен с вторым входом четвертого устройства.A feature of the known system is that it contains a third line for the production of pure alumina, including a second and third rotary kilns, the first line containing in series a first device for classifying waste, a second device for flotation removal of unburned coal particles from the waste, and a third magnetic device separation to remove particles of magnetite, the output of which is connected to the first input of the fourth device for alkaline waste treatment with a solution of hydroxide on three, the output of which is connected to the input of the fifth device for producing alumina concentrate, and the first output of the fifth device for sodium silicate solution is connected to the input of the sixth device for the regeneration of alkali solution, while the first output of the sixth device for this solution is connected to the second input of the fourth device.
Вторая линия такой системы содержит седьмое устройство для классификации известняка, первый выход которого соединен с первым входом восьмого устройства для смешивания известняка с силикатом кальция в виде белитового шлама и подачи смеси на вход первой вращающейся обжиговой печи для получения на ее выходе цемента.The second line of such a system contains a seventh device for classifying limestone, the first output of which is connected to the first input of the eighth device for mixing limestone with calcium silicate in the form of a belitic sludge and feeding the mixture to the inlet of the first rotary kiln to obtain cement at its outlet.
Третья линия системы содержит девятое устройство, первый и второй входы которого соединены, соответственно, с вторым выходом пятого устройства по глиноземному концентрату и вторым выходом седьмого устройства, а выход девятого устройства соединен с основным входом второй вращающейся обжиговой печи для получения из указанных ингредиентов промежуточного продукта обжига, выход данной печи по указанному продукту соединен с первым входом десятого устройства для выделения из указанного продукта раствора алюмината натрия и белитового шлама, при этом первый выход десятого устройства соединен с первым входом одиннадцатого устройства для карбонизации раствора алюмината натрия, для чего второй вход одиннадцатого устройства соединен с дополнительным выходом второй вращающейся обжиговой печи по диоксиду углерода, первый выход одиннадцатого устройства соединен через двенадцатое устройство для смешивания растворов соды и щелочи с вторым входом десятого устройства, а второй выход одиннадцатого устройства соединен через тринадцатое устройство сушки продукта карбонизации с основным входом третьей вращающейся обжиговой печи для получения на выходе чистого глинозема, причем второй и третий входы восьмого устройства по белитовому шламу соединены, соответственно, с вторым выходом шестого и вторым выходом десятого устройств системы.The third line of the system contains a ninth device, the first and second inputs of which are connected, respectively, with the second output of the fifth device for alumina concentrate and the second output of the seventh device, and the output of the ninth device is connected to the main input of the second rotary kiln to obtain an intermediate firing product from these ingredients , the output of this furnace for the specified product is connected to the first input of the tenth device for separating from the specified product a solution of sodium aluminate and belitic sludge wherein the first output of the tenth device is connected to the first input of the eleventh device for carbonization of the sodium aluminate solution, for which the second input of the eleventh device is connected to the additional output of the second rotary kiln using carbon dioxide, the first output of the eleventh device is connected through the twelfth device for mixing soda solutions and alkali with the second input of the tenth device, and the second output of the eleventh device is connected through the thirteenth device for drying the carbonization product with about the main input of the third rotary kiln to obtain pure alumina at the output, and the second and third inputs of the eighth device for belitic sludge are connected, respectively, with the second output of the sixth and second output of the tenth device of the system.
Такая система позволяет использовать известные средства для предварительной подготовки, обжига и щелочной обработки ЗШО, соответствующее оборудование для которых уже освоено глиноземной промышленностью, в том числе, в процессах переработки нефелинового сырья и высококремнистых бокситов в глинозем. Известная технология может быть безотходной, поскольку после выделения алюминия известково-силикатный шлам представляет собой ценное сырье для производства цемента.Such a system allows the use of well-known means for preliminary preparation, firing and alkaline treatment of ash and slag treatment, the corresponding equipment for which has already been developed by the alumina industry, including in the processing of nepheline raw materials and high-silicon bauxite into alumina. Known technology can be waste-free, because after the separation of aluminum, lime-silicate sludge is a valuable raw material for the production of cement.
Однако реализация известной технологии комплексного получения глинозема и цемента отличается достаточной сложностью, поскольку содержит значительное количество оборудования для организации технологического процесса получения целевых продуктов в первой, второй и третьей линии системы, включающих, в том числе, дорогостоящие дополнительные вращающиеся печи для обжига промежуточных и конечных продуктов переработки. Функционирование известной системы связано с получением глиноземного концентрата непосредственно после классификации, флотации и магнитной сепарации ЗШО без их предварительного обжига во вращающейся печи. Кроме того, в известной системе возникают дополнительные трудности, связанные с необходимостью снижения потерь реагентов на выщелачивание и карбонизацию и получения необходимых количеств белитового шлама.However, the implementation of the well-known technology for the integrated production of alumina and cement is quite complex because it contains a significant amount of equipment for organizing the technological process for obtaining the target products in the first, second and third lines of the system, including, but not limited to, expensive additional rotary kilns for firing intermediate and final products processing. The functioning of the known system is associated with the production of alumina concentrate immediately after the classification, flotation and magnetic separation of ash and slag without their preliminary firing in a rotary kiln. In addition, in the known system there are additional difficulties associated with the need to reduce the loss of reagents for leaching and carbonization and obtain the necessary quantities of belitic sludge.
Решаемой задачей полезной модели является создание, на основе имеющихся достижений и опыта глиноземной промышленности достаточно эффективной и сравнительно простой системы производства высококачественной целевой продукции в виде глиноземного концентрата из ЗШО угольных электростанций, в том числе, при переработке золоотвалов Рефтинской, Троицкой, Верхнетагильской и Экибастузской ГРЭС. Дополнительными к указанной задаче являются разработка экологически чистой технологии производства указанного целевого продукта для его последующего использования в металлургии алюминия.The utility model to be solved is the creation, on the basis of the achievements and experience of the alumina industry, of a sufficiently effective and relatively simple system for the production of high-quality target products in the form of alumina concentrate from ash and slag coal power plants, including the processing of ash dumps at Reftinskaya, Troitskaya, Verkhnetagilskaya and Ekibastuzskaya GRES. Complementary to this task are the development of environmentally friendly production technology for the specified target product for its subsequent use in aluminum metallurgy.
Указанная задача решается тем, что в системе производства глиноземного концентрата из ЗШО электростанций, содержащей оборудование для классификации, флотации, магнитной сепарации, обжига и щелочной обработки ЗШО, согласно полезной модели, вход вращающейся обжиговой печи соединен с выходом линии для классификации, флотации и магнитной сепарации ЗШО, а выход обжиговой печи соединен с первым входом реактора для разложения обожженного материала в растворе гидрооксида натрия, причем второй вход реактора соединен с выходом дозатора для регулируемой подачи в реактор раствора с фиксированным содержанием оксида натрия, а выход реактора через вакуумный фильтр и устройство для промывки пульпы при фиксированном значении рН раствора соединен с устройством для сушки полученного глиноземного концентрата.This problem is solved by the fact that in the system for the production of alumina concentrate from ZWO power plants, containing equipment for classification, flotation, magnetic separation, firing and alkaline treatment of ZWO, according to a utility model, the input of a rotary kiln is connected to the output of the line for classification, flotation and magnetic separation ZHO, and the kiln outlet is connected to the first inlet of the reactor for decomposing the calcined material in a sodium hydroxide solution, the second reactor inlet is connected to the outlet of the batcher for reg liruemoy feed solution in a reactor with a fixed content of sodium oxide, and the output of the reactor through a vacuum filter and a device for washing the pulp at a fixed pH of the solution is connected with the device for drying the concentrate obtained alumina.
Кроме того, вращающаяся обжиговая печь может быть выполнена на рабочую температуру 800-1300°С, реактор для разложения обожженного материала в растворе гидрооксида натрия может быть выполнен на рабочую температуру 85-100°С и снабжен средствами для перемешивания материала, причем дозатор может быть снабжен средствами для поддержания количества оксида натрия в растворе гидрооксида натрия в диапазоне 100-200 г/л, устройство для промывки пульпы может быть снабжено средствами для перемешивания материала и поддержания рН раствора в диапазоне 7-8, а устройство для сушки полученного глиноземного концентрата может быть выполнено на рабочую температуру 80-250°С.In addition, the rotary kiln can be made at a working temperature of 800-1300 ° C, the reactor for decomposing the calcined material in a solution of sodium hydroxide can be made at a working temperature of 85-100 ° C and equipped with means for mixing the material, and the dispenser can be equipped with means for maintaining the amount of sodium oxide in the sodium hydroxide solution in the range of 100-200 g / l, the pulp washing device can be equipped with means for mixing the material and maintaining the pH of the solution in the range of 7-8, and The equipment for drying the obtained alumina concentrate can be performed at a working temperature of 80-250 ° C.
Такое выполнение системы позволяет решить указанную задачу создания достаточно эффективной, сравнительно простой, экологически чистой и малоотходной промышленной технологии переработки ЗШО электростанций, работающих на угле, в ценную товарную продукцию в виде глиноземного концентрата с повышенным содержанием окиси алюминия для использования, в том числе, в металлургии алюминия и промышленности строительных материалов. Решение этой задачи связано с использованием указанного оборудования для эффективной переработки сырья в глиноземный концентрат по совместной технологии выщелачивания и высокотемпературного обжига.This implementation of the system allows us to solve the indicated problem of creating a sufficiently effective, relatively simple, environmentally friendly and low-waste industrial technology for processing ZHO coal-fired power plants into valuable commercial products in the form of alumina concentrate with a high content of aluminum oxide for use, including in metallurgy aluminum and building materials industry. The solution to this problem is associated with the use of the indicated equipment for the efficient processing of raw materials into alumina concentrate using the joint technology of leaching and high-temperature firing.
Использование обжига ЗШО непосредственно после их классификации, флотации и магнитной сепарации создает благоприятные условия для эффективного и быстрого разложения обожженного материала в растворе гидрооксида натрия с указанным фиксированным содержанием оксида натрия, а последующие процессы фильтрации, промывки и сушки полученного материала обеспечивают полученние целевого продукта с высоким содержанием глинозема. Оптимизация рабочих параметров используемого оборудования в предложенной системе обеспечивает дополнительное повышение ее эффективности при производстве глиноземного концентрата из ЗШО угольных электростанций.The use of ash and slag firing immediately after their classification, flotation, and magnetic separation creates favorable conditions for the effective and rapid decomposition of the calcined material in a sodium hydroxide solution with the indicated fixed content of sodium oxide, and subsequent filtration, washing, and drying of the resulting material provide the desired product with a high content alumina. Optimization of the operating parameters of the equipment used in the proposed system provides an additional increase in its efficiency in the production of alumina concentrate from coal-fired power plants.
Важным фактором, обеспечивающим решение поставленной задачи, является выполнение вращающейся обжиговой печи на рабочую температуру 800-1300°С, что позволяет производить эффективный обжиг прошедших предварительную подготовку очищенных ЗШО с фракционным составом в диапазоне 100-200 мкм. При этом снижение температуры обжига менее 800°С не способствует поддержанию технологических условий, необходимых для непрерывной переработки ЗШО и не позволяет получить на выходе системы концентрат с высоким содержанием глинозема. Превышение температуры обжига сырья более 1300°С связано, в том числе, с дополнительным усложнением конструкции вращающейся обжиговой печи.An important factor ensuring the solution of this problem is the execution of a rotary kiln at a working temperature of 800-1300 ° C, which allows for efficient firing of pre-treated cleaned ash and slag grades with a fractional composition in the range of 100-200 microns. In this case, a decrease in the firing temperature of less than 800 ° C does not contribute to the maintenance of the technological conditions necessary for the continuous processing of ash and slag and does not allow to obtain a concentrate with a high alumina content at the system output. Exceeding the temperature of firing of raw materials more than 1300 ° C is associated, among other things, with an additional complication of the design of the rotary kiln.
В результате экспериментальных исследований, проведенных в ОИВТ РАН, было также установлено, что конструктивное выполнение указанного реактора на рабочую температуру 85-100°С в условиях поддержания количества оксида натрия в растворе гидрооксида натрия в диапазоне 100-200 г/л обеспечивает увеличение выхода целевого продукта по сравнению с известными системами того же назначения. Важным фактором повышения эффективности предложенной системы является и экспериментально найденные оптимальные условия поддержания рН раствора в устройстве для промывки пульпы в диапазоне 7-8 и сушки полученного глиноземного концентрата при температуре 80-250°С. Указанные выше диапазоны рабочих температур в агрегатах системы, содержание в растворе заданного значения гидрооксида натрия и рН раствора оптимизированы для условий функционирования оборудования при переработке ЗШО большинства угольных электростанций. При этом снабжение реактора для щелочной обработки и устройства для промывки пульпы средствами для перемешивания материала способствует интенсификации упомянутых процессов в указанных устройствах.As a result of experimental studies conducted at the JIHT RAS, it was also found that the constructive implementation of this reactor at a working temperature of 85-100 ° C while maintaining the amount of sodium oxide in the sodium hydroxide solution in the range of 100-200 g / l provides an increase in the yield of the target product in comparison with known systems of the same purpose. An important factor in increasing the efficiency of the proposed system is experimentally found optimal conditions for maintaining the pH of the solution in the device for washing the pulp in the range of 7-8 and drying the obtained alumina concentrate at a temperature of 80-250 ° C. The above ranges of operating temperatures in the system units, the content in the solution of a given value of sodium hydroxide and the pH of the solution are optimized for the operating conditions of the equipment during the processing of ash and slag materials from most coal-fired power plants. Moreover, the supply of an alkaline treatment reactor and a pulp washing device with means for mixing the material contributes to the intensification of the aforementioned processes in these devices.
На фиг.1 представлена блок-схема предложенной системы.Figure 1 presents a block diagram of the proposed system.
Система производства глиноземного концентрата из ЗШО электростанций содержит линию 1 для первичной подготовки ЗШО, включающую последовательно соединенные оборудование 2 для многоступенчатой классификации отходов и устройства 3, 4 для флотации и магнитной сепарации сырья. Система также содержит последовательно соединенные вращающуюся обжиговую печь 5, реактор 6 для разложения обожженного материала в растворе гидрооксида натрия, вакуумный фильтр 7, устройство 8 для промывки пульпы при фиксированном значении рН раствора и устройство 9 для сушки полученного глиноземного концентрата. При этом вход вращающейся обжиговой печи 5 соединен с выходом линии 1 для первичной подготовки ЗШО, то есть с выходом устройства 4 магнитной сепарации, а выход обжиговой печи 5 соединен с первым входом реактора 6, причем его второй вход соединен с выходом дозатора 10 для регулируемой подачи в реактор 6 раствора с фиксированным содержанием оксида натрия.The system for the production of alumina concentrate from the ash disposal plant of power plants contains line 1 for primary preparation of the ash disposal facility, which includes series-connected equipment 2 for multi-stage waste classification and devices 3, 4 for flotation and magnetic separation of raw materials. The system also contains a rotary kiln 5 connected in series, a reactor 6 for decomposing the calcined material in a sodium hydroxide solution, a vacuum filter 7, a pulp washing device 8 at a fixed pH value and a device 9 for drying the obtained alumina concentrate. In this case, the input of the rotary kiln 5 is connected to the output of the line 1 for primary preparation of the ash and slag treatment, i.e., with the output of the magnetic separation device 4, and the output of the kiln 5 is connected to the first input of the reactor 6, and its second input is connected to the output of the dispenser 10 for controlled supply into the reactor 6 solution with a fixed content of sodium oxide.
Выход реактора 6 через вакуумный фильтр 7 и устройство 8 для промывки пульпы при фиксированном значении рН раствора соединен с устройством 9 для сушки полученного глиноземного концентрата. Для заданного функционирования системы устройство 8 снабжено дозатором 11 для регулирования в нем значении рН раствора подачей дистиллированной воды. Позициями 12, 13 и 14 на фиг.1 обозначены, соответственно, привод для перемешивания материала в реакторе 6. вакуумный насос фильтра 7 и привод для перемешивания пульпы в устройстве 8.The output of the reactor 6 through the vacuum filter 7 and the device 8 for washing the pulp at a fixed pH of the solution is connected to the device 9 for drying the obtained alumina concentrate. For a given functioning of the system, the device 8 is equipped with a dispenser 11 for adjusting the pH of the solution therein by supplying distilled water. Positions 12, 13 and 14 in figure 1 are indicated, respectively, the drive for mixing the material in the reactor 6. the vacuum pump of the filter 7 and the drive for mixing the pulp in the device 8.
Оптимальный фракционный состав ЗШО для предложенной системы должен находиться в диапазоне 100-200 мкм за счет применения соответствующего оборудования 2 для классификации сырья. При этом оборудование системы для производства глиноземного концентрата эффективно функционирует лишь при одновременном использовании в технологическом процессе указанных устройств 3, 4 флотации и магнитной сепарации сырья, реактора 6 с фиксированным содержанием оксида натрия в щелочном растворе при указанной температуре, а также фильтра 7, устройства 8 для промывки пульпы при фиксированном значении рН раствора и устройства 9 для сушки глиноземного концентрата при соответствующей температуре до достижения необходимой влажности глиноземного концентрата. При этом устройство 3 линии 1 системы предназначено для флотационного удаления из отходов частиц несгоревшего угля, а устройство 4 магнитной сепарации - для удаления частиц магнетита.The optimal fractional composition of ash and slag materials for the proposed system should be in the range of 100-200 μm due to the use of appropriate equipment 2 for the classification of raw materials. At the same time, the equipment of the system for the production of alumina concentrate effectively functions only with the simultaneous use in the technological process of the indicated devices 3, 4 of flotation and magnetic separation of raw materials, reactor 6 with a fixed content of sodium oxide in an alkaline solution at the indicated temperature, as well as filter 7, device 8 for washing the pulp at a fixed pH of the solution and device 9 for drying alumina concentrate at the appropriate temperature until the desired clay moisture is reached emnogo concentrate. Moreover, the device 3 of line 1 of the system is intended for flotation removal of unburned coal particles from the waste, and the magnetic separation device 4 is for removing particles of magnetite.
В предложенной системе производства глиноземного концентрата из отходов электростанций используется комбинированная технология переработки ЗШО, включающая обжиг предварительно подготовленного продукта во вращающейся высокотемпературной печи и химическое обогащение сырья. Суть технологии химического обогащения заключается в обработке ЗШО едкой щелочью с получением раствора силикатов натрия и обогащенного глиноземом алюминиевого сырья (Аl2О3 до 50% и SiO2 до 30%).The proposed system for the production of alumina concentrate from waste from power plants uses a combined processing technology for ash and slag treatment, which includes roasting a pre-prepared product in a rotary high-temperature furnace and chemical enrichment of raw materials. The essence of chemical enrichment technology is the treatment of ash and caustic alkali with a solution of sodium silicates and alumina enriched in aluminum raw materials (Al 2 O 3 up to 50% and SiO 2 up to 30%).
Предложенная система производства глиноземного концентрата из ЗШО электростанций функционирует следующим образом.The proposed system for the production of alumina concentrate from ZHO power plants operates as follows.
Первоначально необходимо подвергнуть предварительному обогащению поступающие в систему ЗШО и освободить их от посторонних примесей, для чего они должны быть подвергнуты многоступенчатой классификации на оборудовании 2, например, по классу 100-200 мкм. После этого с помощью устройства 3 из золы необходимо удалить углеродную фракцию (недожог), так как для большинства видов сырья важное значение имеет такой показатель, как потери при прокаливании, значение которого не должно превышать 2%.Initially, it is necessary to pre-enrich the ASW entering the system and free them from impurities, for which they must be subjected to multi-stage classification on equipment 2, for example, in the class of 100-200 microns. After that, using device 3, it is necessary to remove the carbon fraction (underburn) from the ash, since for most types of raw materials such an indicator as loss on ignition is important, the value of which should not exceed 2%.
Эффективным способом извлечения углерода из золы является флотационное обогащение с применением флотореагентов, например, керосина, позволяющих перевести в пенный продукт до 80% углерода, который можно вернуть в котел на дожигание. После этого отходы необходимо освободить от магнитной фракции в устройстве 4, которая может создавать определенные трудности при дальнейшей переработке отходов.An effective way to extract carbon from ash is flotation enrichment using flotation reagents, for example, kerosene, which allows transferring up to 80% of carbon into the foam product, which can be returned to the boiler for afterburning. After this, the waste must be freed from the magnetic fraction in the device 4, which can create certain difficulties in the further processing of waste.
Магнитная фракция, состоящая в основном из окислов железа (до 70% магнетита), может быть выделена методом магнитной сепарации. Магнитная фракция, в свою очередь, может использоваться в металлургии для производства окатышей, агломерата или ферросилиция. Кроме того, в магнитной фракции обычно концентрируется ряд редких элементов (галлий, кобальт, хром, ванадий, цирконий и др.) и она может представлять интерес как сырье для их извлечения.The magnetic fraction, consisting mainly of iron oxides (up to 70% magnetite), can be isolated by magnetic separation. The magnetic fraction, in turn, can be used in metallurgy for the production of pellets, sinter, or ferrosilicon. In addition, a number of rare elements (gallium, cobalt, chromium, vanadium, zirconium, etc.) are usually concentrated in the magnetic fraction and it can be of interest as a raw material for their extraction.
Дальнейшие стадии производства глиноземного концентрата связаны с обжигом подготовленных ЗШО во вращающейся обжиговой печи 5 при температуре порядка 1100°С и щелочной обработки в реакторе 6 для разложения обожженного материала в растворе гидрооксида натрия при содержании оксида натрия в диапазоне 120 г/л при температуре раствора около 90°С.Further stages of the production of alumina concentrate are related to the firing of prepared ASWs in a rotary kiln 5 at a temperature of about 1100 ° C and alkaline treatment in a reactor 6 to decompose the calcined material in a sodium hydroxide solution at a sodium oxide content in the range of 120 g / l at a solution temperature of about 90 ° C.
Фильтрация полученного продукта осуществляется в вакуумном фильтре 7, а дальнейшая промывка полученной пульпы - в устройстве 8 при фиксированном значении рН раствора и сушке в устройстве 9 при температуре около 180°С для полученного целевого продукта. При этом дозатор 11 обеспечивает регулирование в устройстве 8 фиксированного значении рН раствора (например рН=7,5) путем контролируемой подачи дистиллированной воды. Привод 12, для перемешивания материала в реакторе 6 и привод 14 для перемешивания пульпы в устройстве 8 обеспечивают интенсификацию щелочной обработки материала и эффективную промывку пульпы для последующей сушки целевого продукта.Filtration of the obtained product is carried out in a vacuum filter 7, and further washing of the obtained pulp is carried out in the device 8 at a fixed pH of the solution and dried in the device 9 at a temperature of about 180 ° C for the obtained target product. In this case, the dispenser 11 provides for regulation in the device 8 of a fixed pH of the solution (for example, pH = 7.5) by a controlled supply of distilled water. The drive 12, for mixing the material in the reactor 6 and the drive 14 for mixing the pulp in the device 8 provide the intensification of alkaline processing of the material and effective washing of the pulp for subsequent drying of the target product.
Для отработки указанных конструктивных характеристик предложенной системы и физико-химических условий производства глиноземного концентрата из сырья ЗШО электростанций в ОИВТ РАН были проведены необходимые экспериментальные исследования и расчеты определяющих параметров процесса получения глиноземного концентрата.In order to test the indicated structural characteristics of the proposed system and the physicochemical conditions for the production of alumina concentrate from the raw materials of the ash and slag power plants, the necessary experimental studies and calculations of the determining parameters of the process for producing alumina concentrate were carried out at the Institute for Optical Technology.
В настоящее время в России существует дефицит производства глинозема, поэтому объемы производства этой продукции не покрывают потребности алюминиевой промышленности. Существующая отечественная сырьевая база алюминиевого производства, основанная на эксплуатации бокситовых месторождений Урала и Архангельской области не может обеспечить запросы в данном сырье. По этой причине цены на глинозем постоянно увеличиваются и бокситовое сырье ввозится из-за границы. Для примера, зола Экибастузских углей по содержанию глинозема (25-28% Аl2О3) сопоставима с нефелиновым концентратом, который производит ОАО "Апатит" для Пикалевского завода. В тоже время она характеризуется более высоким содержанием кремнезема и отсутствием щелочей. По сравнению с бокситами в золе содержится меньше железа и титана.At present, there is a shortage of alumina production in Russia, so the production volumes of these products do not cover the needs of the aluminum industry. The existing domestic raw material base of aluminum production, based on the exploitation of bauxite deposits in the Urals and the Arkhangelsk region, cannot provide inquiries for this raw material. For this reason, alumina prices are constantly increasing and bauxite raw materials are imported from abroad. For example, the ash of Ekibastuz coal in terms of alumina content (25-28% Al 2 O 3 ) is comparable to the nepheline concentrate that Apatit produces for the Pikalevsky plant. At the same time, it is characterized by a higher silica content and the absence of alkalis. Compared to bauxite, ash contains less iron and titanium.
В этой связи становятся очевидными благоприятные перспективы использования, в частности, высокоглиноземистой золы ГРЭС Свердловской области для промышленного производства глиноземного концентрата и некоторой сопутствующей продукции. На сегодняшний день в золоотвалах Рефтинской ГРЭС находится до 116 млн. тонн золы, Троицкой ГРЭС - до 100 млн. тонн золы, а Верхнетагильской ГРЭС - около 38 млн. тонн. По химическому составу указанная зола может служить источником сырья для переработки на глинозем и ее количество будет непрерывно увеличиваться, поскольку на ближайшие 20 лет энергетическим топливом на ГРЭС будет оставаться уголь Экибастузского бассейна. При таких значительных запасах глиноземного сырья возможно создание предложенной системы по производству глиноземного концентрата до 1 млн. тонн в год со сроком эксплуатации не менее 50 лет.In this regard, the favorable prospects for the use, in particular, of high-alumina ash from the state district power station of the Sverdlovsk Region for the industrial production of alumina concentrate and some related products become apparent. To date, in the ash dumps of the Reftinskaya TPP there are up to 116 million tons of ash, Troitsk TPP - up to 100 million tons of ash, and Verkhnetagilskaya TPP - about 38 million tons. In terms of chemical composition, this ash can serve as a source of raw materials for processing into alumina, and its amount will continuously increase, since the coal of the Ekibastuz basin will remain energy fuel at the state district power station for the next 20 years. With such significant reserves of alumina raw materials, it is possible to create the proposed system for the production of alumina concentrate up to 1 million tons per year with a life of at least 50 years.
На базе предложенной системы в дальнейшем, в качестве дополнительной продукции, можно организовать производство до 0,2 млн. тонн аглопорита, 0,05 млн. тонн сульфата алюминия и до 1 млн. тонн сверхтонкой классифицированной по фракционному составу 1-5 мкм золы для производства золоцементной бетонной смеси.Based on the proposed system, in the future, as an additional product, it is possible to organize the production of up to 0.2 million tons of agloporite, 0.05 million tons of aluminum sulfate and up to 1 million tons of ultrafine ash classified by fractional composition for production ash cement concrete mix.
Инвестиционные расходы для организации указанного производства по предложенной схеме рядом с источниками ЗШО составят менее 1,0 млрд. долларов США при сопоставимой суммарной стоимости конечной продукции в ценах 2005 г. За вычетом затрат на сырье, энергетические расходы и оплату труда капитальные вложения в строительство комбината по предложенной схеме полностью окупаются примерно за 2 года. Кроме того, в регионе резко улучшается экологическая обстановка в связи с прекращением складирования золы в отвалах, прекращаются платы за использование земли и загрязнение окружающей среды, прекращаются работы по поддержанию золоотвалов в безопасном состоянии и др.Investment costs for organizing the specified production according to the proposed scheme next to the sources of ash and slag materials will amount to less than 1.0 billion US dollars with a comparable total cost of the final product at 2005 prices. Excluding the cost of raw materials, energy costs and labor costs, capital investments in the construction of the plant for the proposed scheme fully pays off in about 2 years. In addition, the environmental situation in the region is sharply improving due to the cessation of ash storage in dumps, payments for land use and environmental pollution, work to maintain ash dumps in a safe condition, etc.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010140726/05U RU102607U1 (en) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM CONCENTRATE FROM ASH AND SLAG WASTES OF POWER PLANTS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010140726/05U RU102607U1 (en) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM CONCENTRATE FROM ASH AND SLAG WASTES OF POWER PLANTS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU102607U1 true RU102607U1 (en) | 2011-03-10 |
Family
ID=46311416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010140726/05U RU102607U1 (en) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM CONCENTRATE FROM ASH AND SLAG WASTES OF POWER PLANTS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU102607U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2529901C2 (en) * | 2012-08-10 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН) | Processing method of ash-slag materials of coal-fired power stations |
| RU2744191C1 (en) * | 2020-07-28 | 2021-03-03 | Общество с ограниченной ответственностью "АЛЬФА-АЛЮМИНА" | Complex for ash wastes processing |
| RU2775066C1 (en) * | 2021-07-28 | 2022-06-28 | Сергей Викторович Ласанкин | Method for producing electricity, ferrosilicon and aluminiferous cement |
-
2010
- 2010-10-06 RU RU2010140726/05U patent/RU102607U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2529901C2 (en) * | 2012-08-10 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН) | Processing method of ash-slag materials of coal-fired power stations |
| RU2744191C1 (en) * | 2020-07-28 | 2021-03-03 | Общество с ограниченной ответственностью "АЛЬФА-АЛЮМИНА" | Complex for ash wastes processing |
| RU2775066C1 (en) * | 2021-07-28 | 2022-06-28 | Сергей Викторович Ласанкин | Method for producing electricity, ferrosilicon and aluminiferous cement |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9963353B2 (en) | Method for recovering alkali and aluminum in course of treatment of bayer red mud by using calcification-carbonation method | |
| CN101913632B (en) | Method for extracting aluminum oxide, monox and ferric oxide from gangue combustion ashes | |
| CN104495899B (en) | A kind of carbide slag and flyash work in coordination with the method for recycling | |
| CN101941725B (en) | Method for extracting aluminum oxide from coal gangue and co-producing active calcium silicate | |
| CN100413981C (en) | Method for extracting aluminum from high-silicon aluminum-containing mineral raw material by acid process | |
| CN104445313B (en) | Method for extracting aluminum oxide from fly ash by acid-base combination | |
| CN102358623A (en) | Method for producing aluminum oxide by treating fly ash through ammonia process | |
| CN105776150A (en) | Method for cooperative activation of fly ash and decomposition of gypsum for recovery of sulfur resource | |
| CN104386720B (en) | Method for acid-alkali combined extraction of alumina from high-silicon aluminum-containing mineral raw material | |
| CN103663510B (en) | A kind of HCl treatment coal ash for manufacturing is for the method for aluminum oxide | |
| CN101891224A (en) | Method for producing alumina and white carbon black by utilizing red mud and flyash | |
| RU79284U1 (en) | SYSTEM OF PRODUCTION OF CEMENT AND ALUMINUM FROM ASH AND SLAG WASTES OF POWER PLANTS | |
| CN102424412B (en) | Method of producing alumina from fly ash | |
| CN101892394A (en) | Method and device for extracting lithium from lithium mica | |
| CN104876250A (en) | Method for extraction of lithium and removal of aluminum by vitriolization of lepidolite | |
| CN102502735B (en) | Method for producing alumina by using pulverized fuel ash | |
| CN102502736A (en) | Method for producing alumina by using pulverized fuel ash | |
| CN103086408B (en) | Method for producing alumina by mixing and roasting flyash and ammonium sulfate | |
| CN104817102A (en) | System device and process for liquid-phase indirect capture of carbon dioxide in mineralization smoke | |
| CN103086410A (en) | Method for preparing alumina by mixing and roasting flyash and ammonium sulfate | |
| CN110482582A (en) | Method that is a kind of while extracting aluminium oxide in flyash and red mud | |
| CN204685646U (en) | The treating apparatus of aluminium electroloysis waste lining | |
| RU102607U1 (en) | SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM CONCENTRATE FROM ASH AND SLAG WASTES OF POWER PLANTS | |
| CN106044784A (en) | Method for producing high-purity silicon dioxide by utilizing flyash | |
| CN102180492B (en) | Method for producing alumina from fly ash |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20121007 |