RU2232716C1 - Method of conversion of bauxites into alumina - Google Patents
Method of conversion of bauxites into alumina Download PDFInfo
- Publication number
- RU2232716C1 RU2232716C1 RU2003113276/15A RU2003113276A RU2232716C1 RU 2232716 C1 RU2232716 C1 RU 2232716C1 RU 2003113276/15 A RU2003113276/15 A RU 2003113276/15A RU 2003113276 A RU2003113276 A RU 2003113276A RU 2232716 C1 RU2232716 C1 RU 2232716C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sintering
- branch
- solution
- bauxite
- production
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии производства глинозема из бокситов.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular to a technology for the production of alumina from bauxite.
Из уровня техники известен способ переработки железоглиноземистого сырья (Патент РФ №2086659. Способ переработки железоглиноземистого сырья. /Буркин С.П., Логинов Ю.Н., Коршунов Е.А. и др. Заявл.. 03.09.93, МКИ С 21 В 11/00, С 22 В 7/00, БИ №22 от 10.08.97, Логинов Ю.Н., Буркин С.П., Логинова И.В. и др. Восстановительная плавка красных шламов глиноземного производства. Сталь, 1998, №8. С.74-77.), включающий пирометаллургическую обработку исходного сырья в виде смеси боксита, красного шлама глиноземного производства и углеродсодержащих добавок. Благодаря нахождению благоприятного соотношения между кремнеземом, глиноземом и оксидами железа в шихте удалось провести процесс восстановительной плавки с разделением отдельных компонентов шихты на железо и высокоглиноземистый цемент и тем самым добиться комплексной переработки железоглиноземистого сырья.The prior art method for processing iron-alumina raw materials (RF Patent No. 2086659. Method for processing iron-alumina raw materials. / Burkin SP, Loginov Yu.N., Korshunov EA and others. Application .. 09/03/93, MKI C 21 11/00, С 22 В 7/00, BI No. 22 of 08/10/97, Loginov Yu.N., Burkin SP, Loginova IV, et al. Reduction smelting of red mud from alumina production. Steel, 1998 , No. 8. P.74-77.), Including pyrometallurgical processing of the feedstock in the form of a mixture of bauxite, red mud of alumina production and carbon-containing additives. Due to the finding of a favorable ratio between silica, alumina and iron oxides in the charge, a reduction smelting process was carried out with the separation of the individual components of the charge into iron and high-alumina cement, thereby achieving complex processing of iron-alumina raw materials.
Недостатком процесса является необходимость использования углеродистого восстановителя, который должен одновременно играть роль топлива. Это привязывает процесс переработки к наличию источников дешевого твердого топлива, в качестве которого предложено применять коксовые составляющие колошниковых шламов и пылей. В целом, применение пирометаллургических способов требует применения больших затрат на источники тепла и ремонт огнеупорных футеровок печей.The disadvantage of this process is the need to use a carbon reducing agent, which should simultaneously play the role of fuel. This links the processing process to the availability of sources of cheap solid fuel, the use of which is proposed to use coke components of blast furnace slurry and dust. In general, the use of pyrometallurgical methods requires the use of high costs for heat sources and the repair of refractory furnace linings.
Меньших энергетических затрат требует применение методов гидрометаллургии, в той или иной степени использующих метод Байера.Lower energy costs require the use of hydrometallurgy methods, to one degree or another using the Bayer method.
Из уровня техники известен способ переработки бокситов по параллельной схеме Байер-спекание (Лайнер А.И. Производство глинозема. М.: Металлургиздат, 1961. 620с., с.570-572). В байеровской ветви перерабатывается малокремнистый боксит, а спекательной - высококремнистый. При этом компенсация потерь щелочи в обеих ветвях схемы производится введением в шихту спекания кальцинированной и оборотной соды.The prior art method of processing bauxite in a parallel Bayer-sintering scheme (Liner A.I. Alumina production. M.: Metallurgizdat, 1961. 620p., P. 570-572). In the Bayer branch, low-silicon bauxite is processed, and in the sintering branch, high-silicon. At the same time, alkali losses in both branches of the circuit are compensated by introducing calcined and circulating soda into the sintering mixture.
Недостатком является получение большого количества экологически небезопасного побочного продукта - красного шлама.The disadvantage is the receipt of a large amount of environmentally unsafe by-product - red mud.
Имеется ряд известных способов, направленных на улучшение технологических показателей переработки бокситового сырья и упрощение технологии по вышеуказанной схеме. Например, при переработке бокситов СУБРа для вывода карбонатов из ветви Байера предусматривается классификация после измельчения в ветви Байера пульпы по классу -3-10 мм, минусовой класс, минусовой класс перерабатывается с последующим доизмельчением и выщелачиванием в ветви Байера, а плюсовую фракцию подвергают вторичной классификации по классу 15-40 мм, плюсовой класс выводят из процесса, а минусовой направляют в спекательную ветвь на приготовление шихты. Таким путем осуществляется частичный вывод из процесса карбонатных минералов исходного сырья (Патент РФ №2039704. Способ переработки боксита по параллельной схеме Байер-спекание./ Савченко А.И., Чернабук Ю.Н., Лобанов В.А. и др. Заявл. 21.08.92, МКИ С 01 F 7/38 от 20.07.95).There are a number of known methods aimed at improving the technological parameters of the processing of bauxite raw materials and simplifying the technology according to the above scheme. For example, in the processing of SUBBR bauxite for the removal of carbonates from the Bayer branch, classification is envisaged after grinding in the Bayer branch pulps in the class of -3-10 mm, the minus class, the minus class is processed with subsequent grinding and leaching in the Bayer branch, and the plus fraction is subjected to secondary classification according to 15-40 mm class, the plus class is removed from the process, and the minus class is sent to the sinter branch to prepare the charge. In this way, a partial withdrawal of the feedstock from the process of carbonate minerals is carried out (RF Patent No. 2039704. A method for processing bauxite according to the parallel Bayer-sintering scheme. / Savchenko A.I., Chernabuk Yu.N., Lobanov V.A. et al. 08.21.92, MKI C 01 F 7/38 from 07.20.95).
По другому способу (авт. св. СССР №1423498. Способ переработки бокситов на глинозем/ Логинова И.В., Корюков В.Н., Лебедев В.А. и др. Заявл. 26.11.86, МКИ С 01 F 7/06, БИ №34 от 15.09.88) усовершенствование с целью повышения извлечения полезных компонентов из бокситового сырья обеспечивается за счет автоклавного выщелачивания спеков частью алюминатного раствора байеровской ветви и последующей совместной декомпозиции алюминатных растворов обоих ветвей.In another way (ed. St. USSR No. 1423498. A method of processing bauxite into alumina / Loginova I.V., Koryukov V.N., Lebedev V.A. et al. Declaration 26.11.86, MKI C 01 F 7 / 06, BI No. 34 dated 09.15.88) an improvement in order to increase the extraction of useful components from bauxite raw materials is provided by autoclave leaching of the cakes by a part of the aluminate solution of the Bayer branch and the subsequent joint decomposition of aluminate solutions of both branches.
Во всех перечисленных способах усовершенствование касается в основном байеровской ветви и в небольшой степени передела гидрохимической переработки спека (авт. св. СССР №1423498. Способ переработки бокситов на глинозем/ Логинова И.В., Корюков В.Н., Лебедев В.А. и др. Заявл. 26.11.86, МКИ С 01 F 7/06, БИ №34 от 15.09.88).In all these methods, the improvement mainly concerns the Bayer branch and, to a small degree, the redistribution of the hydrochemical processing of cake (ed. St. USSR No. 1423498. Method for processing bauxite into alumina) I.V. Loginova, V.N. Koryukov, V.A. Lebedev and other applications. 26.11.86, MKI C 01 F 7/06, BI No. 34 of 09.15.88).
В качестве усовершенствования параллельной схемы в источнике (Логинова И.В., Корюков В.Н. и др. Совместное выщелачивание бокситов и спеков, Известия вузов, Цветная металлургия, 1986, №4, с.43-48) предложено производить совместное выщелачивание бокситов и спеков по способу Байера. В этом техническом решении упрощается аппаратурно-технологическая схема ветви спекания боксита за счет ликвидации в ней диффузионного и другого выщелачивания спека, а также обескремнивания алюминатного раствора.As an improvement of the parallel circuit at the source (Loginova I.V., Koryukov V.N. et al. Joint leaching of bauxite and cake, Izvestiya Vysshikh, Non-Ferrous Metallurgy, 1986, No. 4, p. 43-48), it was proposed to jointly leach bauxite and specs according to the Bayer method. This technical solution simplifies the hardware-technological scheme of the bauxite sintering branch by eliminating the diffusion and other leaching of sinter in it, as well as the desalination of the aluminate solution.
Недостатком этого решения является наращивание потоков в ветви Байера, вследствие чего могут увеличиться потери глинозема и щелочи с красным шламом при ухудшении качества спека, в особенности при спекании высококремнистого бокситового сырья.The disadvantage of this solution is the increase in flows in the Bayer branch, as a result of which the loss of alumina and alkali with red mud can increase with deterioration in the quality of the cake, especially when sintering high-silicon bauxite feed.
Все вышеизложенные способы в области гидрометаллургии обладают общим недостатком - низкими технологическими показателями в ветви спекания (большой удельный расход топлива, щелочей, низкий товарный выход глинозема, отсутствие возможности комплексного использования полученных красных шламов).All of the above methods in the field of hydrometallurgy have a common drawback - low technological performance in the sintering branch (high specific fuel consumption, alkali, low commodity yield of alumina, the lack of the possibility of integrated use of the resulting red mud).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ переработки бокситов на глинозем по параллельной схеме Байер-спекание, принимаемый за прототип (Лайнер А.И. Производство глинозема. М.: Металлургиздат, 1961. 620с., с.570-572.).The closest in the aggregate of essential features is a method of processing bauxite into alumina according to a parallel Bayer sintering scheme, which is taken as a prototype (A. Liner, Alumina Production. M: Metallurgizdat, 1961. 620 pp., 570-572.).
В соответствии со способом по прототипу в ветви Байера осуществляют размол боксита в оборотном растворе, его выщелачивание, сгущение с получением алюминатного раствора и красного шлама. Затем проводят промывку красного шлама, декомпозицию алюминатного раствора с получением гидроокиси алюминия и маточного раствора, выпарку маточного раствора с получением оборотного раствора. Выполняют кальцинацию гидроокиси алюминия с получением глинозема.In accordance with the method of the prototype in the Bayer branch, bauxite is ground in a circulating solution, leached, thickened to obtain an aluminate solution and red mud. Then the red mud is washed, the aluminate solution is decomposed to obtain aluminum hydroxide and the mother liquor, and the mother liquor is evaporated to obtain a circulating solution. Calcination of aluminum hydroxide to produce alumina is performed.
В ветви спекания проводят размол бокситовой шихты, состоящей из боксита, соды, известняка и белого шлама, спекание шихты, выщелачивание полученного спека с получением алюминатного раствора, содержащего кремнезем, и красного шлама, обескремнивание алюминатного раствора с получением белого шлама и обескремненного алюминатного раствора, подачу его в ветвь Байера на декомпозицию, переработку белого шлама в ветви спекания.In the sintering branch, a bauxite mixture consisting of bauxite, soda, limestone and white sludge is milled, sintering the mixture, leaching the obtained cake to obtain an aluminate solution containing silica and red sludge, desalination of the aluminate solution to obtain white sludge and a siliconized aluminate solution, feed it into the Bayer branch for decomposition, processing of white sludge into the sintering branch.
По прототипу красный шлам, полученный в ветви Байера, направляется в отвал. Объем производства шламов только одним Уральским алюминиевым заводом составляет 0,7 млн. тонн в год. Красные шламы накапливаются в шламохранилищах и практически не утилизируются, представляя собой угрозу окружающей среде из-за просачивания в грунтовые воды едкой щелочи и образования большого количества пыли в засушливое время года. В то же время красные шламы содержат такие ценные компоненты, как оксиды алюминия, кремния, железа, редкоземельных металлов.According to the prototype, the red mud received in the Bayer branch is sent to the dump. The volume of sludge production by only one Ural aluminum plant is 0.7 million tons per year. Red sludge accumulates in sludge storages and is practically not disposed of, representing a threat to the environment due to leaking caustic alkali into groundwater and the formation of large amounts of dust in the dry season. At the same time, red mud contains valuable components such as oxides of aluminum, silicon, iron, rare earth metals.
Использование по прототипу в ветви спекания бокситовой шихты требует, кроме собственно боксита, введения в шихту соды и известняка, что увеличивает материальные затраты на производство готовой продукции. Спекание бокситовой шихты, состоящей из боксита, соды и известняка, выполняют при температуре 1200-1350°С. Применение таких высоких температур приводит к высоким энергетическим затратам и требует использования дорогих жаростойких футеровок, что также сказывается на стоимости производимой продукции.The use of a prototype in the sintering branch of a bauxite mixture requires, in addition to bauxite itself, the introduction of soda and limestone in the mixture, which increases the material costs of manufacturing finished products. Sintering of a bauxite mixture consisting of bauxite, soda and limestone is carried out at a temperature of 1200-1350 ° C. The use of such high temperatures leads to high energy costs and requires the use of expensive heat-resistant linings, which also affects the cost of the products.
Задачей предлагаемого изобретения является экономия боксита, снижение расхода щелочи, снижение расхода топлива.The objective of the invention is to save bauxite, reduce alkali consumption, reduce fuel consumption.
Поставленная задача решается тем, что в ветви Байера производят размол боксита в оборотном растворе, выщелачивание, сгущение с получением алюминатного раствора и красного шлама, промывку красного шлама, декомпозицию алюминатного раствора с получением гидроокиси алюминия и маточного раствора, выпарку маточного раствора с получением оборотного раствора, кальцинацию гидроокиси алюминия с получением глинозема. В ветви спекания выполняют подготовку шихты, спекание шихты, выщелачивание полученного спека с получением алюминатного раствора, содержащего кремнезем, и красного шлама, обескремнивание алюминатного раствора с получением белого шлама и обескремненного алюминатного раствора, подачу его в ветвь Байера на декомпозицию, переработку белого шлама ветви спекания. При этом шихту, направляемую на спекание, приготавливают смешиванием красного шлама, боксита и оборотного раствора с дозировкой свободной щелочи в оборотном растворе для достижения молярного отношения Nа2O/(Аl2O3+SiO2)=1-1,2 и достижения молярного отношения Аl2О3/FeО3=0,33-0,5, а спекание осуществляют при температуре 350-450°С.The problem is solved in that in the Bayer branch, bauxite is ground in a circulating solution, leaching, thickening to obtain an aluminate solution and red mud, washing the red mud, decomposition of the aluminate solution to produce aluminum hydroxide and mother liquor, and the mother liquor is evaporated to obtain a reverse solution, calcination of aluminum hydroxide to obtain alumina. In the sintering branch, the mixture is prepared, the sintering of the mixture, leaching of the obtained cake to obtain an aluminate solution containing silica and red mud, deoxidation of the aluminate solution to obtain white sludge and siliconized aluminate solution, its feeding to the Bayer branch for decomposition, processing of the white sludge of the sinter branch . In this case, the charge directed to sintering is prepared by mixing red mud, bauxite and a working solution with a dosage of free alkali in a working solution to achieve a molar ratio of Na 2 O / (Al 2 O 3 + SiO 2 ) = 1-1.2 and achieve a molar the ratio Al 2 About 3 / FeO 3 = 0.33-0.5, and sintering is carried out at a temperature of 350-450 ° C.
Переработку белого шлама ветви спекания осуществляют смешиванием с известняком, спеканием при температуре 1200-1350°С, выщелачиванием спека с получением двухкальциевого силиката и оборотного раствора с подачей последнего на обескремнивание.The processing of white sludge from the sintering branch is carried out by mixing with limestone, sintering at a temperature of 1200-1350 ° C, leaching the cake to obtain dicalcium silicate and a circulating solution with the latter being supplied to desilicization.
Красный шлам, полученный после выщелачивания спека, направляют на извлечение железа, титана и редкоземельных металлов.The red mud obtained after leaching of cake is directed to the extraction of iron, titanium and rare-earth metals.
Применение в шихте, предназначенной для спекания, красного шлама позволяет снизить расход товарного продукта - боксита и вместе с тем вовлечь в производственный процесс техногенное образование - красный шлам. Кроме того, применение оборотного раствора вместо соды позволяет избежать применения дорогостоящих компонентов: соды и известняка. Обязательным условием осуществимости процесса является поддерживание заявленной дозировки свободной щелочи в оборотном растворе для достижения молярного отношения nas=Na2O/(Al2O3+SiO2)=1-1,2. При коэффициенте NAS, меньшем 1, происходит недоизвлечение Аl2О3, что поясняется химическими реакциями:The use of red sludge in a mixture intended for sintering allows one to reduce the consumption of a marketable product, bauxite, and at the same time to involve anthropogenic formation - red sludge in the production process. In addition, the use of a circulating solution instead of soda allows avoiding the use of expensive components: soda and limestone. A prerequisite for the feasibility of the process is to maintain the declared dosage of free alkali in a circulating solution to achieve a molar ratio n as = Na 2 O / (Al 2 O 3 + SiO 2 ) = 1-1.2. When the coefficient N AS is less than 1, there is an under-extraction of Al 2 O 3 , which is explained by chemical reactions:
При коэффициенте NAS, большем 1,2, избыток Na2О не приводит к повышению извлечения Аl2О3.When the coefficient N AS is greater than 1.2, an excess of Na 2 O does not increase the recovery of Al 2 O 3 .
Таким же обязательным условием осуществимости процесса является выдерживание молярного отношения FA=Fе2O3/Аl2О3=0,33-0,5. При коэффициенте FA, меньшем 0,33, происходит недоизвлечение Аl2O3, по стехиометрии химической реакции (1).The same prerequisite for the feasibility of the process is to maintain the molar ratio F A = Fe 2 O 3 / Al 2 O 3 = 0.33-0.5. When the coefficient F A less than 0.33, there is an under-extraction of Al 2 O 3 according to stoichiometry of the chemical reaction (1).
При коэффициенте FA, большем 0,5, происходит увеличение удельного расхода топлива в ветви спекания (количества Аl2О3 становится недостаточным для осуществления вышеприведенной реакции).When the coefficient F A greater than 0.5, there is an increase in the specific fuel consumption in the sintering branch (the amount of Al 2 O 3 becomes insufficient for the implementation of the above reaction).
Назначенный уровень коэффициентов, характеризующих молярные соотношения между ингредиентами, делает возможным проведение спекания в интервале температур 350-450°С. В способе по прототипу активным веществом является сода, которая начинает образовывать спек с алюминатом натрия и ферритом натрия при температуре 1200-1350°С. Активным веществом по предлагаемому изобретению является свободная щелочь - каустическая, которая начинает образовывать спек с алюминатом натрия при температуре 350-450°С. Тем самым значительно снижаются тепловые затраты на проведение процесса спекания. При температуре ниже 350°С алюминат натрия не образуется. При температуре выше 450°С алюминат натрия уже образовался, и дальнейшее повышение температуры приводит к необоснованным затратам тепловой энергии, что удорожает процесс.The assigned level of coefficients characterizing the molar ratios between the ingredients makes it possible to conduct sintering in the temperature range 350-450 ° C. In the prototype method, the active substance is soda, which begins to form a cake with sodium aluminate and sodium ferrite at a temperature of 1200-1350 ° C. The active substance according to the invention is free caustic alkali, which begins to form a cake with sodium aluminate at a temperature of 350-450 ° C. This significantly reduces the heat costs of the sintering process. At temperatures below 350 ° C, sodium aluminate is not formed. At temperatures above 450 ° C, sodium aluminate has already formed, and a further increase in temperature leads to unreasonable expenditure of thermal energy, which makes the process more expensive.
Переработка белого шлама ветви спекания осуществляется смешиванием с известняком, спеканием при температуре 1200-1350°С, выщелачиванием спека с получением двухкальциевого силиката и оборотного раствора с подачей последнего на обескремнивание. Это приводит к дополнительному извлечению глинозема и щелочи из него.Processing of white sludge from the sintering branch is carried out by mixing with limestone, sintering at a temperature of 1200–1350 ° С, leaching of cake to obtain dicalcium silicate and a circulating solution with the latter being supplied to desilicization. This leads to additional extraction of alumina and alkali from it.
Красный шлам, полученный после выщелачивания спека, направляют на извлечение железа, титана и РЗМ. Возможность такого использования продукта, полученного, правда, иным способом и в других условиях, показана в источниках (Патент РФ №2086659. Способ переработки железоглиноземистого сырья. /Буркин С.П., Логинов Ю.Н., Коршунов Е.А. и др. Заявл. 03.09.93, МКИ С 21 В 11/00, С 22 В 7/00, БИ №22 от 10.08.97; Логинов Ю.Н., Буркин С.П., Логинова И.В. и др. Восстановительная плавка красных шламов глиноземного производства. Сталь, 1998, №8. С.74-77).Red sludge obtained after leaching cake, sent to the extraction of iron, titanium and rare-earth metals. The possibility of such use of the product obtained, however, in a different way and in other conditions, is shown in the sources (RF Patent No. 2086659. Method for processing iron-alumina raw materials. / Burkin SP, Loginov Yu.N., Korshunov EA, etc. Declaration 03.09.93, MKI C 21 V 11/00, C 22 V 7/00, BI No. 22 of 08/10/97; Loginov Yu.N., Burkin SP, Loginova IV and others. Reduction smelting of red mud from alumina production. Steel, 1998, No. 8. P.74-77).
Пример 1. В ветви Байера обрабатывается боксит состава (мас.%): Аl2О3 52; SiO2 4,4; Fе2O3 20,9; СО2 0,8; кремневый модуль 11,82. Теоретическое извлечение Аl2О3 91,5%.Example 1. In the Bayer branch processed bauxite composition (wt.%): Al 2 About 3 52; SiO 2 4.4; Fe 2 O 3 20.9; CO 2 0.8; flint module 11.82. Theoretical recovery of Al 2 O 3 91.5%.
В ветви спекания обрабатывается боксит состава (мас.%): Аl2О3 49,6; SiO2 8,2; Fe2O3 16,3; кремневый модуль 6,05. Теоретическое извлечение Аl2O3 83,5%. Переработка бокситов осуществляется в соответствии с настоящим изобретением.In the sintering branch, bauxite of the composition (wt.%) Is processed: Al 2 O 3 49.6; SiO 2 8.2; Fe 2 O 3 16.3; flint module 6.05. Theoretical recovery of Al 2 O 3 83.5%. Bauxite processing is carried out in accordance with the present invention.
В ветви Байера проводят размол боксита в оборотном растворе с концентрацией 300 г/л Nа2Oк. Полученный продукт подвергают выщелачиванию, извлечение глинозема при выщелачивании 95% от теоретически возможного. Проводят сгущение с получением алюминатного раствора и красного шлама, промывку красного шлама (состав шлама, мас.% Na2O 4,1; SiO2 9,11; Аl2O3 14,3; Fе2О3 41,95; выход красного шлама 50%).In the Bayer branch, bauxite is ground in a circulating solution with a concentration of 300 g / l Na 2 O to . The resulting product is subjected to leaching, the extraction of alumina by leaching 95% of theoretically possible. Concentration is carried out to obtain an aluminate solution and red mud, washing the red mud (sludge composition, wt.% Na 2 O 4,1; SiO 2 9.11; Al 2 O 3 14.3; Fe 2 O 3 41.95; yield red mud 50%).
Осуществляют декомпозицию алюминатного раствора с получением гидроокиси алюминия и маточного раствора, выпарку маточного раствора с получением оборотного раствора (состав оборотного раствора 300 г/л Na2O, 140 г/л Аl2О3), кальцинацию гидроокиси алюминия с получением глинозема (расход топлива на кальцинацию 1 т глинозема 130 кг у.т., механические потери щелочи 6 кг Na2O).The aluminate solution is decomposed to obtain aluminum hydroxide and the mother liquor, the mother liquor is evaporated to obtain a circulating solution (the composition of the circulating solution is 300 g / l Na 2 O, 140 g / l Al 2 O 3 ), and the aluminum hydroxide is calcined to obtain alumina (fuel consumption for calcination of 1 ton of alumina 130 kg of equivalent fuel, mechanical alkali loss of 6 kg of Na 2 O).
Расход сухого байеровского боксита на 1 т глинозема составляет (990·100)/[520(91,5·0,95-3)]=2,269 т.The consumption of dry Bayer bauxite per 1 ton of alumina is (990 · 100) / [520 (91.5 · 0.95-3)] = 2.269 tons.
Масса получаемого красного шлама равна 2,269·0,5=1,135 т.The mass of the resulting red mud is 2.269 · 0.5 = 1.135 t.
В ветви спекания проводят подготовку шихты смешиванием красного шлама, боксита и оборотного раствора с концентрацией 300 г/л Na2OK, спекание шихты (расход топлива на спекание 200 кг у.т.), выщелачивание полученного спека с получением алюминатного раствора, содержащего кремнезем, и красного шлама (состав шлама, мас.% Na2O 0,3; SiO2 3,7; Аl2O3 4,2; Fе2О3 64,5; TiO2 9,2, п.п.п. - 11, РЗМ - 0,5), обескремнивание алюминатного раствора с получением белого шлама и обескремненного алюминатного раствора, подачу его в ветвь Байера на декомпозицию, переработку белого шлама ветви спекания (товарный выход глинозема 98%).In the sintering branch, the mixture is prepared by mixing red mud, bauxite and a circulating solution with a concentration of 300 g / l Na 2 O K , sintering of the mixture (fuel consumption for sintering 200 kg of equivalent fuel), leaching of the obtained cake to obtain an aluminate solution containing silica and red mud (sludge composition, wt.% Na 2 O 0,3; SiO 2 3,7; Al 2 O 3 4,2; Fe 2 O 3 64,5; TiO 2 9,2, p.p. p. - 11, rare-earth metals - 0.5), deoxidation of the aluminate solution to produce white sludge and desilinated aluminate solution, feeding it to the Bayer branch for decomposition, processing of white sludge vet and sintering (Trade yield 98% alumina).
Приготовливают шихту с молярным отношением Fе2О3/Аl2О3=0,33. К одной тонне перерабатываемого спекательного боксита добавляют красный шлам, содержащий Fe2O3, в количестве 496/1,91-163=96,7 кг. Необходимая масса красного шлама с учетом содержания Аl2О3 в нем составляет 96,7·100/(41,95-14,3/1,91)=280,6 кг.A mixture is prepared with a molar ratio of Fe 2 O 3 / Al 2 O 3 = 0.33. Red mud containing Fe 2 O 3 in the amount of 496 / 1.91-163 = 96.7 kg is added to one ton of processed sinter bauxite. The required mass of red mud, taking into account the content of Al 2 O 3 in it, is 96.7 · 100 / (41.95-14.3 / 1.91) = 280.6 kg.
Для переработки 1135 кг красного шлама необходимо спекательного боксита 1135/280,6=4,04 т.For the processing of 1135 kg of red mud, sinter bauxite is required 1135 / 280.6 = 4.04 tons.
Таким образом, в ветви спекания перерабатывается 4,04+1,135=5,175 т сухой шихты (состав, мас.% Аl2О3 - 39,65; SiO2 - 8,4, выход красного шлама 53%). При этом в ветви спекания производится 5175-0,3965·0,98=2011 кг Аl2O3.Thus, 4.04 + 1.135 = 5.175 tons of dry mixture is processed in the sintering branch (composition, wt.% Al 2 O 3 - 39.65; SiO 2 - 8.4, red sludge yield 53%). Moreover, 5175-0.3965 · 0.98 = 2011 kg Al 2 O 3 is produced in the sintering branch.
В обеих ветвях производят 990+2011=3001 кг Аl2О3.In both branches produce 990 + 2011 = 3001 kg Al 2 About 3 .
Доля ветви Байера 990·100/3001=33% и доля ветви спекания 67%.The Bayer branch fraction is 990 · 100/3001 = 33% and the sintering branch fraction is 67%.
Основные расходные коэффициенты по параллельной схеме Байер-спекание определяются следующими показателями.The main expenditure coefficients in a parallel Bayer-sintering scheme are determined by the following indicators.
Расход сухого боксита:Dry bauxite consumption:
байеровского 2,269·0,33=0,75 т; спекательного 4,04·0,67/2,011=1,346 т.Bayer 2.269 · 0.33 = 0.75 t; sintering 4.04.67 / 2.011 = 1.346 t.
Масса сухой шихты 1,346·1,2806=1,72 т.The mass of the dry mixture of 1.346 · 1.2806 = 1.72 tons
Объем оборотного раствора на приготовление шихты при выдержке молярного отношения Nа2O/(Аl2O3+SiO2)=1 и при содержании Na2O=1·62·(1720·0,3965/102+1720·0,084/60)=563,8 кг равен Vр.ра=563,8/160=3,52 м3.The volume of the working solution for the preparation of the mixture when the molar ratio of Na 2 O / (Al 2 O 3 + SiO 2 ) = 1 and with the content of Na 2 O = 1 · 62 · (1720 · 0.3965 / 102 + 1720 · 0,084 / 60 ) = 563.8 kg is equal to V s.ra. = 563.8 / 160 = 3.52 m 3 .
Белый шлам ветви спекания перерабатывают смешиванием с известняком, спеканием при температуре 1200-1350°С, выщелачиванием спека с получением двухкальциевого силиката и оборотного раствора с подачей последнего на обескремнивание, что приводит к дополнительному извлечению глинозема и щелочи. Красный шлам, полученный после выщелачивания спека, направляют на извлечение железа, титана и РЗМ.The white sludge of the sintering branch is processed by mixing with limestone, sintering at a temperature of 1200–1350 ° С, leaching the cake to obtain dicalcium silicate and a circulating solution with the latter being supplied to desilicization, which leads to additional extraction of alumina and alkali. Red sludge obtained after leaching cake, sent to the extraction of iron, titanium and rare-earth metals.
Пример 2. При той же совокупности признаков изобретения назначают молярное отношение Na2O/(Al2O3+SiO2)=1,2; при соответствующем содержании Na2O=1,2·62·(1720·0,3965/102+1720·0,084/60)=676,6 кг объем оборотного раствора на приготовление шихты Vp.pa=676,6/160=4,23 м3.Example 2. With the same set of features of the invention, a molar ratio of Na 2 O / (Al 2 O 3 + SiO 2 ) = 1.2 is prescribed; with the corresponding content of Na 2 O = 1.2 · 62 · (1720 · 0.3965 / 102 + 1720 · 0.084 / 60) = 676.6 kg the volume of the circulating solution for the preparation of the mixture V p.pa = 676.6 / 160 = 4.23 m 3 .
Расход щелочи составит 6·0,33+1720·0,53·0,003=4,7 кг, масса красного шлама 1720·053=916,6 кг, расход топлива 200·0,67+130=264 кг у.т.The alkali consumption will be 6 · 0.33 + 1720 · 0.53 · 0.003 = 4.7 kg, the mass of red mud 1720 · 053 = 916.6 kg, fuel consumption 200 · 0.67 + 130 = 264 kg
Пример 3. При той же совокупности признаков изобретения приготавливают шихту с молярным отношением Fе2O3/Аl2О3=0,5.Example 3. With the same set of features of the invention, a mixture is prepared with a molar ratio Fe 2 O 3 / Al 2 O 3 = 0.5.
К 1 т перерабатываемого спекательного боксита необходимо добавить Fe2O3 с красным шламом в количестве 496/1,275-163=226 кг.To 1 ton of processed sinter bauxite, you must add Fe 2 O 3 with red mud in the amount of 496 / 1,275-163 = 226 kg.
Необходимая масса красного шлама с учетом содержания Аl2О3 в нем составляет 226·100/(41,95-14,3/1,275)=735,3 кг.The required mass of red mud, taking into account the content of Al 2 O 3 in it, is 226 · 100 / (41.95-14.3 / 1.275) = 735.3 kg.
Для переработки 1135 кг красного шлама необходимо спекательного боксита 1135/735,3=1,54 т.For the processing of 1135 kg of red mud, sinter bauxite is necessary 1135 / 735.3 = 1.54 tons.
Таким образом, в ветви спекания перерабатывается 1,54+1,135=2,675 т сухой шихты (состав, мас.% Аl2О3 - 34,64; SiO2 - 8,6, выход красного шлама 56%). При этом в ветви спекания производится 2675-0,3464-0,98=908 кг Аl2O3.Thus, 1.54 + 1.135 = 2.675 tons of dry mixture is processed in the sintering branch (composition, wt.% Al 2 O 3 - 34.64; SiO 2 - 8.6, red sludge yield 56%). Moreover, in the sintering branch, 2675-0.3464-0.98 = 908 kg of Al 2 O 3 is produced.
В обеих ветвях производят 990+908=1898 кг Аl2О3. Доля ветви Байера составляет 990·100/1898=52,2%; доля ветви спекания 47,8%.In both branches produce 990 + 908 = 1898 kg Al 2 About 3 . The Bayer branch fraction is 990 · 100/1898 = 52.2%; the proportion of the sintering branch is 47.8%.
Основные расходные коэффициенты по параллельной схеме Байер-спекание определяются следующими показателями: расход сухого боксита байеровского 2,269·0,522=1,18 т; спекательного 1,54·0,478/0,908=0,81 т.The main discharge coefficients according to the parallel Bayer sintering scheme are determined by the following indicators: dry Bayer bauxite consumption 2.269 · 0.522 = 1.18 t; sintering 1.54 · 0.478 / 0.908 = 0.81 t.
Масса сухой шихты составляет 0,81·1,7353=1,41 т, при этом объем оборотного раствора на приготовление шихты при молярном отношении Na2O/(Al2O3+SiO2)=1 и содержании Na2O=1·62·(1410·0,3464/102+1410·0,086/60)=422,2 кг составляетThe mass of the dry mixture is 0.81 · 1.7353 = 1.41 t, while the volume of the working solution for the preparation of the mixture with a molar ratio of Na 2 O / (Al 2 O 3 + SiO 2 ) = 1 and the content of Na 2 O = 1 62 · (1410 · 0.3464 / 102 + 1410 · 0.086 / 60) = 422.2 kg is
Vp.pa=422,2/160=2,64м3.V p.pa = 422.2 / 160 = 2.64 m 3 .
Пример 4. При той же совокупности признаков изобретения назначают молярное отношение Na2O/(Al2O3+SiO2)=1,2, что соответствует содержаниюExample 4. With the same set of features of the invention, a molar ratio of Na 2 O / (Al 2 O 3 + SiO 2 ) = 1.2 is assigned, which corresponds to the content
Na2O=1,2·62·(1410·0,3464/102+1410·0,086/60)=506,6 кг.Na 2 O = 1.2 · 62 · (1410 · 0.3464 / 102 + 1410 · 0.086 / 60) = 506.6 kg.
Тогда объем оборотного раствора на приготовление шихты составляет Vp.pa=5 06,6/160=3,17 м3, расход щелочи: 6·0,522+1410·0,56·0,003=5,5 кг; масса красного шлама 1410·0,56=789,6 кг; а расход топлива: 200·0,478+130=225,6 кг у.т.Then the volume of the circulating solution for the preparation of the charge is V p.pa = 5 06.6 / 160 = 3.17 m 3 , alkali consumption: 6 · 0.522 + 1410 · 0.56 · 0.003 = 5.5 kg; the mass of red mud 1410.56 = 789.6 kg; and fuel consumption: 200 · 0.478 + 130 = 225.6 kg equivalent
Показатели процесса получения глинозема по различным вариантам сведены в таблицу. Как видно из данных, приведенных в таблице, технический результат от применения способа по сравнению с прототипом заключается в улучшении следующих показателей.The performance of the alumina production process for various options is tabulated. As can be seen from the data given in the table, the technical result from the application of the method compared to the prototype is to improve the following indicators.
- Экономия боксита на производство тонны глинозема составляет от 210 до 316 кг/т, что составляет 9...14%.- Saving bauxite for the production of a ton of alumina is from 210 to 316 kg / t, which is 9 ... 14%.
- Снижена доля глинозема, получаемого в ветви Байера, и увеличена доля глинозема, получаемого в ветви спекания, что снижает расход щелочи, в то же время применение в большем объеме метода спекания не приводит к увеличению энергозатрат, вследствие резкого снижения температуры спекательного процесса.- The proportion of alumina obtained in the Bayer branch is reduced, and the proportion of alumina obtained in the sintering branch is increased, which reduces the alkali consumption, while at the same time, the use of a larger volume of the sintering method does not lead to an increase in energy consumption due to a sharp decrease in the temperature of the sintering process.
- Снижен удельный расход топлива при отношении FA=Fе2O3/Аl2O3=0,5 на 15%.- Reduced specific fuel consumption with a ratio of F A = Fe 2 O 3 / Al 2 O 3 = 0.5 by 15%.
- Снижен удельный расход топлива, отнесенный к доле ветви спекания при FA=0,5 на 71%.- Reduced specific fuel consumption, attributed to the share of the sintering branch at F A = 0.5 by 71%.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003113276/15A RU2232716C1 (en) | 2003-05-05 | 2003-05-05 | Method of conversion of bauxites into alumina |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003113276/15A RU2232716C1 (en) | 2003-05-05 | 2003-05-05 | Method of conversion of bauxites into alumina |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2232716C1 true RU2232716C1 (en) | 2004-07-20 |
| RU2003113276A RU2003113276A (en) | 2004-12-27 |
Family
ID=33414421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003113276/15A RU2232716C1 (en) | 2003-05-05 | 2003-05-05 | Method of conversion of bauxites into alumina |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2232716C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494965C1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-10-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method of processing bauxites into alumina |
| RU2682359C1 (en) * | 2016-12-20 | 2019-03-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Bauxites processing system |
| RU2803472C1 (en) * | 2023-03-22 | 2023-09-13 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский и проектный институт "Технологии обогащения минерального сырья" | Method for processing red mud from alumina production |
-
2003
- 2003-05-05 RU RU2003113276/15A patent/RU2232716C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| А.И. ЛАЙНЕР. Производство глинозема. - М., 1961, с.570-575. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494965C1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-10-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method of processing bauxites into alumina |
| RU2682359C1 (en) * | 2016-12-20 | 2019-03-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Bauxites processing system |
| RU2803472C1 (en) * | 2023-03-22 | 2023-09-13 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский и проектный институт "Технологии обогащения минерального сырья" | Method for processing red mud from alumina production |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101734698B (en) | Method for preparing aluminum oxide from aluminiferous material | |
| CN104495899B (en) | A kind of carbide slag and flyash work in coordination with the method for recycling | |
| CN100542961C (en) | A kind of technology of processing bauxite to produce hydroted alumina with sodium hydroxide molten salt growth method | |
| CN102351226B (en) | Method for producing aluminum oxide from fly ash | |
| CN104386720B (en) | Method for acid-alkali combined extraction of alumina from high-silicon aluminum-containing mineral raw material | |
| CN101434403A (en) | Novel method for processing calx sodica sintered alumina by dry method | |
| CN102583477A (en) | Comprehensive utilization method of high-ferrum and low-grade bauxite | |
| CN102627305A (en) | Method using alkaline process to extract alumina in coal ash | |
| CN104445313A (en) | Method for extracting aluminum oxide from fly ash by acid-base combination | |
| CN103276218A (en) | Method for recycling vanadium from vanadium-containing electrolysis aluminum slag ash | |
| CN108752005A (en) | The technique that a kind of ardealite and red mud prepare composite ceramic material co-producing sulfuric acid | |
| CN102249274A (en) | Method for producing aluminum oxide with alumyte | |
| CN103819086A (en) | Method for preparing basic formula of soda-lime silicate glass and method for extracting aluminum from fly ash and co-producing glass | |
| CN100593018C (en) | Technological process method of producing aluminium oxide using high aluminium slag | |
| RU2232716C1 (en) | Method of conversion of bauxites into alumina | |
| CN1136150C (en) | Technology for producing alumina via high alumina to silica ratio sintering process | |
| US4512809A (en) | Process for producing, from aluminous siliceous materials, clinker containing alkali metal aluminate and dicalcium silicate, and use thereof | |
| CN101760638A (en) | Method for recovering magnesium from magnesium sulfate solution | |
| CN108623293A (en) | The technique that a kind of ardealite and red mud prepare high white pottery ceramic material coproduction acid | |
| CN108483408A (en) | A kind of comprehensive utilization process of ardealite, red mud and low-grade bauxite | |
| RU2360865C1 (en) | Processing method of bauxites on alumina | |
| RU2494965C1 (en) | Method of processing bauxites into alumina | |
| RU2707335C1 (en) | Method for processing high-potassium nepheline feldspar raw material | |
| CN102398913A (en) | Process for extracting metallurgical grade alumina through treatment of high alumina fly ash by using sulfuric acid method | |
| US2163466A (en) | Process for the extraction of alkali hydrates or carbonates and of aluminum hydroxide from the double silicates of alkali and alumina |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050506 |