RU2565217C2 - Method of alumina producing - Google Patents
Method of alumina producing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2565217C2 RU2565217C2 RU2013151920/05A RU2013151920A RU2565217C2 RU 2565217 C2 RU2565217 C2 RU 2565217C2 RU 2013151920/05 A RU2013151920/05 A RU 2013151920/05A RU 2013151920 A RU2013151920 A RU 2013151920A RU 2565217 C2 RU2565217 C2 RU 2565217C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chloride hexahydrate
- solution
- alumina
- aluminum
- clarified
- Prior art date
Links
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 20
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- JGDITNMASUZKPW-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.Cl[Al](Cl)Cl JGDITNMASUZKPW-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 22
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000011019 hematite Substances 0.000 claims abstract description 17
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 7
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 4
- 229940009861 aluminum chloride hexahydrate Drugs 0.000 claims description 18
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 10
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 9
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000009283 thermal hydrolysis Methods 0.000 claims description 3
- LZJOBYGVGAAXFX-UHFFFAOYSA-N O.O.O.O.O.O.[AlH3] Chemical group O.O.O.O.O.O.[AlH3] LZJOBYGVGAAXFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 5
- XFBXDGLHUSUNMG-UHFFFAOYSA-N alumane;hydrate Chemical compound O.[AlH3] XFBXDGLHUSUNMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 230000000762 glandular Effects 0.000 description 7
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 7
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000005185 salting out Methods 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 description 1
- QJEBGJBXOWRTNH-UHFFFAOYSA-K N.[OH-].[OH-].[OH-].O.O.O.[Al+3] Chemical compound N.[OH-].[OH-].[OH-].O.O.O.[Al+3] QJEBGJBXOWRTNH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229940063656 aluminum chloride Drugs 0.000 description 1
- CYUOWZRAOZFACA-UHFFFAOYSA-N aluminum iron Chemical compound [Al].[Fe] CYUOWZRAOZFACA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- MSNWSDPPULHLDL-UHFFFAOYSA-K ferric hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Fe+3] MSNWSDPPULHLDL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical class Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000011165 process development Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/0007—Preliminary treatment of ores or scrap or any other metal source
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/30—Preparation of aluminium oxide or hydroxide by thermal decomposition or by hydrolysis or oxidation of aluminium compounds
- C01F7/306—Thermal decomposition of hydrated chlorides, e.g. of aluminium trichloride hexahydrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/44—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water
- C01F7/441—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water by calcination
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/48—Halides, with or without other cations besides aluminium
- C01F7/56—Chlorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/02—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/02—Oxides; Hydroxides
- C01G49/06—Ferric oxide [Fe2O3]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к кислотным способам получения глинозема, и может быть использовано при переработке низкосортного алюминийсодержащего сырья.The invention relates to metallurgy, in particular to acidic methods for producing alumina, and can be used in the processing of low-grade aluminum-containing raw materials.
Известен солянокислотный способ получения глинозема путем кислотной обработки сырья, выпаривания осветленного хлоридного раствора с кристаллизацией гексагидрата хлорида алюминия (AlCl3·6Н2О) с последующей кальцинацией его до оксида, который ввиду значительного содержания железа и других примесей (за исключением кремния), назван авторами «черновым глиноземом» (Справочник металлурга по цветным металлам. Производство глинозема. М:. Металлургия, 1970, с.236-237). Далее этот промежуточный продукт перерабатывался по традиционной щелочной схеме Байера для удаления железа и получения глинозема металлургического качества.There is a hydrochloric acid method for producing alumina by acid treatment of raw materials, evaporation of a clarified chloride solution with crystallization of aluminum chloride hexahydrate (AlCl 3 · 6H 2 O), followed by its calcination to oxide, which, due to the significant content of iron and other impurities (except silicon), was named by the authors "Rough alumina" (Reference metallurgist on non-ferrous metals. Production of alumina. M: Metallurgy, 1970, S. 236-237). Further, this intermediate product was processed according to the traditional Bayer alkaline scheme to remove iron and obtain metallurgical quality alumina.
К недостаткам данного способа получения глинозема относятся также сложность технологической схемы, высокие энергозатраты при ее реализации, попадание хлоридов из кислотного цикла в щелочной, и связанные с этим дополнительные потери щелочи, достигавшие 36-37 кг/т глинозема. По перечисленным причинам этот способ не нашел применения в промышленности.The disadvantages of this method for producing alumina also include the complexity of the technological scheme, high energy consumption during its implementation, the ingress of chlorides from the acid cycle into the alkaline, and the additional alkali losses associated with this, reaching 36-37 kg / t of alumina. For these reasons, this method has not found application in industry.
Наиболее близким к заявленному способу является способ получения глинозема из алюминийсодержащего сырья, включающий обработку его соляной кислотой, кристаллизацию (высаливание) гексагидрата хлорида алюминия путем насыщения осветленного хлоридного раствора газообразным хлороводородом, двухстадийное термическое разложение гексагидрата хлорида алюминия для получения оксида алюминия и термогидролиз маточного раствора с выделением гематита и возвратом образовавшегося хлороводорода на стадии кислотной обработки и высаливания (Elsner D., Jenkins D.H. and Sinha H.N. Alumina via hydrochloric acid leaching of high silica bauxites - process development. Light metals, 1984, p.411-426).Closest to the claimed method is a method for producing alumina from aluminum-containing raw materials, including processing it with hydrochloric acid, crystallization (salting out) of aluminum chloride hexahydrate by saturating the clarified chloride solution with hydrogen chloride gas, two-stage thermal decomposition of aluminum chloride hexahydrate to produce aluminum oxide and thermohydrolysis hematite and the return of the resulting hydrogen chloride at the stage of acid treatment and salting out (Elsner D., Jenkins D.H. and Sinha H.N. Alumina via hydrochloric acid leaching of high silica bauxites - process development. Light metals, 1984, p. 411-426).
Согласно этому способу гексагидрат хлорида алюминия кристаллизовался из раствора путем высаливания газообразным хлороводородом, что позволило упростить технологическую схему, отказаться от процесса Байера и снизить энергозатраты. Однако содержание примесей в конечном продукте, особенно, Fe2O3 (0,03%), не отвечало современным требованиям к металлургическому глинозему (не более 0,015%).According to this method, aluminum chloride hexahydrate crystallized from the solution by salting out with gaseous hydrogen chloride, which made it possible to simplify the technological scheme, abandon the Bayer process and reduce energy consumption. However, the content of impurities in the final product, especially Fe 2 O 3 (0.03%), did not meet modern requirements for metallurgical alumina (not more than 0.015%).
При высаливании AlCl3·6Н2О из раствора, содержащего хлориды железа и других примесных металлов, практически невозможно обеспечить высокую чистоту целевого продукта.When salting out AlCl 3 · 6H 2 O from a solution containing iron chlorides and other impurity metals, it is practically impossible to ensure high purity of the target product.
В основу изобретения положена задача, заключающаяся в минимизировании содержания железа в продукционном металлургическом глиноземе, получаемом путем кислотной переработки низкосортного алюминийсодержащего сырья.The basis of the invention is the task of minimizing the iron content in production metallurgical alumina obtained by acid processing of low-grade aluminum-containing raw materials.
Техническим результатом является повышение качества глинозема.The technical result is to improve the quality of alumina.
Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в способе получения глинозема, включающем обработку алюминийсодержащего сырья соляной кислотой, кристаллизацию гексагидрата хлорида алюминия из осветленного хлоридного раствора, двухстадийное термическое разложение гексагидрата хлорида алюминия с получением глинозема и термогидролиз маточного раствора с выделением гематита, первую стадию термического разложения гексагидрата хлорида алюминия ведут до образования оксихлоридов и аморфного гидроксида алюминия, часть их порционно вводят в осветленный раствор перед кристаллизацией гексагидрата хлорида алюминия до достижения pH, равного 1,6-2,2, образовавшийся при этом осадок гидроксида железа отделяют и смешивают с маточным раствором, а часть полученного гематита возвращают в осветленный раствор после достижения pH, равного 1,6-2,2.The achievement of the above technical result is ensured by the fact that in the method for producing alumina, including the processing of aluminum-containing raw materials with hydrochloric acid, crystallization of aluminum chloride hexahydrate from a clarified chloride solution, two-stage thermal decomposition of aluminum chloride hexahydrate to obtain alumina and thermal hydrolysis of the mother liquor with the release of hematite, the first stage aluminum chloride hexahydrate leading to the formation of oxychlorides and amorphous aluminum hydroxide Nitrogen, part of them is portioned into the clarified solution before crystallization of aluminum chloride hexahydrate until a pH of 1.6-2.2 is reached, the precipitate of iron hydroxide formed is separated and mixed with the mother liquor, and part of the hematite obtained is returned to the clarified solution after reaching pH of 1.6-2.2.
Причинами поступления железа из алюминийсодержащего сырья в продукционный глинозем являются:The causes of iron from aluminum-containing raw materials in production alumina are:
- изоморфное соосаждение при кристаллизации AlCl3·6H2O;- isomorphic coprecipitation during crystallization of AlCl 3 · 6H 2 O;
- остатки маточного раствора на поверхности кристаллов AlCl3·6H2O;- the remains of the mother liquor on the surface of the crystals of AlCl 3 · 6H 2 O;
- захват маточного раствора в изолированных кавернах кристаллов AlCl3·6H2O.- capture of the mother liquor in isolated cavities of crystals of AlCl 3 · 6H 2 O.
Очевидно, что для исключения вышеперечисленных причин необходимо минимизировать содержание железа в осветленном растворе. Наиболее доступным приемом такого обезжелезивания является увеличение уровня pH осветленного раствора до начала выпадения гидроксида железа(III) путем введения в раствор какого-либо нейтрализующего реагента, например гидроксидов щелочных, щелочноземельных металлов или аммиака. Однако такой прием неизбежно приводит к увеличению расхода кислоты в технологии.Obviously, to eliminate the above reasons, it is necessary to minimize the iron content in the clarified solution. The most accessible method for such deferrization is to increase the pH of the clarified solution before the precipitation of iron (III) hydroxide by introducing into the solution any neutralizing reagent, for example, hydroxides of alkali, alkaline earth metals or ammonia. However, this technique inevitably leads to an increase in acid consumption in the technology.
Установлено, что нейтрализующий реагент может быть получен непосредственно в солянокислотном способе на первой стадии термического разложения гексагидрата хлорида алюминия, когда образуются оксихлориды алюминия различной основности и рентгеноаморфный активный гидроксид алюминия по реакциям:It was found that a neutralizing reagent can be obtained directly in the hydrochloric acid method in the first stage of thermal decomposition of aluminum chloride hexahydrate, when aluminum oxychlorides of various basicities and x-ray amorphous active aluminum hydroxide are formed by the reactions:
Все эти соединения алюминия легко растворяются в солянокислых растворах и способны обеспечить увеличение pH среды в заявляемых пределах pH, равном 1,6-2,2. Регенерация таких нейтрализующих реагентов легко осуществляется повторным термическим разложением. Таким образом, может быть организован рациональный технологический оборот без привнесения в солянокислотный цикл щелочных компонентов.All these aluminum compounds are readily soluble in hydrochloric acid solutions and are capable of providing an increase in the pH of the medium within the claimed pH range of 1.6-2.2. The regeneration of such neutralizing agents is easily accomplished by repeated thermal decomposition. Thus, a rational technological turnover can be organized without introducing alkaline components into the hydrochloric acid cycle.
Для увеличения степени очистки осветленного раствора от железа предложено проводить ее с добавлением затравки активного гематита, получаемого в ходе операции термогидролиза маточного раствора. Затравку целесообразно вводить после достижения pH осветленного раствора, равного 1,6-2,2 с тем, чтобы предупредить повторное растворение оксида железа. При использовании затравки железо выводится из процесса в виде железистого осадка, состоящего из оксида и гидроксида железа.To increase the degree of purification of the clarified solution from iron, it was proposed to carry out it with the addition of active hematite seed obtained during the operation of thermohydrolysis of the mother liquor. It is advisable to introduce the seed after reaching the pH of the clarified solution equal to 1.6-2.2 in order to prevent the re-dissolution of iron oxide. When using seed, iron is removed from the process in the form of a glandular precipitate consisting of iron oxide and hydroxide.
Сущность изобретения поясняется технологической схемой получения глинозема.The invention is illustrated by the technological scheme for the production of alumina.
Способ получения глинозема осуществляется следующим образом.The method of producing alumina is as follows.
Алюминиевую железосодержащую руду подвергают солянокислотной обработке с максимально возможным извлечением всех растворимых компонентов, как целевого (алюминия), так и примесных (главным образом, железа). Полученную хлоридную пульпу фильтруют и промывают с отделением нерастворимого остатка - отвального сиштофа, представляющего собой практически чистый кремнезем.Aluminum iron ore is subjected to hydrochloric acid treatment with the maximum possible extraction of all soluble components, both target (aluminum) and impurity (mainly iron). The resulting chloride pulp is filtered and washed with the separation of an insoluble residue - dump sistof, which is almost pure silica.
В осветленный раствор с фильтра порционно вводят смесь оксихлоридов различной основности и аморфного гидроксида алюминия, выступающих в роли нейтрализующего реагента, до достижения pH, равного 1,6-2,2, при котором начинается выделение в твердую фазу гидроксида железа. Заявляемый диапазон pH выбран из расчета наиболее полного удаления из раствора железа без нежелательного начала гидролиза хлорида алюминия, который может привести к потерям целевого компонента с железистым осадком. Для более глубокой очистки раствора от железа возможно введение в него в виде затравки активного оксида железа. После отделения железистого осадка обезжелезенный осветленный раствор направляют на кристаллизацию гексагидрата хлорида алюминия, реализуемую путем упаривания или высаливания, например, введением газообразного хлороводорода.A mixture of oxychlorides of various basicities and amorphous aluminum hydroxide, acting as a neutralizing reagent, is portionwise introduced into the clarified solution from the filter until a pH of 1.6-2.2 is reached, at which iron hydroxide is precipitated into the solid phase. The inventive pH range is selected based on the most complete removal of iron from the solution without the undesirable onset of hydrolysis of aluminum chloride, which can lead to loss of the target component with glandular precipitate. For a deeper purification of the solution from iron, it is possible to introduce active iron oxide into it as a seed. After separation of the glandular precipitate, the deferrized clarified solution is sent to crystallization of aluminum chloride hexahydrate, realized by evaporation or salting out, for example, by introducing gaseous hydrogen chloride.
Полученные кристаллы промывают не менее чем 30-процентной чистой соляной кислотой для удаления остатков маточного раствора кристаллизации и подвергают двухстадийному термическому разложению. Кислоту после промывки кристаллов направляют на кислотную обработку руды. Маточный раствор после кристаллизации смешивают с железистым осадком и подают на термогидролиз для выделения гематита и части прочих примесных компонентов и регенерации соляной кислоты, которую возвращают на кислотную обработку руды. Таким образом, затравочный гематит является промежуточным продуктом, циркулирующим внутри технологической схемы через операции нейтрализации и термогидролиза.The resulting crystals are washed with at least 30% pure hydrochloric acid to remove residues of the mother liquor of crystallization and subjected to two-stage thermal decomposition. After washing the crystals, the acid is sent to the acid treatment of the ore. The mother liquor after crystallization is mixed with a glandular precipitate and fed to thermohydrolysis to isolate hematite and some other impurity components and regenerate hydrochloric acid, which is returned to the acid treatment of the ore. Thus, seed hematite is an intermediate product circulating inside the technological scheme through the operations of neutralization and thermohydrolysis.
Первую стадию термического разложения гексагидрата хлорида алюминия ведут до образования оксихлоридов и аморфного гидроксида алюминия, часть которых возвращают на нейтрализацию осветленного раствора, а остальное передают на вторую стадию термического разложения.The first stage of thermal decomposition of aluminum chloride hexahydrate is carried out until the formation of oxychlorides and amorphous aluminum hydroxide, some of which are returned to neutralize the clarified solution, and the rest is transferred to the second stage of thermal decomposition.
Режимные параметры (температуру и время пребывания материала в печи) на первой стадии подбирают опытным путем отдельно для каждого вида печного агрегата (с неподвижным, пересыпающимся или кипящим слоем), в котором проводят термическое разложение.The operating parameters (temperature and residence time of the material in the furnace) at the first stage are selected empirically separately for each type of furnace unit (with a fixed, pouring or boiling layer), in which thermal decomposition is carried out.
Выделяющийся на первой стадии термического разложения хлороводород вводят либо на кислотную обработку руды в виде абсорбированной соляной кислоты, либо - на кристаллизацию гексагидрата хлорида алюминия в газообразной форме (зависимости от выбранного метода кристаллизации).Hydrogen chloride released in the first stage of thermal decomposition is introduced either into the acid treatment of the ore in the form of absorbed hydrochloric acid, or into the crystallization of aluminum chloride hexahydrate in gaseous form (depending on the chosen crystallization method).
Вторую стадию термического разложения с получением металлургического глинозема осуществляют известными методами, а выделящийся хлороводород в виде соляной кислоты направляют на кислотную обработку руды.The second stage of thermal decomposition to obtain metallurgical alumina is carried out by known methods, and the liberated hydrogen chloride in the form of hydrochloric acid is sent to the acid treatment of the ore.
Соляную кислоту, образующуюся при термогидролизе маточного раствора, возвращают на промывку кристаллов гексагидрата хлорида алюминия, а часть выделенного гематита возвращают на передел нейтрализации и вводят в осветленный раствор после достижения pH, равного 1,6-2,2.Hydrochloric acid formed during thermal hydrolysis of the mother liquor is returned to the washing of the crystals of aluminum chloride hexahydrate, and part of the isolated hematite is returned to the neutralization range and introduced into the clarified solution after reaching a pH of 1.6-2.2.
Следует отметить, что в зависимости от конкретного состава сырья (главным образом, соотношения в ней алюминия и железа) потоки хлороводорода в газообразной или растворенной форме могут перераспределяться по переделам технологической схемы.It should be noted that, depending on the specific composition of the raw material (mainly the ratio of aluminum and iron in it), the flows of hydrogen chloride in gaseous or dissolved form can be redistributed over the redistribution of the technological scheme.
Способ получения глинозема иллюстрируется конкретными примерами.A method for producing alumina is illustrated by specific examples.
Лабораторные эксперименты проводили в следующих условиях.Laboratory experiments were carried out under the following conditions.
В 20-процентный раствор соляной кислоты, нагретый до 110-115°C, при перемешивании вводили каолиновую глину с содержанием основных компонентов, %: Al2O3 36,4; SiO2 45,3; Fe2O3 0,78; TiO2 0,51; CaO 0,96; MgO 0,49; P2O5 0,12; до достижения pH пульпы, равного значению 1,4, и выдерживали в этих условиях в течение 3 ч. По окончании процесса полученную пульпу отфильтровывали. В осветленный хлоридный раствор постепенно вводили продукт, полученный после первой стадии термического разложения гексагидрата хлорида алюминия от предыдущих опытов, состоящий из смеси оксихлоридов различной основности и аморфного гидроксида алюминия (примерный состав реагента был определен на основе химического и рентгенофазового анализа) до достижения требуемого (в пределах заявляемого интервала) значения pH и выдерживали при 115°C и перемешивании в течение 1 ч. Полученный железистый осадок отфильтровывали, а обезжелезенный раствор переливали в колбу ротационного испарителя и постепенно упаривали до полного выделения кристаллов гексагидрата хлорида алюминия, которые отделяли и промывали на фильтре двумя объемами 38-процентной чистой соляной кислоты. Промытые кристаллы помещали в трубчатую лабораторную печь, нагревали ее до 1100°C и выдерживали в течение 3 ч. Полученный таким образом глинозем подвергали рентгеноспектральному анализу на содержание Fe2O3.In a 20% solution of hydrochloric acid, heated to 110-115 ° C, with stirring, kaolin clay was introduced with the content of the main components,%: Al 2 O 3 36.4; SiO 2 45.3; Fe 2 O 3 0.78; TiO 2 0.51; CaO 0.96; MgO 0.49; P 2 O 5 0.12; until a pulp pH of 1.4 was reached, and kept under these conditions for 3 hours. At the end of the process, the resulting pulp was filtered. The product obtained after the first stage of thermal decomposition of aluminum chloride hexahydrate from previous experiments, consisting of a mixture of oxychlorides of various basicities and amorphous aluminum hydroxide (an approximate composition of the reagent was determined on the basis of chemical and X-ray phase analysis) was gradually introduced into the clarified chloride solution until the desired value (within of the claimed range), the pH value was maintained at 115 ° C and stirring for 1 h. The resulting glandular precipitate was filtered off, and the deferrized solution it was poured into a flask of a rotary evaporator and gradually evaporated until the crystals of aluminum chloride hexahydrate were completely separated, which were separated and washed on the filter with two volumes of 38% pure hydrochloric acid. The washed crystals were placed in a tube laboratory furnace, heated to 1100 ° C and held for 3 hours. The alumina thus obtained was subjected to X-ray spectral analysis for the content of Fe 2 O 3 .
В экспериментах по дополнительному введению активного гематита предварительно приготовили этот реагент из полученного железистого осадка. Железистый осадок смешали с тремя объемами воды, поместили смесь в автоклав, нагрели его до 180°C и, не снижая температуры, постепенно сбросили паровую фазу через верхний клапан автоклава, осуществив, таким образом, процесс его термогидролиз с получением активного гематита.In experiments on the additional introduction of active hematite, this reagent was preliminarily prepared from the obtained glandular precipitate. The glandular precipitate was mixed with three volumes of water, the mixture was placed in an autoclave, heated to 180 ° C and, without lowering the temperature, the vapor phase was gradually released through the top valve of the autoclave, thus performing its thermohydrolysis process to obtain active hematite.
Затем после введения оксихлоридов различной основности и аморфного гидроксида алюминия до достижения требуемого значения pH осветленного раствора дополнительно вводили активный гематит в количестве, десятикратно превышающем расчетную массу Fe2O3, пришедшего в процесс с сырьем, и далее продолжали опыт до получения глинозема с последующим его анализом, как это описано выше. Полученные результаты примеров реализации заявляемого способа, а также опыт по прототипу представлены в таблице.Then, after the introduction of oxychlorides of various basicities and amorphous aluminum hydroxide until the desired pH of the clarified solution is reached, active hematite was additionally added in an amount ten times higher than the calculated mass of Fe 2 O 3 that came into the raw material process, and then the experiment was continued until alumina was obtained with its subsequent analysis as described above. The results of examples of the implementation of the proposed method, as well as the experience of the prototype are presented in the table.
Из данных таблицы следует, что во всех примерах реализации заявляемого способа удалось получить требуемое содержание Fe2O3 в глиноземе (не более 0,015%), в то время как в примере по прототипу оно оказалось вдвое выше.From the table it follows that in all examples of the implementation of the proposed method, it was possible to obtain the required content of Fe 2 O 3 in alumina (not more than 0.015%), while in the prototype example it turned out to be twice as high.
Дополнительное введение активного гематита позволяет снизить содержание Fe2O3 в продукте на 0,003-0,007% (абс.) от уровня, достигнутого очисткой с применением оксихлоридов и аморфного гидроксида алюминия.The additional introduction of active hematite allows to reduce the content of Fe 2 O 3 in the product by 0.003-0.007% (abs.) From the level achieved by purification using oxychlorides and amorphous aluminum hydroxide.
Заявляемый способ обеспечивает достижение требуемого технического результата без введения в технологию посторонних реагентов, заменив их оксихлоридами и аморфным гидроксидом алюминия, а также активным гематитом, и осуществить их выделение и регенерацию в рамках существующих переделов, в едином технологическом цикле.The inventive method ensures the achievement of the desired technical result without introducing extraneous reagents into the technology, replacing them with oxychlorides and amorphous aluminum hydroxide, as well as active hematite, and isolating and regenerating them within the framework of existing redistributions in a single technological cycle.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2012/000757 WO2014042549A1 (en) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | A method for producing alumina |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013151920A RU2013151920A (en) | 2015-05-27 |
| RU2565217C2 true RU2565217C2 (en) | 2015-10-20 |
Family
ID=50278511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013151920/05A RU2565217C2 (en) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | Method of alumina producing |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2565217C2 (en) |
| WO (1) | WO2014042549A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4222989A (en) * | 1978-01-27 | 1980-09-16 | Milan Belsky | Method for the manufacture of pure aluminum oxide from aluminum ore |
| GB2042486A (en) * | 1979-02-13 | 1980-09-24 | Elkem Spigerverket As | Method of producing aluminium-oxide from solutions containing dissolved ions of aluminium and iron |
| US4237102A (en) * | 1978-05-18 | 1980-12-02 | Aluminum Pechiney | Process for obtaining pure alumina by the hydrochloric attack of aluminous ores and extraction of the impurities by means of a sulphuric treatment |
| SU1258815A1 (en) * | 1985-05-22 | 1986-09-23 | Казахский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.В.И.Ленина | Method of producing alumina |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2153466C1 (en) * | 1999-02-08 | 2000-07-27 | Винокуров Станислав Федорович | Method of stripping high-silicon aluminum-containing raw material |
| US6468483B2 (en) * | 2000-02-04 | 2002-10-22 | Goldendale Aluminum Company | Process for treating alumina-bearing ores to recover metal values therefrom |
-
2012
- 2012-09-13 WO PCT/RU2012/000757 patent/WO2014042549A1/en active Application Filing
- 2012-09-13 RU RU2013151920/05A patent/RU2565217C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4222989A (en) * | 1978-01-27 | 1980-09-16 | Milan Belsky | Method for the manufacture of pure aluminum oxide from aluminum ore |
| US4237102A (en) * | 1978-05-18 | 1980-12-02 | Aluminum Pechiney | Process for obtaining pure alumina by the hydrochloric attack of aluminous ores and extraction of the impurities by means of a sulphuric treatment |
| GB2042486A (en) * | 1979-02-13 | 1980-09-24 | Elkem Spigerverket As | Method of producing aluminium-oxide from solutions containing dissolved ions of aluminium and iron |
| SU1258815A1 (en) * | 1985-05-22 | 1986-09-23 | Казахский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.В.И.Ленина | Method of producing alumina |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2014042549A1 (en) | 2014-03-20 |
| RU2013151920A (en) | 2015-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2554136C2 (en) | Method of producing alumina | |
| CN109790045B (en) | Method for producing smelting-grade aluminum oxide (embodiment mode) | |
| CA1191698A (en) | Treatment of aluminous materials | |
| WO2006084328A1 (en) | Alumina recovery | |
| JP2001503727A (en) | Removal of silica from bauxite | |
| RU2483131C1 (en) | Method of making scandium oxide from red slag | |
| RU2565217C2 (en) | Method of alumina producing | |
| RU2570077C2 (en) | Method of alumina producing | |
| RU2561417C2 (en) | Method of extraction of aluminium oxide from red slime | |
| RU2562302C2 (en) | Production of alumina from low-grade aluminium-bearing stock | |
| RU2572119C1 (en) | Method for processing aluminium-containing raw material | |
| RU2352658C2 (en) | Method of receiving lithium-bearing alumina from spodumene concentrate | |
| EP2676933B1 (en) | Method for cold hydrochemical decomposition of sodium hydrogen aluminosilicate | |
| RU2750429C1 (en) | Method for obtaining magnetite | |
| RU2361815C1 (en) | Method of processing alumina-containing raw material | |
| JP2024508159A (en) | How to prepare alumina | |
| RU2574252C2 (en) | Method of processing silica-alumina stock | |
| CA3231096A1 (en) | A process for producing alumina | |
| RU2522343C1 (en) | Method of processing nitrate salts | |
| RU2490208C1 (en) | Method of processing alumina-bearing stock | |
| NZ212318A (en) | Producing metallurgical grade alumina from aluminous material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190914 |