RU2606821C1 - Method of processing nepheline ore - Google Patents

Method of processing nepheline ore Download PDF

Info

Publication number
RU2606821C1
RU2606821C1 RU2015137673A RU2015137673A RU2606821C1 RU 2606821 C1 RU2606821 C1 RU 2606821C1 RU 2015137673 A RU2015137673 A RU 2015137673A RU 2015137673 A RU2015137673 A RU 2015137673A RU 2606821 C1 RU2606821 C1 RU 2606821C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nepheline
ash
ore
alumina
soda
Prior art date
Application number
RU2015137673A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Иннокентьевич Шепелев
Алексей Юрьевич Сахачев
Александр Николаевич Анушенков
Александр Викторович Александров
Original Assignee
Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" filed Critical Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет"
Priority to RU2015137673A priority Critical patent/RU2606821C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2606821C1 publication Critical patent/RU2606821C1/en

Links

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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes; mining.
SUBSTANCE: invention relates to a method of processing alumina-containing material and can be used in sintering technology of producing alumina and soda products from nepheline ore. To reduce consumption of nepheline ore in a nepheline-limestone-soda charge, ash-slag wastes are added in an amount from 0.1 to 10 % of weight of nepheline ore.
EFFECT: nepheline ores and recycling of ash-slag wastes with post-extraction of valuable components therefrom.
1 cl, 5 tbl

Description

Изобретение относится к процессам переработки глиноземсодержащего сырья.The invention relates to processes for processing alumina-containing raw materials.

Известен способ переработки нефелиновых руд и концентратов, согласно которому в нефелино-известняково-содовую шихту добавляют отвальный шлак процесса алюминотермического получения ферротитана в количестве от 0,5 до 25% от массы нефелиновой руды, и затем осуществляют спекание шихты и выщелачивание спека с последующим получением глинозема и сопутствующих продуктов. Изобретение позволяет улучшить управляемость процессом ее спекания, повысить извлечение глинозема из спеченной шихты в раствор, утилизировать отходы производства ферротитана и снизить количество отходов комплексной переработки нефелинов [Патент №2340559 от 09.06.2007, опубл. 10.12.2008 г.].A known method of processing nepheline ores and concentrates, according to which in the nepheline-limestone-soda mixture, dump slag of the aluminothermic process for producing ferrotitanium is added in an amount of from 0.5 to 25% by weight of nepheline ore, and then the sintering of the mixture and leaching of cake with the subsequent production of alumina and related products. The invention improves the controllability of the sintering process, increase the extraction of alumina from the sintered mixture into a solution, utilize ferrotitanium production wastes and reduce the amount of waste complex processing of nepheline [Patent No. 2340559 from 09.06.2007, publ. December 10, 2008].

Недостатком известного способа является снижение выпуска содопродуктов при комплексной переработке нефелиновых руд.The disadvantage of this method is to reduce the production of soda products in the integrated processing of nepheline ores.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки нефелиновых руд, который включает подготовку нефелино-известняково-содовой шихты, ее спекание и последующие выщелачивание, обескремнивание и карбонизацию алюминатного раствора для получения глинозема, садопродуктов и сульфата калия. При подготовке нефелино-известняково-содовой шихты в нее добавляют отходы шамотного огнеупорного кирпича в количестве от 0,11 до 11 мас. % от веса нефелиновой руды. Изобретение позволяет снизить расход нефелиновой руды, утилизировать отходы шамотного кирпича путем вовлечения их в технологический процесс шихтоподготовки [Патент №2225357 от 25.09.2002 г. опубл. 10.03.2004].The closest in technical essence and the achieved result is a method of processing nepheline ores, which includes the preparation of nepheline-limestone-soda mixture, its sintering and subsequent leaching, desalination and carbonization of an aluminate solution to obtain alumina, horticultural products and potassium sulfate. When preparing nepheline-limestone-soda mixture, waste from fireclay refractory bricks in an amount of from 0.11 to 11 wt. % by weight of nepheline ore. The invention allows to reduce the consumption of nepheline ore, to utilize the waste of fireclay bricks by involving them in the technological process of charge preparation [Patent No. 2225357 from 09.25.2002, publ. 03/10/2004].

Недостатком этого способа является неустойчивость показателей переработки нефелиновой руды и снижение выхода товарных содопродуктов при повышении дозировок вовлекаемых отходов шамотного кирпича.The disadvantage of this method is the instability of indicators of processing nepheline ore and a decrease in the yield of salable soda products with increasing dosages of involved fireclay brick waste.

Задачей изобретения является утилизация золошлаковых отходов и доизвлечение из них товарного продукта - глинозема.The objective of the invention is the disposal of ash and slag waste and retrieval of them commercial product - alumina.

Поставленная задача достигается способом переработки нефелиновой руды, включающим подготовку нефелиново-известняково-содовой шихты, ее спекание и последующие выщелачивание, обескремнивание и карбонизацию алюминатного раствора для получения глинозема, содопродуктов и сульфата калия. При подготовке нефелиново-известняково-содовой шихты добавляют золошлаковые отходы ТЭЦ в количестве от 0,1 до 10% мас. от веса нефелиновой руды.The task is achieved by a method of processing nepheline ore, including the preparation of nepheline-limestone-soda mixture, its sintering and subsequent leaching, desiliconization and carbonization of an aluminate solution to obtain alumina, soda products and potassium sulfate. When preparing nepheline-limestone-soda mixture, ash and slag waste from the CHPP is added in an amount of from 0.1 to 10% wt. by weight of nepheline ore.

Сопоставительный анализ с ближайшим аналогом позволяет сделать вывод о том, что предлагаемый способ переработки нефелиновой руды отличается введением новой глиноземсодержащей добавки - золошлаковых отходов, за счет этого утилизируются данные отходы и доизвлекаются из них ценные компоненты.A comparative analysis with the closest analogue allows us to conclude that the proposed method for processing nepheline ore is distinguished by the introduction of a new alumina-containing additive - ash and slag waste, due to this, these wastes are recycled and valuable components are extracted from them.

Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "новизна".Therefore, the proposed technical solution meets the criterion of "novelty."

Необходимость дополнительного ввода золошлаковых отходов в нефелиново-известняково-содовую шихту обусловлена высоким содержанием в них оксида алюминия. Содержание глинозема в золошлаковых отходах различных теплоэлектростанций колеблется от 27 до 35%.The need for additional input of ash and slag waste into the nepheline-limestone-soda mixture is due to the high content of aluminum oxide in them. The alumina content in ash and slag waste of various thermal power plants ranges from 27 to 35%.

Использование золошлаковых отходов в качестве добавки в глиноземную сырьевую шихту становится возможным из-за сходства их химических и физико-химических характеристик с нефелиновой рудой и повышенного содержания в них глинозема. Данная добавка позволяет снизить расход основного сырьевого компонента - нефелиновой руды, улучшить качество за счет повышенного в ней содержания глинозема и обеспечить вовлечение в производство отходов при приготовлении глиноземной шихты.The use of ash and slag waste as an additive in the alumina feedstock mixture becomes possible due to the similarity of their chemical and physicochemical characteristics with nepheline ore and the high content of alumina in them. This additive allows to reduce the consumption of the main raw material component - nepheline ore, to improve quality due to the increased alumina content in it and to ensure the involvement of waste in the production of alumina charge.

Предлагаемый способ опробован в лабораторном масштабе при переработке нефелиновых руд Кия-Шалтырского месторождения на ОАО «РУСАЛ Ачинск».The proposed method was tested on a laboratory scale in the processing of nepheline ores of the Kiya-Shaltyrsky deposit at RUSAL Achinsk.

Шихты для спекания составлялись на основе нефелиновой руды Кия-Шалтырского месторождения, известняка Мазульского месторождения, белого шлама, образующегося в процессе обескремнивания алюминатных растворов. Дозировка белого шлама - 10% от веса рудной смеси по сухим материалам. Дозировка золошлаковых отходов составляла 0,1 до 10% в составе рудной смеси по сухим материалам. В качестве корректирующей добавки используется химически чистая сода. Дозировка компонентов производилась с учетом соблюдения молекулярных отношений в спеке:Sintering charges were compiled on the basis of nepheline ore of the Kiya-Shaltyrsky deposit, limestone of the Mazulsky deposit, white sludge formed during desalination of aluminate solutions. The dosage of white sludge is 10% of the weight of the ore mixture based on dry materials. The dosage of ash and slag was 0.1 to 10% in the composition of the ore mixture based on dry materials. Chemically pure soda is used as a corrective additive. The dosage of the components was carried out taking into account the observance of molecular relations in the cake:

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000001
Figure 00000002

Химический состав исходных материалов, использованных для спекания лабораторных нефелиновых шихт с золошлаковыми отходами электростанции Ново-Иркутской ТЭЦ, и дозировка сырьевых компонентов на 100 г рудной смеси приведены в табл. 1, 2.The chemical composition of the starting materials used for sintering laboratory nepheline batches with ash and slag waste from the Novo-Irkutsk TPP power plant, and the dosage of raw materials per 100 g of ore mixture are given in table. 12.

Установлено, что возможной и целесообразной с технологической точки зрения является дозировка золошлаковых отходов от 0,1-10% от массы нефелиновой руды. Для проведения опытных испытаний золошлаковые отходы доставляли на площадку узла приема и загрузки материала, затем через питательный бункер подавали на совместное дробление с рудой для подготовки глиноземной шихты. Данные химического анализа спека с добавкой золошлаковых отходов приведены в табл. 3.It has been established that a dosage of ash and slag waste from 0.1-10% by weight of nepheline ore is possible and technologically feasible. To conduct pilot tests, ash and slag waste was delivered to the site of the material receiving and loading unit, then it was fed through a feed hopper for joint crushing with ore to prepare the alumina charge. The data of the chemical analysis of the cake with the addition of ash and slag waste are given in table. 3.

В лабораторных условиях все компоненты глиноземной шихты измельчали до крупности - 0,08 мм. Шихту спекали в лабораторной электропечи при температуре 1250-1270°C. Скорость нагрева печи до 1000°C - 177 мин, от 1000°C до заданной температуры 4,2-4,5°С/мин, выдержка при заданной температуре 15 минут. Охлаждение спека производили вместе с печью. Степень оплавления спека оценивалась по величине диаметральной усадки брикетов.In laboratory conditions, all components of an alumina charge were ground to a particle size of 0.08 mm. The mixture was sintered in a laboratory electric furnace at a temperature of 1250-1270 ° C. The heating rate of the furnace to 1000 ° C is 177 minutes, from 1000 ° C to a predetermined temperature of 4.2-4.5 ° C / min, exposure at a given temperature of 15 minutes. The cooling of the cake was carried out together with the furnace. The degree of reflow of the cake was estimated by the value of the diametric shrinkage of the briquettes.

Полученные спеки измельчали до крупности - 1 мм и выполняли выщелачивание спеков по методике стандартного выщелачивания (табл. 4). Расчет извлечения глинозема и щелочей проводили по химическому составу спеков и шламов. Результаты лабораторных испытаний показали, что при спекании спека с добавками золошлаковых отходов в пределах заявляемых параметров извлечение глинозема находилось на уровне извлечения глинозема из спека без добавок золошлаков. Стандартное извлечение Al2O3 из спеков с добавкой в шихту 3-10% золы ТЭЦ находится на уровне 86,6% (при спекании в интервале температур 1230-1270°C).The resulting specs were ground to a particle size of 1 mm and the cakes were leached according to the standard leaching method (Table 4). The calculation of the extraction of alumina and alkalis was carried out by the chemical composition of cakes and sludges. Laboratory test results showed that when sintering sinter with additives of ash and slag waste within the claimed parameters, the extraction of alumina was at the level of extraction of alumina from sinter without additives of ash and slag. The standard extraction of Al 2 O 3 from cakes with the addition of 3-10% of cogeneration plant ash to the charge is 86.6% (when sintering in the temperature range 1230-1270 ° C).

Дозировка менее 0,1% золошлаковых отходов не приводит к существенному сокращению нефелиновой руды и мало влияет на изменение химического состава шихты. Увеличение добавки золошлаковых отходов более 10% приводит к повышению содержания оксида алюминия и оксида кремния и снижению содержания щелочей, что требует увеличенного расхода известняка для связывания в шихте оксида кремния, а для восполнения недостатка щелочей - соответственно дополнительного ввода содового раствора. Кроме того, увеличение дозировки золы более 10% мас. требует более высокой температуры спекания, что при повышенном содержании железа в золе может привести к увеличению степени гарнисажеобразования в печах спекания.A dosage of less than 0.1% of ash and slag waste does not lead to a significant reduction in nepheline ore and has little effect on the change in the chemical composition of the charge. An increase in the addition of ash and slag waste of more than 10% leads to an increase in the content of aluminum oxide and silicon oxide and a decrease in the content of alkalis, which requires an increased consumption of limestone to bind in the mixture of silicon oxide, and to compensate for the lack of alkali, respectively, an additional input of soda solution. In addition, increasing the dosage of ash more than 10% wt. requires a higher sintering temperature, which with an increased iron content in the ash can lead to an increase in the degree of skull formation in sintering furnaces.

В связи с этим оптимальной является дозировка в шихту данной глиноземсодержащей добавки в пределах от 0,1 до 10% (мас.). Вовлечение золошлаковых отходов в глиноземную шихту позволяет снизить расход нефелиновой руды, что подтверждают данные, приведенные в табл. 5.In this regard, the optimal dosage in the mixture of this alumina-containing additive in the range from 0.1 to 10% (wt.). The involvement of ash and slag waste in the alumina mixture allows to reduce the consumption of nepheline ore, which is confirmed by the data given in table. 5.

Предлагаемый способ по сравнению со способом, применяемым на Ачинском глиноземном комбинате, позволяет снизить расход нефелиновой руды при заявляемом интервале дозировки золошлаковых отходов в шихту на 6500-7000 тонн в год. Одновременно при этом осуществляется утилизация складируемых золошлаковых отходов путем вовлечения их в производственный технологический процесс шихтоподготовки и снижение вредного воздействия производства на окружающую природную среду.The proposed method, compared with the method used at the Achinsk Alumina Refinery, allows to reduce the consumption of nepheline ore at the claimed dosage interval of ash and slag waste into the charge by 6500-7000 tons per year. At the same time, the disposal of stored ash and slag waste is carried out by involving them in the production process of the charge preparation and reducing the harmful effects of production on the environment.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Claims (1)

Способ переработки нефелиновой руды, включающий приготовление нефелиново-известняково-содовой шихты, ее спекание, последующее выщелачивание, обескремнивание и карбонизацию алюминатного раствора с получением глинозема, содопродуктов и сульфата калия, отличающийся тем, что приготовление нефелиново-известняково-содовой шихты осуществляют с добавлением в нее золошлаковых отходов в количестве от 0,1 до 10% от массы нефелиновой руды.A method of processing nepheline ore, including the preparation of nepheline-limestone-soda mixture, its sintering, subsequent leaching, desiliconization and carbonization of the aluminate solution to produce alumina, soda products and potassium sulfate, characterized in that the preparation of nepheline-limestone-soda mixture is carried out with the addition of ash and slag waste in an amount of from 0.1 to 10% by weight of nepheline ore.
RU2015137673A 2015-09-03 2015-09-03 Method of processing nepheline ore RU2606821C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015137673A RU2606821C1 (en) 2015-09-03 2015-09-03 Method of processing nepheline ore

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015137673A RU2606821C1 (en) 2015-09-03 2015-09-03 Method of processing nepheline ore

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2606821C1 true RU2606821C1 (en) 2017-01-10

Family

ID=58452413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015137673A RU2606821C1 (en) 2015-09-03 2015-09-03 Method of processing nepheline ore

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2606821C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688083C1 (en) * 2018-05-16 2019-05-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) Method of nepheline concentrate desiliconization and device for its implementation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4036448A1 (en) * 1989-11-16 1991-05-23 Franz Prof Dr Ing Pawlek Bauxite digestion in ball mill - for simultaneous fine grinding, leaching and silica removal
WO1997029993A1 (en) * 1996-02-15 1997-08-21 Queensland Alumina Limited Bauxite treatment
RU2225357C1 (en) * 2002-09-25 2004-03-10 Открытое акционерное общество "Ачинский глиноземный комбинат" Nepheline ore processing method
RU2340559C1 (en) * 2007-06-09 2008-12-10 Открытое акционерное общество "РУСАЛ Всероссийский Алюминиево-магниевый Институт" Method of processing nepheline ores and concentrates
WO2009063482A2 (en) * 2007-07-09 2009-05-22 Aditya Birla Science & Technology Co. Ltd Extraction of alumina

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4036448A1 (en) * 1989-11-16 1991-05-23 Franz Prof Dr Ing Pawlek Bauxite digestion in ball mill - for simultaneous fine grinding, leaching and silica removal
WO1997029993A1 (en) * 1996-02-15 1997-08-21 Queensland Alumina Limited Bauxite treatment
EP0880468A1 (en) * 1996-02-15 1998-12-02 Queensland Alumina Limited Bauxite treatment
RU2225357C1 (en) * 2002-09-25 2004-03-10 Открытое акционерное общество "Ачинский глиноземный комбинат" Nepheline ore processing method
RU2340559C1 (en) * 2007-06-09 2008-12-10 Открытое акционерное общество "РУСАЛ Всероссийский Алюминиево-магниевый Институт" Method of processing nepheline ores and concentrates
WO2009063482A2 (en) * 2007-07-09 2009-05-22 Aditya Birla Science & Technology Co. Ltd Extraction of alumina

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688083C1 (en) * 2018-05-16 2019-05-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) Method of nepheline concentrate desiliconization and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5851502B2 (en) Metal extraction from aluminum-containing iron ore and titanium-containing iron ore and residues
Balomnenos et al. The ENEXAL bauxite residue treatment process: industrial scale pilot plant results
Wang et al. Extraction of alumina from fly ash by ammonium hydrogen sulfate roasting technology
JP6268583B2 (en) Method for producing fired product
CN108328659A (en) A kind of method that integrated treatment utilizes high magnesium ferronickel slag
CN109182733B (en) Smelting process of magnesium-containing hazardous waste/solid waste
CN105695731A (en) Method for producing nickel iron fine powder and zinc oxide through rotary kiln
JP2015124388A (en) Manufacturing method of zinc oxide ore
CN101435020B (en) Method for producing titanium-rich material from titanium ore concentrate
RU2606821C1 (en) Method of processing nepheline ore
Butnariu et al. Research on the Recycling of Pulverulent Waste from the Ferous and Non-Ferrous Industry in Order tu Reduced the Pollution
Lipart et al. Wastes from the coal-enrichment process as alternative reducers for lead smelting from lead-acid accmulator scrap
RU2472865C1 (en) Method of processing fluorine-containing wastes from electrolytic production of aluminium
JP2013023394A (en) Method for producing cement clinker
CN101899581A (en) Method for preparing metal magnesium and boron-enriched material from ascharite serving as raw material by vacuum thermal reduction method
CN103555974A (en) Method of producing high-titanium-iron alloy by virtue of aluminum-magnesium process
CN104894364A (en) A method of producing magnesium titanate and direct-reduced iron by coal-based reduction and magnetic separation of titanomagnetite
CN102126735B (en) Method for extracting tschermigite from coal gangue or stone coal
RU2702590C2 (en) Processing method of nepheline ores and concentrates
RU2441927C2 (en) Method for alumina industry slag treatment
CN105316497A (en) Method for extracting vanadium after fine vanadium slag is pretreated
KR20080112818A (en) Method for recovering high value metals from waste materials of steel making process
CN103537475B (en) With the method for comprehensive utilization of rear basic refractory
RU2685566C1 (en) Method for processing coal foam of aluminum electrolytic production
RU2340559C1 (en) Method of processing nepheline ores and concentrates

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180904