SU1097561A1 - Способ обескремнивани алюминатных растворов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к получению глинозема из высококремнистого глйноземсодержащего сырь , в частности к переделу очистки алюминатных растворов от кремнезема. Известен способ двухстадийного обескремнивани , при котором выделе ние основной массы 5i On осуществл ет с  в виде гидроалюмосиликата натри  в автоклавных батаре х на первой стадни и оставшейс  части ее в виде каль циевых соединений с добавками извес ти на второй. Оптимальна  температура обескремнивани  алюминатных растворов на первой стадии составл ет 150-170 С, при этом кремниевый модуль раствора не превышает значение 300400 ед. lj . Однако данный модуль не обеспечивает глубины очистки растворов от 5iOn достаточной дл  получени  глинозема высоких марок при производстве способом спекани , где дл  разложени  алюминатных растворов используетс  карбонизаци . Поэтому дл  дальнейшего повьииени  степени обескремнивани  используетс  втора  стади  обработки растворов известью с цепью св зывани  кремнезема в менее растворимый, чем гидроалюмосапикат натри  (ta О- ALO,, О пНоО) , кальциевый алюмосиликат-гидрогранат - ЗСаО AlOyilSiOg/b2 ( ) НпО, лри этом дл  получени  раст воров с кремниевым модулем 1000-1200 дозировку извести ведут из расчета мол рного соотношени  CaO:Si0 30-25. Недостатком указанного способа  вл етс  увеличение потерь глинозема и щелочи при применении извести в качестве добавок. Известен способ обескремнивани  алюминатных растворов в котором повышение кремневого модул  обескремненных растворов достигаетс  тем, что обескремнивание алюминатиьгх растворов провод т в присутствии большого количества белого шлама (около 100 г/л) при непрерывном интенсивном перемешивании. При проведении процесса в автоклавах при 170 С кремневый модуль повышаетс  до 600(от 30)за 1 ч обескремнивани , до 800 за 2 ч и до 1000 за 3 ч. В открытых мешалках при 103° модуль возрастает до 500 за 2 ч, до 630 за 4 .и до 700 за 6 ч обескремнивани  2 . Известен способ в котором алюминат ный раствор после выщелачивани  спека подвергают двухстадийному обескремниванию . Первую стадию обескремнивани  осуществл ют в присутствии большого количества белого шлама (около 100 г/л), за 2 ч при температуре ОКОЛО 100 С, атмосферном давлении и посто нном перемешивании или в автоклавах с активирующими добавками или без них. В результате первой стадии обескремнивани  выдел етс  90% незема, а кремневый модуль повышаетс  до 400. Белый шлам отдел ют от алюминатного раствора отстаиванием, большую часть которого (92%) направл ют на обескремнивание. нового раствора , а остальную - на дозировку шихты З. Ллюминатный раствор от первой ста ,дии обескремнивани  смешивают с известью или с известковым молоком примерно в количестве 8-10 г/л и подвергают повторному обескремниванию в течение 1-2 ч при 95°С, атмосферном давлении и посто нном перемешивании. При этом кремниевый модуль повышаетс  до 2000, и выдел етс  известковый шлам, содержащий около 27% AloOaTvJ Известковый шлам выщелачивают содовым раствором концентрации 110 г/л КнпСОт при в течение 30 мин. Из полученного раствора извлекают окись алюмини , а раствор после извлечени  используют дл  приготовлени  оборотного раствора. Из обескремненного алюминатного раствора выдел ют гидроокись алюмини  карбонизацией в одну стадию. Однако необходимость организации процесса в две стадии делает схему сложной, многопередельной, существенно повьшгает эксплуатационных и теплоэнергетические затраты из-за несовершенства схем и невозможности утилизации низкокалорийного тепла, как при автоклавном обескремнивании в первой стадии с использованием низких температур процесса( 170 С), так и при безавтоклавном, где необходимость длительной экспозиции растворов в плохо поддающихс  герметизации мешалках приводит к расходу теплоэнергии, превышающем высокотемпературное обескремнивание в автоклавках с рациональной организацией использовани  тепла. Кроме того, при проведении процесса глубокого обескремнивани  раствора известью при 95-95 С, как это прин то в известных способах двухстадийного обескремнивани , образуютс  осадки состава ЗСаОА120 .ngiOgCe-Zn) Н20, где М 0,1-0,2 моль. Таким образом, ;ла каждый моль 5-1 Oj, выделенного из раствора в осадках, св зываетс  в oca док 5-10 молей А1лОа. Эти осадки увеличивают оборот материала через спекание , и соответствующие этому потери глинозема и эксплуатационные затраты. А I также получение кремневого модул  раствора возможно лишь при уровне 1000-1200, что недостаточно дл  производства глинозема высших сортов Г-0 и Г-00.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ обескремнивани  алюминатных растворов, включающий термообработку в автоклавах при 150-240 С с введением извести или известьсодержащих соединений. Обескремнивание провод т в одну стадию при вьщержке.1-3 ч. Остаточное содержание кремнезема в растворе на уровне 10,05 г/л Si 0 получают при .мол рном соотношении СаО и 5i02 в исходном растворе не менее- 10, а устойчивые результаты получают при мол рном соотношении СаО к 5i 0 - 20-30. Недостатками данного способа  вл ютс  низка  степень обескремнивани  алюминатных растворов и высокие эксплуатационные затраты.

Цель изобретени  - повышение степени обескремнивани  и снижение эксплуатационных затрат.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу обескремнивани  алюмииатных растворов, включающему термообработку в автоклаве при 150240 С с введением извести или известь содержащих соединений, последним дозируют из расчета мол рного отношени  окиси кальци  к кремнезему в исходном растворе 3-6, термообработку ведут при содержании карбонатной щелочи в растворе 15-30 г/л с последующей вьщержкой полученной после термообработки суспензии в течение 1-3 ч при 90-105 0.

Выдержка полученной суспензии при 90-105°С в течение 1-3 ч имеет определ ющее значение дл  получени  необходимой глубины обескремнивани  с добавкой СаО и при последующем перемешивании суспензии равновесна  концентраци  в алюминатном растворе увеличиваетс , кроме того, значительно увеличиваетс  область устойчивости гидрограната кальци . Та часть извести, котора  при высоких темпераl-ypax образовала СаСО, при вьщержке в услови х атмосферного давлени  (90105 с) в результате взаимодействи  с раствором образует гидрогранаты 3CaO-Al20-5-n i02(6-2nV«H O, у которых насыщение по кремнезему п 1-1,1 мол  5 0. Таким образом, более полно и эффективно используютс  ограниченные ресурсы извести. Снижаетс  расход извести на процесс обескремнивани . При повышении температуры процесса и увеличении времени выдержки растворы переход т в область более низкой устойчивости, вследствие чего идет разложение гидрограната, привод щее к повышению использовани  извести.

Указанные услови  обеспечивают возможность получени  в растворах гид рогранатов состава 3CaOAl20vnS 02(6;2п ) , у которых насыщение по кремнезему П 1-1,1 мол  SiOj. т.е. в 5-10 раз выгае чем при обработке известыо растворов в известных способах обескремнивани .

Оптимальной дозировкой извести  вл етс  мол рное отношение CaO:5i02 3-6. Снижение дозировки окиси кальци  ниже 3 приводит к снижению кремневого модул  раствора. Увеличение дозировки более 6 нецелесообразно, так как повышение кремневого модул  при этом несущественно.

Увеличение содержани  карбонатной щелочи в растворе 30-40 г/л нецелесообразно , так как не приводит к ощутимым результатам. Снижение концентрации карбонатной щелочи менее 15 г/л приводит к снижению степени очистки алюминатного раствора от кремнезема.

При длительности вьщержки суспензии после термообработки менее 1 ч требуема  степень очистки алюминатных растворов не достигаетс . Увеличение выдержки более 3 ч нецелесообразно, так как повышение кремневого модулу раствора при этом не достигаетс . Максимальна  температура выдержки суспензии 105 С обусловлена температурой автоклавной суспензии, прошедшей сепараторы и буферный бак дл  снижени  давлени  до атмосферного.

Понижение температуры вьщержки суспензии до 90 С приводит к снижению степени обескремнивани  алюминатных растворов. Как видно из таблицы сочетание высокотемпературной обработки известью алюминатных растворов с последующей изотермической вьщержкой в течение 1 ч при 100 обеспечивает получение кремневого модул  обескремненного раствора на уровне 2300-2800 При таком кремневом модуле апюминатного раствора может быть получен глинозем самых высоких сортов Г-0 и Г-00. Снижение эксплуатационных затрат достигаетс  за счет значительного снижени  потока материала, направл емого в ветвь спекани  с передела обес кремнийани . П р и м е р, В осветленный алюиинатный раствор после гидрохимической переработки нефелинов с концентрацией MojOtty 70-85 г/л и city 1,4-1,5 подают часть полученной после упарки раствора соды из расчета содержани  ее в растворе дл  обескремнивани  20 г/л ,,,и дозируют обожженную известь в количестве 10 г/л из расчета ;-,ол рного отношени  СаО к содержанию 5i 02 в исходном растворе на уровне 4, Полученна  суспензи  направл етс  на автоклавное обескремнивание при 240, которое осуществл етс  в автоклавных батаре х, оснащенных автоклавами с греющими элементами и размешивающими устройствами, а также самоиспарител ми, Пар самоиспарени  обескремненного раствора используетс  дл  предварительного нагрева раствора в греющих элементах автоклавах и частично дл  упарки растворов в выпарных батаре х. Догрев исходного раствора дл  /обескремнивани  до осуществл етс  свежим паром через греющую поверхность нагревательных элементов автоклавов . Обескремненный раствор после самоиспарени  .подвергают изотермической вьщержке 3 ч при vIOQ C в мешалках и направл ют на отделение полученного кремнеземсодержащего осадка, который может частично подвергатьс  содовой обработке дл  извлечени  глинозема , а частично полученный карбонат (Ный шлам возвращаетс  в качестве из вести в исходный раствор дл  обескрем|нивани . Друга  часть осадка возвра|щаетс  в шихту дл  спекани . В результате использовани  способа кремневый модуль раствора после обескремнивани  составл ет 23002500 ед, что позвол ет при разложении раствора карбонизацией получить гидроокись алюмини  высокой чистоты, из которой может быть получен глинозем самых высоких сортов Г-0 и Г-00.

129,127,5136,90,428

130,426,1129,40,300

В исходньй раст128 .127,7132,20,426 вор кремнезем -80,119,180,10,191 ввод т из расчета содержани 

81,618,681,10,134 Si024 г/л

130.228,2133,70,355 77,215,879,10,128

Продолжение таблицы

Claims (1)

1. . СПОСОБ ОБЕСКРЕМНИВАНИЯ АЛЮМИНАТНЫХ РАСТВОРОВ, включающий термообработку в автоклавах при 150-240°С с введением извести или известь-содержащих соединений, отличающийс я тем, что, с целью повышения степени обескремнивания и снижения эксплуатационных затрат, известь или известьсодержащие соединения дозируют из расчета молярного отношения окиси кальция к кремнезему в исходном растворе 3-6, термообработку ведут при содержании карбонатной щелочи в растворе 15-30 г/л с последующей выдержкой^полученной после термообработки суспензии в течение 1-3 ч при 90- S ,105°С.