RU2060941C1 - Method for processing of alkaline aluminosilicate raw materials - Google Patents
Method for processing of alkaline aluminosilicate raw materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2060941C1 RU2060941C1 RU92015217A RU92015217A RU2060941C1 RU 2060941 C1 RU2060941 C1 RU 2060941C1 RU 92015217 A RU92015217 A RU 92015217A RU 92015217 A RU92015217 A RU 92015217A RU 2060941 C1 RU2060941 C1 RU 2060941C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- molar ratio
- sio
- charge
- solution
- cake
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 42
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims abstract description 25
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 19
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical group [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 20
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 19
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 17
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 16
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 claims description 13
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- -1 alkali metal aluminates Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 4
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 24
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 4
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 4
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 4
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract 3
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 abstract 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 12
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000503 Na-aluminosilicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000012217 sodium aluminium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000429 sodium aluminium silicate Substances 0.000 description 2
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 229910052656 albite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052908 analcime Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 229910000213 hydrogarnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству глинозема в цветной металлургии. The invention relates to the production of alumina in non-ferrous metallurgy.
Известен способ получения глинозема из высокоглиноземистого бесщелочного сырья боксита, включающий выщелачивание сырья, разделение алюминатного раствора и красного шлама, его промывку и удаление из процесса, выкручивание алюминатного раствора с выделением гидроксида алюминия, упаривание оборотного раствора перед подачей на выщелачивание. При этом компенсацию потерь щелочи осуществляют вводом свежей каустической щелочи [1]
Недостатки способа состоят в высокой чувствительности к свойствам сырья его вскрываемости при выщелачивании, содержанию глинозема, кремнезема, примесей, а также в необходимости расходования дорогой и дефицитной каустической щелочи для компенсации потерь.A known method of producing alumina from a high-alumina alkali-free raw material of bauxite, including leaching of raw materials, separation of the aluminate solution and red mud, washing and removing it from the process, twisting the aluminate solution with the release of aluminum hydroxide, evaporating the working solution before feeding it to leaching. In this case, alkali losses are compensated by introducing fresh caustic alkali [1]
The disadvantages of the method are the high sensitivity to the properties of the raw materials of its opening during leaching, the content of alumina, silica, impurities, as well as the need to expend expensive and scarce caustic alkali to compensate for losses.
Ближайшим аналогом изобретения, принятым за прототип, является способ переработки щелочного алюмосиликатного сырья, включающий приготовление шихты путем его смешения с известняком, оборотными белым шламом и соединениями щелочных металлов, ее измельчение и корректирование до заданной величины молярных отношений CaO/SiO2=1,9-2,1 и R2O/Al2O3≥1,0 (где R20 сумма Na2O и K2O в пересчете на молярную массу Na2O), спекание шихты продуктами горения топлива, выщелачивание спека оборотным содощелочным раствором, отделение полученного алюминатного раствора от белитового шлама, его промывку водой и использование для получения цемента, подачу крепкой промывной воды на приготовление содощелочного раствора для выщелачивания спека, обескремнивание алюминатного раствора, подачу полученного белого шлама на приготовление шихты, карбонизацию обескремненного алюминатного раствора газами от спекания шихты с выделением гидроксида алюминия, выделение содопродуктов из полученного содового раствора [2]
Недостатки известного способа состоят в том, что при переработке щелочного алюмосиликатного сырья с пониженным содержанием глинозема и повышенным cодержанием кремнезема существенно снижается извлечение глинозема и щелочей, возрастают энергетические затраты. Для достижения достаточной эффективности переработки такого сырья при осуществлении технологического процесса требуется учитывать дополнительные факторы, не предусмотренные в известном способе прототипе.The closest analogue of the invention adopted for the prototype is a method of processing alkaline aluminosilicate raw materials, including the preparation of a mixture by mixing it with limestone, recycled white sludge and alkali metal compounds, grinding it and adjusting it to a predetermined molar ratio CaO / SiO 2 = 1.9- 2.1 and R 2 O / Al 2 O 3 ≥1.0 (where R 2 0 is the sum of Na 2 O and K 2 O in terms of the molar mass of Na 2 O), sintering of the charge by the products of fuel combustion, leaching of the cake with a reverse alkaline solution separating the resulting aluminate solution o t of belitic sludge, washing it with water and using it to obtain cement, supplying strong washing water to prepare a alkaline alkaline solution to leach cake, deoxidizing the aluminate solution, supplying the resulting white sludge to preparing the mixture, carbonizing the siliconized aluminate solution with gases from sintering the mixture with the release of aluminum hydroxide Isolation of soda products from the resulting soda solution [2]
The disadvantages of this method are that in the processing of alkaline aluminosilicate raw materials with a reduced content of alumina and a high content of silica, the extraction of alumina and alkalis is significantly reduced, and energy costs increase. To achieve sufficient processing efficiency of such raw materials during the implementation of the technological process, it is necessary to take into account additional factors not provided for in the known prototype method.
Техническим результатом изобретения являются повышение извлечения глинозема и щелочей, снижение энергетических затрат, повышение производительности процесса при переработке щелочного алюмосиликатного сырья с пониженным содержанием глинозема. The technical result of the invention is to increase the extraction of alumina and alkalis, reducing energy costs, increasing the productivity of the process in the processing of alkaline aluminosilicate raw materials with a reduced content of alumina.
Технический результат достигается тем, что в способе переработки щелочного алюмосиликатного сырья, включающем приготовление шихты путем его смешения с известняком и оборотным шламом и соединениями щелочных металлов, ее измельчение и корректирование до заданной величины молярных отношений в шихте CaO/SiO2=1,9-2,1 и R2O/Al2O3 ≥1,0, спекание шихты продуктами горения топлива с получением спека, содержащего двухкальциевый силикат и алюминаты щелочных металлов, выщелачивание спека оборотным содощелочным раствором, отделение полученного алюминатного раствора от белитового шлама, его промывку водой и использование для производства цемента, подачу крепкой промывной воды на приготовление содощелочного раствора для выщелачивания спека, обескремнивание алюминатного раствора, подачу полученного белого шлама на приготовление шихты, карбонизацию обескремненного алюминатного раствора газами от спекания шихты с выделением гидроксида алюминия, выделение содопродуктов из полученного содового раствора, измельчение шихты ведут до содержания фракции +80 мкм в равном 50-800 величины молярного отношения Fe2O3/SiO2 в сырье, т. е. R80 (% )=(50-800)x (Fe2O3/SiO2)c, а величину превышения молярного отношения R2O/Al2O3 в шихте над единицей изменением дозировки щелочей поддерживают равным 0,003-0,060 от величины молярного отношения SiO2/Al2O3 в сырье, т.е.The technical result is achieved by the fact that in the method of processing alkaline aluminosilicate raw materials, including the preparation of a mixture by mixing it with limestone and recycled sludge and alkali metal compounds, its grinding and correction to a predetermined molar ratio in the mixture CaO / SiO 2 = 1.9-2 , 1 and R 2 O / Al 2 O 3 ≥1.0, sintering the mixture with fuel combustion products to obtain a cake containing dicalcium silicate and alkali metal aluminates, leaching the cake with a reverse co-alkaline solution, separating the resulting aluminate water solution from belitic sludge, washing it with water and using it for cement production, supplying strong washing water to prepare a alkaline alkaline solution to leach cake, de-silting the aluminate solution, supplying the resulting white sludge to preparing the mixture, carbonizing the siliconized aluminate solution with gases from sintering the charge with separation aluminum, the selection of soda products from the obtained soda solution, grinding the mixture is carried out to a content of +80 μm fraction equal to 50-800 molar about the ratio of Fe 2 O 3 / SiO 2 in the feedstock, i.e., R 80 (%) = (50-800) x (Fe 2 O 3 / SiO 2 ) s , and the magnitude of the excess molar ratio R 2 O / Al 2 O 3 in the charge over a unit change in the alkali dosage is maintained equal to 0.003-0.060 of the molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 in the feed, i.e.
C
Предлагаемый способ предназначен для переработки щелочного алюмосиликатного сырья с пониженным содержанием глинозема и повышенным кремнезема. Такое сырье по сравнению с перерабатываемым известным способом нефелином (Na, K)2O ·Al2O3 ·2SiO2 имеет более сложный минералогический состав и содержит ряд минералов с повышенным содержанием кремнезема (в частности полевые шпаты (Na, K)2O· Al2O3·6SiO2, альбит Na2O ·Al2O3x x6SiО2, анальцим Na2O ·Al2O3 ·6SiO2 ·2Н2О и др.). Эти минералы имеют существенно меньшую реакционную способность при спеканиии с известняком, требуют повышенного расхода известняка на связывание кремнезема в двухкальциевый силикат и соответственно повышенного расхода топлива. Затруднена промывка белитового шлама после выщелачивания спека ввиду меньшего остаточного содержания алюминатов щелочных металлов. Повышенное количество двухкальциевого силиката в спеке способствует возрастанию вторичных потерь глинозема и щелочей из-за частичного разложения двухкальциевого силиката каустической и карбонатной щелочами с образованием растворимого силиката натрия и далее нерастворимого алюмосиликата натрия (Na2O ·Al2O3 ·2SiO2 ·2H2O), трехкальциевого гидроалюмината, гидрограната, обуславливающих вторичные потери полезных компонентов.C
The proposed method is intended for the processing of alkaline aluminosilicate raw materials with a low alumina content and high silica. Such raw materials, compared with nepheline (Na, K) 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2 processed by a known method, have a more complex mineralogical composition and contain a number of minerals with a high content of silica (in particular feldspars (Na, K) 2 O · Al 2 O 3 · 6SiO 2 , albite Na 2 O · Al 2 O 3 x x6SiО 2 , analcime Na 2 O · Al 2 O 3 · 6SiO 2 · 2Н 2 О, etc.). These minerals have a significantly lower reactivity during sintering with limestone, require an increased consumption of limestone to bind silica to dicalcium silicate and, accordingly, increased fuel consumption. The washing of belitic sludge after leaching of cake is difficult due to the lower residual content of alkali metal aluminates. The increased amount of dicalcium silicate in the cake contributes to an increase in secondary losses of alumina and alkalis due to the partial decomposition of dicalcium silicate by caustic and carbonate alkalis with the formation of soluble sodium silicate and then insoluble sodium aluminosilicate (Na 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O 2 O 2 ), tricalcium hydroaluminate, hydrogarnet, causing secondary losses of useful components.
Для уменьшения отрицательного влияния перечисленных факторов при переработке щелочного алюмосиликатного сырья с пониженным содержанием глинозема и повышенным содержанием кремнезема в предлагаемом способе предусматриваются следующие специальные меры. To reduce the negative impact of these factors in the processing of alkaline aluminosilicate raw materials with a low alumina content and a high content of silica in the proposed method, the following special measures are provided.
Обеспечивается повышение реакционной способности шихты при спекании за счет
достаточно тонкого размола компонентов шихты, при этом во избежание перерасхода энергии на размол содержание фракции +80 мкм(%) поддерживают на определенном уровне, зависящем от отношения Fe2O3/SiO2 в сырье; с увеличением содержания SiO2 в сырье увеличивают поверхность контакта компонентов шихты повышением тонкости помола, а с увеличением Fe2O3размол загрубляют ввиду повышения легкоплавкости шихты и проведения процесса при повышенном количестве жидкой фазы;
увеличения молекулярного отношения R2O/Al2O3 в шихте по мере повышения отношения SiO2/Al2O3 в сырье; с увеличением отношения в шихте R2O/Al2O3 за счет введения оборотного содового раствора до уровня, превышающего стехиометрически необходимый для образования алюминатов щелочных металлов, т.е. R2O/Al2O3≥1,0, интенсивность взаимодействия компонентов шихты в подготовительных зонах печи существенно возрастает, в частности ввиду появления капель расплава при образовании легкоплавкой эвтектики Na2CO3· СаСО3 (при 790оС).Provides an increase in the reactivity of the mixture during sintering due to
a sufficiently fine grinding of the components of the charge, while in order to avoid excessive energy consumption for grinding, the content of the fraction +80 μm (%) is maintained at a certain level, depending on the ratio of Fe 2 O 3 / SiO 2 in the feed; with increasing SiO 2 content in raw materials, the contact surface of the charge components is increased by increasing the fineness of grinding, and with an increase in Fe 2 O 3, the grinding is roughened due to the increased fusibility of the charge and the process with an increased amount of liquid phase;
increasing the molecular ratio of R 2 O / Al 2 O 3 in the charge as the ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 in the feed increases; with an increase in the ratio in the charge R 2 O / Al 2 O 3 due to the introduction of a circulating soda solution to a level exceeding the stoichiometrically necessary for the formation of alkali metal aluminates, i.e. R 2 O / Al 2 O 3 ≥1.0, the intensity of the interaction of the charge components in the preparatory zones of the furnace increases significantly, in particular due to the appearance of drops of melt during the formation of a low-melting eutectic Na 2 CO 3 · CaCO 3 (at 790 о С).
Уменьшается возможность развития вторичных потерь глинозема и щелочей при выщелачивании спека, имеющего повышенное содержание SiO2 и пониженное Al2O3 (в соответствии с составом перерабатываемого сырья), путем поддержания пониженной концентрации Al2O3 в алюминатном растворе после выщелачивания по мере уменьшения отношения Al2O3/SiO2 в спеке за счет изменения расхода воды на промывку белитового шлама после выщелачивания.The possibility of developing secondary losses of alumina and alkalis during leaching of a cake having a higher SiO 2 content and a lower Al 2 O 3 (in accordance with the composition of the processed raw material) decreases by maintaining a lower concentration of Al 2 O 3 in the aluminate solution after leaching as the Al ratio decreases 2 O 3 / SiO 2 in the cake due to a change in the flow rate of water for washing belite sludge after leaching.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
Щелочное алюмосиликатное сырье с пониженным содержанием глинозема и повышенным содержанием кремнезема размалывают совместно с известняком и оборотным белым шламом, поступающим с передела обескремнивания, на оборотном содовом растворе. Измельчение шихты осуществляют до содержания фракции +80 мкм (%) в пределах 50-800 величины молярного отношения Fe2O3/SiO2 в сырье.Alkaline aluminosilicate raw materials with a low alumina content and a high silica content are ground together with limestone and recycled white sludge coming from the reduction of desalination, in a circulating soda solution. Grinding the mixture is carried out until the content of the fraction +80 μm (%) in the range of 50-800 molar ratio of Fe 2 O 3 / SiO 2 in the feed.
При величине этого соотношения менее 50 чрезмерно возрастает расход электроэнергии на помол и плавкость шихты без повышения извлечения ценных компонентов. При величине соотношения более 800 существенно замедляется скорость взаимодействия компонентов при спекании, что снижает технологическое качество спека, уменьшает извлечение полезных компонентов, уменьшает срок службы футеровки зоны спекания печи из-за необходимости увеличения температуры спекания грубодисперсной шихты. Шихту корректируют для достижения молярного отношения CaO/SiО2=1,9-2,1. Величину молярного отношения R2O/Al2O3 поддерживают на уровне >1,0 изменением подачи на размол оборотного содового раствора. При этом величину превышения молярного отношения R2O/Al2O3 над единицей поддерживают в пределах 0,003-0,060 от величины молярного отношения SiO2/Al2O3 в сырье. При величине этого соотношения меньше 0,003 влияние вводимой свободной соды с оборотным раствором на реакционную способность шихты, обусловленную, в частности, образованием легкоплавкой эвтектики Na2CO3 ·CaCO3, практически оказывается незначительным, не определяющим интенсивность взаимодействий в подготовительных зонах печи спекания. При величине этого соотношения более 0,060 из-за повышенного содержания свободной соды усиливается зарастание сушильной зоны печи спекания, обуславливающее снижение производительности и продолжительности кампании, возрастают потери соды с пылеуносом и возгонами при термообработке, возрастает зарастание зоны спекания печи из-за повышения легкоплавкости шихты.When the value of this ratio is less than 50, the energy consumption for grinding and fusibility of the charge increases excessively without increasing the extraction of valuable components. When the ratio is more than 800, the rate of interaction of the components during sintering is significantly slowed, which reduces the technological quality of the cake, reduces the extraction of useful components, reduces the service life of the lining of the sintering zone of the furnace due to the need to increase the sintering temperature of the coarse-grained mixture. The mixture is adjusted to achieve a molar ratio of CaO / SiO 2 = 1.9-2.1. The molar ratio R 2 O / Al 2 O 3 is maintained at a level of> 1.0 by changing the feed to the grinding of a circulating soda solution. Moreover, the excess of the molar ratio R 2 O / Al 2 O 3 over the unit is maintained within the range of 0.003-0.060 of the molar ratio SiO 2 / Al 2 O 3 in the feed. With a value of this ratio less than 0.003, the effect of introduced free soda with a circulating solution on the reactivity of the charge, due, in particular, to the formation of a low-melting eutectic Na 2 CO 3 · CaCO 3 , is practically insignificant, not determining the intensity of interactions in the preparation zones of the sintering furnace. With a value of this ratio of more than 0.060, due to the increased content of free soda, overgrowth of the drying zone of the sintering furnace increases, causing a decrease in productivity and the duration of the campaign, losses of soda with dust extractors and sublimates during heat treatment increase, and overgrowth of the sintering zone of the furnace increases due to increased fusibility of the charge.
Шихту подают во вращающуюся печь спекания, где осуществляют термообработку при 1250-1320оС. Полученный спек после охлаждения подвергают выщелачиванию содощелочным раствором, алюминатный раствор отделяют от белитового шлама и направляют на последующую переработку обескремнивание, карбонизацию печными газами с выделением гидроксида алюминия и подачей содового раствора на выделение содопродуктов. Белитовый шлам подвергается многоступенчатой промывке горячей водой. Крепкая промывная вода с первой ступени промывки направляется на приготовление содощелочного раствор для выщелачивания спека. Количество промывной воды выбирается таким, чтобы обеспечить концентрацию в алюминатном растворе после выщелачивании Al2O3 (г/дм3) в пределах 150-350 величины молярного отношения Al2O3/SiO2 в спеке.The charge was fed into a rotary sintering furnace, wherein heat treatment is carried out at 1250-1320 C. The resulting frit after cooling sodoschelochnym leached solution separated from the aluminate solution and belite sludge sent for further processing desiliconization, carbonization furnace gases with the separation of aluminum hydroxide and soda solution supply for the allocation of soda products. Belite sludge is subjected to multi-stage washing with hot water. Strong washing water from the first washing stage is directed to the preparation of a soda-alkaline solution for leaching cake. The amount of wash water is selected so as to ensure a concentration in the aluminate solution after leaching of Al 2 O 3 (g / dm 3 ) within the range of 150-350 molar ratios of Al 2 O 3 / SiO 2 in the cake.
При величине этого соотношения менее 150 чрезмерно возрастает объем технологической аппаратуры и соответственно капитальные затраты, расход энергии на перекачку потоков растворов, расход пара на выпарку. При величине этого отношения больше 350 возрастают вторичные потери глинозема и щелочей при выщелачивании спека ввиду разложения двухкальциевого силиката белитового шлама в процессе взаимодействия с карбонатной и каустической щелочью концентрированных растворов
2СаО · SiO2+2NaOH +H2O=
Na2SiO3+2Ca(OH)2.With the value of this ratio less than 150, the volume of technological equipment and, accordingly, capital costs, energy consumption for pumping solution flows, steam consumption for evaporation excessively increase. With a value of this ratio greater than 350, secondary losses of alumina and alkalis increase upon leaching of cakes due to the decomposition of dicalcium silicate of belite sludge in the course of interaction with concentrated solutions of carbonate and caustic alkalis.
2СаО · SiO 2 + 2NaOH + H 2 O =
Na 2 SiO 3 + 2Ca (OH) 2 .
2CaO ·SiO2+ 2Na2CO3+H2O Na2SiO3+2NaOH+2CaCO3 с последующим образованием нерастворимого алюмосиликата натрия
2Na2SiO3+2NaAlO2+4Н2O= Na2O ·Al2O3 ·2SiO2 ·2H2O+4NaOH и трехкальциевого гидроалюмината
3Ca(OH)2 + 2NaAlO2 + 4H2O=
3CaO ·Al2O3 ·6H2O+ 2NaOH.2CaO · SiO 2 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O Na 2 SiO 3 + 2NaOH + 2CaCO 3 followed by the formation of insoluble sodium aluminosilicate
2Na 2 SiO 3 + 2NaAlO 2+ 4Н 2 O = Na 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O + 4NaOH and tricalcium hydroaluminate
3Ca (OH) 2 + 2NaAlO 2 + 4H 2 O =
3CaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O + 2NaOH.
Кроме того, пониженный расход воды на промывку шлама приводит к ухудшению его промывки от алюминатного раствора, что ухудшает качество цемента из-за увеличенного содержания щелочей и требует увеличения ступеней промывки, обуславливающего возрастание капитальных вложений. In addition, the reduced water consumption for washing the sludge leads to a deterioration in its washing from the aluminate solution, which degrades the quality of cement due to the increased alkali content and requires an increase in washing stages, which leads to an increase in capital investment.
П р и м е р. Осуществляют переработку щелочного алюмосиликатного сырья (нефелинсодержащего) с пониженным содержанием глинозема и щелочей и повышенным содержанием кремнезема. Примерный химический состав в одном из испытанных вариантов, Al2O3 19,38; Na2O 3,38; K2O 9,76; R2O 9,84; SiO2 54,67; CaO 2,41; Fe2O3 3,61; ППП 3,1; Проч. 3,69 (в традиционно перерабатываемом нефелинсодержащем сырье Al2O3 28-29% SiО2 43-44%). Шихту готовят размолом компонентов в барабанных мельницах, спекают во вращающейся печи при 1280-1320оС.PRI me R. They process alkaline aluminosilicate raw materials (nepheline-containing) with a low content of alumina and alkali and a high content of silica. An exemplary chemical composition in one of the tested options, Al 2 O 3 19.38; Na 2 O 3,38; K 2 O 9.76; R 2 O 9.84; SiO 2 54.67; CaO 2.41; Fe 2 O 3 3.61; RFP 3.1; Other 3.69 (in the traditionally processed nepheline-containing raw materials Al 2 O 3 28-29% SiO 2 43-44%). The mixture is prepared by grinding the components in drum mills, sintered in a rotary kiln at 1280-1320 about C.
Спек выщелачивают содощелочным раствором в стержневой мельнице, алюминатный раствор отделяют в фильтрах-сгустителях, противоточную шестисту- пенчатую промывку белитового шлама производят в системе сгустителей, крепкую промводу направляют на приготовление раствора для выщелачивания, алюминатный раствор обескремнивают в автоклавах, белый шлам направляют на приготовление шихты, обескремненный алюминатный раствор разделяют на два потока: один поток карбонизируют в 2 стадии продувкой газами от спекания, нейтрализуют бикарбонат натрия каустической щелочью и направляют на выделение содопродуктов упариванием, второй поток карбонизируют в I стадию с введением гидроксида алюминия, выделившегося при карбонизации первого потока раствора, выкручивают в мешалках с выделением товарного гидроксида алюминия, который прокаливают в печи кипящего слоя при 1100-1200оС с получением глинозема. Маточный содощелочной раствор после выкручивания в мешалках направляют на приготовление раствора для выщелачивания. Часть содового раствора подают на размол шихты. Каустическую щелочь получают обработкой части содового раствора известью, полученный кальцитовый шлам направляют на приготовление шихты.The cake is leached with a co-alkaline solution in a core mill, the aluminate solution is separated in thickening filters, a six-step countercurrent washing of belite sludge is carried out in the thickeners system, a strong dressing is sent to the preparation of the leaching solution, the aluminate solution is desalted in autoclaves, white sludge is prepared in autoclaves, siliceous aluminate solution is divided into two streams: one stream is carbonized in 2 stages by blowing gases from sintering, neutralize sodium bicarbonate to with alkali and directed to the selection of soda products by evaporation, the second stream is carbonized in stage I with the introduction of aluminum hydroxide released during the carbonization of the first stream of solution, twisted in mixers with the release of salable aluminum hydroxide, which is calcined in a fluidized bed furnace at 1100-1200 о С to obtain alumina. Uterine alkaline solution after twisting in the mixers is sent to the preparation of the leaching solution. Part of the soda solution is fed to the grinding mixture. Caustic alkali is obtained by treating part of the soda solution with lime, the resulting calcite slurry is sent to the preparation of the charge.
При изменении в сырье молярного отношения Fe2O3/SiO2 изменением загрузки сырьевых мельниц регулируют тонкость помола шихты, характеризуемую содержанием фракции +80 мкм. При изменении в сырье молярного отношения SiO2/Al2O3 изменением оборота щелочей в шихту регулируют величину превышения молярного отношения R2O/Al2O3 в шихте над единицей. При изменении в спеке молярного отношения Al2O3/SiO2 за счет колебаний состава сырья или количества оборотных продуктов изменением расхода воды на промывку белитового шлама регулируют концентрацию Al2O3в алюминатном растворе.By changing the Fe 2 O 3 / SiO 2 molar ratio in the feedstock by changing the feed mill load, the fineness of the charge grinding, characterized by the fraction content of +80 μm, is controlled. When the molar ratio SiO 2 / Al 2 O 3 is changed in the feedstock by changing the alkali turnover in the charge, the excess of the molar ratio R 2 O / Al 2 O 3 in the charge is controlled over a unit. When the molar ratio Al 2 O 3 / SiO 2 changes in the cake due to fluctuations in the composition of the feed or the number of recycled products, the concentration of Al 2 O 3 in the aluminate solution is controlled by changing the water flow for washing the belite sludge.
В примере 1 процесс переработки осуществляют традиционным способом без учета дополнительных приемов предлагаемого способа. In example 1, the processing process is carried out in the traditional way without taking into account additional techniques of the proposed method.
В примерах 2-6 приведены результаты испытаний предлагаемого способа, причем в примерах 3-5 параметры процесса находятся в предлагаемых пределах. Результаты испытаний сведены в таблицу. Приведенные данные подтверждают оптимальность предлагаемых соотношений параметров. In examples 2-6 shows the test results of the proposed method, and in examples 3-5 process parameters are within the proposed limits. The test results are summarized in table. The data presented confirm the optimality of the proposed parameter ratios.
В результате применения предлагаемого способа достигается повышение извлечения глинозема на 1-2% (абс.), щелочей на 1,3-1,8% (абс.), снижение энергозатрат на размол шихты на 10% снижение расхода пара на выпарку в технологическом цикле на 10-15% увеличение производительности на 6-7% увеличение продолжительности кампании печи в 1,5-2,0 раза, снижение расхода огнеупорной футеровки печи на 10-13% As a result of the application of the proposed method, an increase in the extraction of alumina by 1-2% (abs.), Alkali by 1.3-1.8% (abs.), A reduction in energy consumption for grinding the mixture by 10%, a decrease in the consumption of steam for evaporation in the technological cycle is achieved 10-15% increase in productivity by 6-7% increase in the duration of the furnace campaign by 1.5-2.0 times, reduction in the consumption of refractory lining of the furnace by 10-13%
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92015217A RU2060941C1 (en) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Method for processing of alkaline aluminosilicate raw materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92015217A RU2060941C1 (en) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Method for processing of alkaline aluminosilicate raw materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU92015217A RU92015217A (en) | 1995-07-09 |
| RU2060941C1 true RU2060941C1 (en) | 1996-05-27 |
Family
ID=20134672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU92015217A RU2060941C1 (en) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Method for processing of alkaline aluminosilicate raw materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2060941C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2221747C2 (en) * | 2002-04-15 | 2004-01-20 | Открытое акционерное общество "Ачинский глиноземный комбинат" | Nepheline ore processing method |
| RU2259945C2 (en) * | 2003-01-15 | 2005-09-10 | Открытое акционерное общество "Ачинский глиноземный комбинат" ОАО "АГК" | Method of control of preparing charge for processing nepheline ore |
| RU2372290C1 (en) * | 2008-02-15 | 2009-11-10 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Method of processing nepheline-feldspathic raw material |
| RU2478574C2 (en) * | 2007-07-12 | 2013-04-10 | Алюминум Корпорейшн Оф Чайна Лимитед | Method of producing aluminium oxide from medium- and low-grade bauxite |
| WO2013113848A1 (en) | 2012-02-02 | 2013-08-08 | KUNZMANN, Ralf | Process for processing aluminium-containing raw materials |
-
1992
- 1992-12-17 RU RU92015217A patent/RU2060941C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. А.И. Лайнер Производство глинозема. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1961, с.141-144. 2. Китлер И.Н. и Лайнер Ю.А. Нефелины - комплексное сырье алюмниевой промышленности. М.: Металлургиздат, 1962, с.90-98. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2221747C2 (en) * | 2002-04-15 | 2004-01-20 | Открытое акционерное общество "Ачинский глиноземный комбинат" | Nepheline ore processing method |
| RU2259945C2 (en) * | 2003-01-15 | 2005-09-10 | Открытое акционерное общество "Ачинский глиноземный комбинат" ОАО "АГК" | Method of control of preparing charge for processing nepheline ore |
| RU2478574C2 (en) * | 2007-07-12 | 2013-04-10 | Алюминум Корпорейшн Оф Чайна Лимитед | Method of producing aluminium oxide from medium- and low-grade bauxite |
| RU2372290C1 (en) * | 2008-02-15 | 2009-11-10 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Method of processing nepheline-feldspathic raw material |
| WO2013113848A1 (en) | 2012-02-02 | 2013-08-08 | KUNZMANN, Ralf | Process for processing aluminium-containing raw materials |
| DE102012001945A1 (en) | 2012-02-02 | 2013-08-08 | Bernd Kunze | Process for processing aluminum-containing raw materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4256709A (en) | Method for the production of alumina | |
| CN1092604C (en) | Removal of silica from bauxite | |
| RU2393241C1 (en) | Procedure for processing fine-dispersed sodium-fluorine-carbon containing wastes of electrolytic production of aluminium | |
| RU2060941C1 (en) | Method for processing of alkaline aluminosilicate raw materials | |
| US2242258A (en) | Manufacture of cement and alkali metal aluminate | |
| US1971354A (en) | Process of recovering alumina from aluminous silicious materials | |
| US3642437A (en) | Production of alumina and portland cement from clay and limestone | |
| US4512809A (en) | Process for producing, from aluminous siliceous materials, clinker containing alkali metal aluminate and dicalcium silicate, and use thereof | |
| RU2257347C1 (en) | Method of complex processing of bauxites | |
| CN105692666B (en) | A kind of method of aluminous fly-ash extraction aluminum oxide | |
| US4455284A (en) | Process for desilication of aluminate solution | |
| US4518571A (en) | Process for desilication of aluminate liquors in the production of alumina | |
| AU594035B2 (en) | Process for the production of aluminium hydroxide with low content of impurities, especially of iron, and with high degree of whiteness | |
| RU2360865C1 (en) | Processing method of bauxites on alumina | |
| CN102398913A (en) | Process for extracting metallurgical-grade aluminum oxide by treating high-alumina fly ash through sulfuric acid method | |
| US2250186A (en) | Manufacture of cement, alkali metal aluminate, and sulphur dioxide | |
| RU2078044C1 (en) | Method of aluminosilicate raw complex processing | |
| RU2232716C1 (en) | Method of conversion of bauxites into alumina | |
| RU2193525C1 (en) | Method for hydrochemical processing of aluminosilicate stock | |
| US4474737A (en) | Process of purification of magnesic raw material | |
| US2163466A (en) | Process for the extraction of alkali hydrates or carbonates and of aluminum hydroxide from the double silicates of alkali and alumina | |
| RU2390571C1 (en) | Procedure for complex processing crude spodumene ore for production of lithium products and cements | |
| SU931716A1 (en) | Method for processing high-grade and low-grade bauxites | |
| RU2213057C2 (en) | Method for processing low-quality alkaline alumosilicate raw | |
| RU2744191C1 (en) | Complex for ash wastes processing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091218 |