RU2193524C2

RU2193524C2 - Bauxite leaching process

Info

Publication number: RU2193524C2
Application number: RU2000121290A
Authority: RU
Inventors: Г.Г. Копытов; А.Н. Аминов; П.А. Свинин; Ф.Ф. Миндрахманов; Б.Ф. Мусихин; Ю.Н. Чернабук
Original assignee: Открытое акционерное общество "Богословский алюминиевый завод"
Priority date: 2000-08-08
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2002-11-27

Abstract

FIELD: inorganic compounds technology. SUBSTANCE: invention relates to silica production and can be used in bauxite pressure leaching process. In the process, bauxite pulp is continuously pumped by means of piston pump through autoclave installation, said pulp being preheated in heater utilizing leached pulp heat and then finally heated by heat-and-power station steam at pressure 20 to 30 atm to achieve reaction temperature in upper steam-supply heating autoclave(s). Pulp flow is given pulsing state utilizing pulsation produced in the steam-pulp heat-exchange process wherein pulp is fed into heating autoclave in the form of continuous homogenous jet. Yield of product is increased by 1.1-1.6%. EFFECT: intensified process. 1 dwg

Description

Изобретение относится к производству глинозема и может быть использовано в сфере автоклавного выщелачивания боксита. The invention relates to the production of alumina and can be used in the field of autoclave leaching of bauxite.

Известен способ (Н. С. Мальц. Автоклавное выщелачивание бокситов. М.: Металлургия, 1980, стр. 27, рис.4) непрерывного автоклавного выщелачивания боксита, по которому бокситовую пульпу прокачивают пршневым насосом через подогреватели и батарею автоклавов. При этом предварительный нагрев пульпы в подогревателях до 148-150^oС осуществляется паром самоиспарения выщелоченной пульпы, а окончательный нагрев пульпы до реакционной температуры 235-238^oС осуществляется в двух греющих автоклавах паром ТЭЦ.A known method (N. S. Maltz. Autoclave leaching of bauxite. M: Metallurgy, 1980, p. 27, Fig. 4) continuous autoclave leaching of bauxite, through which bauxite pulp is pumped with a piston pump through heaters and an autoclave battery. In this case, the pre-heating of the pulp in heaters to 148-150 ^o C is carried out by the self-evaporation leached pulp steam, and the final heating of the pulp to a reaction temperature of 235-238 ^o C is carried out in two heating autoclaves with steam from the thermal power station.

Недостатком способа является то, что пар ТЭЦ подается в нижнюю часть греющих автоклавов. При этом энергия пара бесполезно расходуется на преодоление сопротивления столба пульпы в греющих автоклавах, а не нагрев пульпы, что снижает температурный режим в автоклавах на 6-8^oС.The disadvantage of this method is that the steam CHP is fed into the lower part of the heating autoclaves. In this case, steam energy is uselessly spent on overcoming the resistance of the pulp column in heating autoclaves, rather than heating the pulp, which reduces the temperature in the autoclaves by 6-8 ^o C.

Известен способ (патент России 2147012, С 01 F 7/06 нагрева бокситовой пульпы, в котором устранен указанный недостаток, т.к. весь пар ТЭЦ подается в верхнюю часть греющего автоклава (или двух автоклавов) выше уровня пульпы. При этом пульпа также поступает в верхнюю часть автоклава (или автоклавов). Таким образом, пульпа подается в объем пара, а не наоборот, как в способе-аналоге, и энергия пара тратится только на нагрев пульпы. Во всем остальном способ ничем не отличается от способа-аналога. A known method (patent of Russia 2147012, C 01 F 7/06 heating bauxite pulp, which eliminated this drawback, because all the steam CHP is fed to the top of the heating autoclave (or two autoclaves) above the pulp level. Moreover, the pulp also enters in the upper part of the autoclave (or autoclaves). Thus, the pulp is fed into the volume of steam, and not vice versa, as in the analogue method, and the steam energy is spent only on heating the pulp. In all other respects, the method is no different from the analogue method.

Недостатком способа является неиспользование всех возможностей интенсификации процесса выщелачивания боксита при подаче греющего пара в верхнюю часть автоклава (автоклавов). The disadvantage of this method is the failure to use all the possibilities of intensifying the process of leaching of bauxite when supplying heating steam to the upper part of the autoclave (autoclaves).

Задача изобретения - повышение экономичности предлагаемого способа за счет реализации, как минимум, еще одного преимущества подачи пара ТЭЦ в верхнюю часть автоклава (автоклавов). The objective of the invention is to increase the efficiency of the proposed method due to the implementation of at least one more advantage of supplying steam CHP to the upper part of the autoclave (autoclaves).

Техническим результатом изобретения является использование энергии пара ТЭЦ для интенсификации процесса автоклавного выщелачивания боксита, а именно, для повышения химвыхода. The technical result of the invention is the use of steam energy of thermal power plants to intensify the process of autoclave leaching of bauxite, namely, to increase chemical yield.

Технический результат достигается тем, что, как и в способе-прототипе, все необходимое для нагрева пульпы количество греющего пара подается в верхнюю часть автоклава (автоклавов), но без диспергации, при этом пульпы, создающие пульсирующий режим теплообмена, следствием чего является пульсация тока пульпы через батарею автоклавов. Пульсация пульпы при реакции выщелачивания способствует интенсификации процесса, т.е. повышению химвыхода (см. журнал "Химическая промышленность", 2, 1978 г., стр.52). The technical result is achieved by the fact that, as in the prototype method, all the amount of heating steam necessary for heating the pulp is supplied to the upper part of the autoclave (autoclaves), but without dispersion, while the pulps creating a pulsating heat transfer mode, resulting in pulsation of the pulp current through a battery of autoclaves. Pulp pulsation during the leaching reaction contributes to the intensification of the process, i.e. increase chemical output (see the journal Chemical Industry, 2, 1978, p. 52).

На чертеже дана принципиальная схема осуществления предлагаемого способа. The drawing shows a schematic diagram of the implementation of the proposed method.

Батарея автоклавов для осуществления способа состоит из греющего автоклава 1 с трубами 2, 3, 4 подвода пульпы, подвода пара ТЭЦ и отвода нагретой пульпы соответственно, а также реакционных автоклавов 5 и 6 - первого и последнего в батарее. The autoclave battery for the implementation of the method consists of a heating autoclave 1 with tubes 2, 3, 4 for supplying pulp, supplying steam to the CHP and removing heated pulp, respectively, as well as reaction autoclaves 5 and 6 - the first and last in the battery.

Предлагаемый способ выщелачивания боксита осуществляется следующим образом. Бокситовую пульпу прокачивают через автоклавную установку поршневым насосом с предварительным нагревом ее в подогревателях (не указаны) до 148-150^oС теплом выщелоченной пульпы и окончательным контактным нагревом паром теплоэнергоцентрали (ТЭЦ) с верхним подводом его в греющий автоклав 1 по трубе 3. При этом пульпа поступает в автоклав 1 по трубе 2 и выходит из него, нагревшись до реакционной температуры 242-245^oС, по трубе 4 в автоклав 5 и далее в последовательный ряд реакционных автоклавов, из которых автоклав 6 является последующим.The proposed method for leaching bauxite is as follows. The bauxite pulp is pumped through an autoclave plant by a piston pump with its preliminary heating in heaters (not specified) to 148-150 ^o With the heat of the leached pulp and the final contact heating with steam of the heat and power center (CHP) with its upper supply to the heating autoclave 1 through pipe 3. At the same time the pulp enters the autoclave 1 through the pipe 2 and leaves it, having heated up to a reaction temperature of 242-245 ^o C, through the pipe 4 into the autoclave 5 and then into a series of reaction autoclaves, of which the autoclave 6 is the next.

Греющий пар с давлением 25-30 ати, поступая в верхнюю часть автоклава 1, образует там паровую подушку, т.к. давление пара несколько выше (приблизительно, на 0,8 ат), чем давление пульпы в автоклаве 1. Кроме того, пар конденсируется не мгновенно, чему способствует и то, что пульпа подается в автоклав 1 по трубе 2 однородной (сплошной) струей без всякой диспергации. В результате этого объем паровой зоны в верхней части автоклава 1 увеличивается. При этом увеличивается и длина струи пульпы с расщеплением ее в нижней части на множество струй, что дает увеличение поверхности теплообмена, приводящее к конденсации пара. Поэтому, после увеличения паровой зоны в автоклаве 1 и резкого снижения уровня в нем пульпы, начинается уменьшение объема паровой зоны, т.к. пульпа непрерывно поступает в автоклав 1 и подъем уровня пульпы. Подъем уровня пульпы происходит до тех пор, пока интенсивность теплообмена между паром и пульпой, за счет уменьшения длины струи последней, не станет меньше определенного значения, при котором конденсация пара резко снижается, что вновь приводит к возрастанию парового объема и понижению уровня пульпы, вызывающее увеличение длины струи пульпы и т.д. Происходит без внешнего воздействия (автоматическое) колебание уровня пульпы в греющем автоклаве 1. Таким образом, поток пульпы приводится в пульсирующее состояние за счет пульсации процесса теплообмена между паром и пульпой при подаче последней в паровую зону греющего автоклава 1 в виде однородной струи, что приводит к пульсации потока пульпы во всей реакционной зоне батареи автоклавов, начиная от автоклава 5 и кончая автоклавом 6. Такая пульсация пульпы способствует интенсификации процесса выщелачивания боксита дополнительно к фактору повышения температуры, который в предлагаемом способе имеет место, как и в способе-прототипе. Heating steam with a pressure of 25-30 bar, entering the upper part of the autoclave 1, forms a steam cushion there, because the vapor pressure is slightly higher (approximately 0.8 atm) than the pulp pressure in the autoclave 1. In addition, the steam does not condense instantly, which is also facilitated by the fact that the pulp is fed into the autoclave 1 through the pipe 2 with a uniform (continuous) stream without any dispersion. As a result of this, the volume of the vapor zone in the upper part of the autoclave 1 increases. At the same time, the length of the pulp jet also increases with its splitting in the lower part into a plurality of jets, which gives an increase in the heat exchange surface, which leads to vapor condensation. Therefore, after increasing the steam zone in the autoclave 1 and a sharp decrease in the level of pulp in it, the decrease in the volume of the steam zone begins, because the pulp is continuously fed into the autoclave 1 and the pulp level rises. The pulp level rises until the heat exchange between the steam and the pulp, due to a decrease in the length of the jet of the latter, becomes less than a certain value at which the condensation of the vapor decreases sharply, which again leads to an increase in the vapor volume and a decrease in the pulp level, causing an increase pulp jet lengths, etc. Without external influence (automatic), the pulp level fluctuates in the heating autoclave 1. Thus, the pulp flow is pulsed due to the pulsation of the heat exchange process between the steam and pulp when the latter is fed into the steam zone of the heating autoclave 1 in the form of a uniform jet, which leads to pulsation of pulp flow in the entire reaction zone of the autoclave battery, starting from autoclave 5 and ending with autoclave 6. Such pulp pulsation intensifies the process of leaching of bauxite in addition to the factor the temperature increase, which in the present process occurs, as in the prototype method.

Наличие пульсации пульпы в автоклавной батарее подтверждается показаниями пульсации температуры пульпы (от 242 до 245^oС) на соответствующем приборе во время работы автоклавной установки при постоянной производительности по пульпе и постоянном расходе пара.The presence of pulp pulsation in the autoclave battery is confirmed by the pulp temperature pulsation readings (from 242 to 245 ^o С) on the corresponding device during operation of the autoclave unit at a constant pulp productivity and constant steam flow.

Таким образом, подача греющего пара в верхнюю часть автоклава (автоклавов), как в способе-аналоге, и подача бокситовой пульпы в паровую зону без диспергации последней, т.е. сплошной струей, дает возможность еще более интенсифицировать процесс выщелачивания (увеличение химвыхода до 1,1-1,6% по сравнению со способом-прототипом), т.к. вступают в действие сразу два положительных фактора: повышение температуры пульпы до максимально возможной и пульсация потока пульпы без применения, при этом каких-либо специальных устройств типа золотниково-распределительного механизма или иным способом. Нужно лишь одно для создания пульсации пульпы-пульсация интенсивности теплообмена между паром и пульпой при подаче последней в греющий автоклав однородной струей. Thus, the supply of heating steam to the upper part of the autoclave (autoclaves), as in the similar method, and the supply of bauxite pulp to the steam zone without dispersing the latter, i.e. with a continuous stream, makes it possible to intensify the leaching process even more (increase in chemical yield up to 1.1-1.6% compared to the prototype method), because two positive factors come into effect at once: raising the temperature of the pulp to the maximum possible and pulsating pulp flow without using, at the same time, any special devices such as spool-distributing mechanism or otherwise. Only one thing is needed to create pulp pulsation — pulsation of the heat exchange intensity between steam and pulp when the latter is fed into a heating autoclave with a uniform jet.

Claims

A method of leaching bauxite, including pumping bauxite pulp through an autoclave with preheating it in heat with leached pulp and final contact heating with steam from a heat and power center with its top supply to a heating autoclave, characterized in that the pulp stream is pulsed due to the pulsation of the heat exchange process between steam and pulp when the latter is fed into the steam zone of the heating autoclave in the form of a uniform jet.