RU2574252C2 - Способ переработки алюмосиликатного сырья - Google Patents
Способ переработки алюмосиликатного сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574252C2 RU2574252C2 RU2013151059/05A RU2013151059A RU2574252C2 RU 2574252 C2 RU2574252 C2 RU 2574252C2 RU 2013151059/05 A RU2013151059/05 A RU 2013151059/05A RU 2013151059 A RU2013151059 A RU 2013151059A RU 2574252 C2 RU2574252 C2 RU 2574252C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- cake
- hydrochloric acid
- processing
- ratio
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 10
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 9
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical group C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 7
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 19
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- 239000007787 solid Chemical group 0.000 claims description 14
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 6
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical group [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 5
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 15
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 55
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 14
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 13
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 11
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 7
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 7
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 3
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical group 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000404 calcium aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000012215 calcium aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- WNCYAPRTYDMSFP-UHFFFAOYSA-N calcium aluminosilicate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O WNCYAPRTYDMSFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940078583 calcium aluminosilicate Drugs 0.000 description 1
- 239000003818 cinder Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- -1 weighing 1 kg Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение может быть использовано в области цветной металлургии. Способ переработки алюмосиликатного сырья включает его термическую обработку и последующее взаимодействие с раствором соляной кислоты с выделением нерастворимого кека, очистку раствора и его переработку с получением оксида алюминия и регенерацией соляной кислоты. Термическую обработку сырья ведут путем спекания в смеси с натрийсодержащим реагентом, а полученный спек обрабатывают раствором соляной кислоты концентрацией 180-250 г/дм3 в две стадии при отношении Ж:Т, равном (0,5-0,7):1, и температуре 120-200°C на первой стадии и при отношении Ж:Т, равном (3,3-3,5):1, и температуре, не превышающей температуру кипения раствора, на второй стадии. Изобретение позволяет повысить извлечение алюминия в раствор при солянокислом выщелачивании, повысить интенсивность выщелачивания и упростить его технологии, а также извлекать кремнезем в виде чистого аморфного высокодисперсного кремнезема. 8 з.п. ф-лы, 3 пр.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии солянокислотной переработки окисленного сырья, содержащего оксиды алюминия и кремния, и может быть использовано для получения глинозема и кремнезема из сложного труднообогатимого сырья, в том числе из золы, получаемой при сжигании углей.
Традиционная технология переработки алюмосиликатного сырья, преимущественно бокситов, способом Байера / Лайнер А.И. Производство глинозема. - М.: Металлургия. 1961. с.362-369 / предусматривает автоклавное щелочное выщелачивание предварительно измельченного сырья с растворением алюминия и переводом примесей в так называемый красный шлам, разложение алюминатного раствора с выделением гидроокиси алюминия и регенерацией выщелачивающего раствора, прокалку гидроокиси алюминия с получением глинозема. Способ Байера предназначен для переработки высококачественных бокситов с низким содержанием кремнезема, кремневый модуль (отношение содержания Al2O3 к SiO2) для которых должен быть не менее 7-8.
Одним из направлений переработки сырья, которое не может быть эффективно переработано способом Байера, является использование хлоридной технологии, в частности использование солянокислотного выщелачивания.
В способе очистки боксита от примесей / Патент КНР №1197765, кл. С01В 33/32, 1998 / предложено использовать обработку измельченного боксита раствором соляной кислоты для удаления примесей железа с последующим выделением кремнезема из твердого остатка выщелачивания действием плавиковой кислоты. Способ связан с использованием агрессивной плавиковой кислоты.
Способ переработки глин и каолинов / Авторское свидетельство СССР №1903360, кл. 12m, 7/20, 1966 / предусматривает для интенсификации процесса выщелачивания предварительно спекать часть сырья с хлоридом натрия с получением соляной кислоты из газов спекания и выщелачивать огарок, а полученную кислоту использовать для выщелачивания другой части сырья, подвергнутой предварительному обжигу. Способ предусматривает использование большого количества хлорида натрия и необходимость одновременного использования двух различающихся по условиям технологий термообработки и выщелачивания.
Способ выделения глинозема и кремния, предназначенный, в том числе, для переработки отходов производства, в частности, получаемых при сжигании каменного угля /Патент РФ №2176984, кл. C01F 7/22, 1996/, предусматривает смешивание исходного сырья с гидратированным хлоридом кальция, сушку смеси, спекание продукта, выщелачивание спека в растворе соляной кислоты с переводом алюминия и кальция в раствор, а кремнезема в твердый остаток, кристаллизацию хлорида алюминия с последующим получением из него оксида алюминия и возврат хлорида кальция на смешивание с новой порцией исходного сырья. Недостатком способа является большой расход циркулирующего в процессе хлорида кальция (50-300% от количества исходного сырья) и получение при спекании труднорастворимого кальциевого алюмосиликата, что приводит к необходимости использования выщелачивания при температуре кипения и продолжительности не менее 2 часов.
Наиболее близким к предложенному является способ переработки алюмосиликатного сырья /WO 2008/100123 A1, C01F 7/22, 2008/. Способ включает термическую обработку сырья путем спекания в смеси с натрийсодержащим реагентом и последующую обработку полученного спека раствором соляной кислоты с выделением нерастворимого кека, очистку раствора и его переработку с получением оксида алюминия и регенерацией соляной кислоты. Солянокислое выщелачивание проводят при отношении Ж:Т не менее 10: 1 и температуре 40-80°C. Используемое отношение Ж:Т более 10:1 обусловлено тем, что при меньшем отношении происходит образование коллоидного раствора кремниевой кислоты, затрудняющего последующее разделение жидкого и твердого. Раствор после выщелачивания используется для выщелачивания новой порции спека, при повторении этих операций до получения в растворе не менее 70-80 г/дм3 алюминия (в пересчете на Al2O3), что усложняет технологию процесса выщелачивания.
Задачей изобретения является разработка способа комплексной переработки сложного труднообогатимого окисленного сырья, в том числе золы, получаемой при сжигании углей, извлечение кремнезема в виде товарной продукции, в частности в виде чистого аморфного высокодисперсного кремнезема.
Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является повышение извлечения алюминия в раствор при солянокислом выщелачивании, повышение интенсивности выщелачивания и упрощение его технологии, извлечение кремнезема в виде товарной продукции, в частности в виде чистого аморфного высокодисперсного кремнезема.
Указанный технический результат достигается в способе переработки алюмосиликатного сырья, включающем его термическую обработку и последующее взаимодействие с раствором соляной кислоты с выделением нерастворимого кека, очистку раствора, кристаллизацию хлорида алюминия и его переработку с получением оксида алюминия и регенерацией соляной кислоты. Особенностью разработанного способа является то, что термическую обработку сырья ведут путем спекания в смеси с натрийсодержащим реагентом, а полученный спек обрабатывают раствором соляной кислоты концентрацией 180-250 г/дм3 в две стадии при отношении Ж:Т, равном (0,5-0,7):1, и температуре 120-200°C на первой стадии и при отношении Ж:Т, равном (3,3-3,5):1, и температуре, не превышающей температуру кипения раствора, на второй стадии.
В качестве натрийсодержащего реагента предпочтительно используют карбонат натрия. Указанный реагент может быть подан на смешивание с исходным сырьем в виде раствора концентрацией 120-130 г/дм3 при отношении Ж:Т, равном (2,7-3,0):1, а полученную пульпу подают на спекание в распыленном состоянии, которое ведут при температуре 1200-1250°C.
Первая стадия обработки спека солянокислым раствором может быть проведена в обогреваемом реакторе, преимущественно в трубчатом вращающемся реакторе, в течение 30-60 минут. На второй стадии обработки спека его выщелачивание раствором соляной кислоты может быть проведено в агитаторе с механическим перемешиванием в течение 90-120 минут.
Кек, полученный при выщелачивании на второй стадии обработки спека, промывают водой и выщелачивают раствором, содержащим 120-150 г/дм3 NaOH, в течение 30-40 мин при отношении Ж:Т, равном (5-6):1, с получением раствора силиката натрия и твердого остатка, возвращаемого на операцию спекания. Раствор, получаемый при щелочном выщелачивании кека, подвергают карбонизации газом, содержащим диоксид углерода, в присутствии коагулянта с последующим отделением осадка аморфного кремнезема, его промывкой и сушкой.
Частным случаем использования изобретения является использование в качестве исходного алюмосиликатного сырья золы, образующейся при сгорании каменного угля.
Предложенная последовательность операций и их условия обусловлены тем, что совокупность существенных признаков изобретения позволяет извлечь из сложного труднообратимого сырья алюминий в виде технического глинозема, пригодного для переработки известными методами, а кремнезем в виде чистого тонкодисперсного аморфного кремнезема. Важным преимуществом предложенной технологии является возможность регенерации реагентов, используемых в схеме.
В отличие от известного способа термообработку алюмосиликатного сырья предложено проводить в смеси с натрийсодержащим реагентом, в качестве которого предпочтительно использовать карбонат натрия, образующий с алюмосиликатами сырья алюминат натрия и силикат натрия.
Расход карбоната натрия в шихте, поступающей на спекание, обеспечивает связывание алюминия и кремнезема в соответствующие соединения по реакциям:
Al2O3+Na2CO3=Na2O·Al2O3+CO2
SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2
Выщелачивание спека в соляной кислоте позволяет отделить переходящий в раствор алюминий от образующегося при взаимодействии с кислотой малорастворимого в кислом растворе осадка кремнекислоты:
Na2O·Al2O3+8HCl=2AlCl3+2NaCl+4H2O
Na2SiO3+2HCl=↓H2SiO3+2NaCl
Экспериментально определено, что если процесс выщелачивания спека проводить при отношении Ж:Т менее 10:1, происходит образование коллоидного раствора кремниевой кислоты, затрудняющего процессы последующего разделения жидкого и твердого при отстаивании и фильтрации пульп, в то же время наличие в растворе хлоридов алюминия и натрия не оказывает существенного влияния на вязкость растворов. Проведение выщелачивания при высоком отношении Ж:Т и расходе кислоты, близком к теоретически необходимому, вынуждает использовать кислоту низкой концентрации, что увеличивает объем получаемых растворов и низкую концентрацию алюминия в них. Если же использовать концентрированные растворы кислоты при высоком Ж:Т, то для повышения степени использования кислоты необходима стадиальная подача спека в раствор с промежуточным удалением кека после каждой стадии и последовательным увеличением содержания алюминия в растворе.
Указанные сложности при выщелачивании спека устраняются при использовании обработки спека солянокислым раствором в две стадии. Было экспериментально определено, что при обработке спека раствором кислоты концентрацией 180-250 г/дм3 и Ж:Т, равном (0,5-0,7):1, т.е. при расходе кислоты значительно ниже теоретически необходимого, при температуре 120-200°C происходит образование сухого сыпучего продукта. Последующая обработка этого продукта раствором кислоты той же концентрации при при Ж:Т, равном (3,3-3,5):1, т.е. в виде пульпы, к образованию коллоидного раствора кремниевой кислоты не приводит. Указанная последовательность операций при обработке спека соляной кислотой позволяет существенно сократить время обработки и увеличить извлечение алюминия в раствор за счет меньшего перехода алюминия в твердый остаток выщелачивания.
Твердый остаток кислотного выщелачивания спека, полученный после фильтрации пульпы и водной промывки, состоящий преимущественно из кремниевой кислоты, выщелачивают щелочным раствором. При этом кремний переходит в раствор в виде силиката натрия
H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O,
а примеси в виде нерастворимых гидроксидов остаются в твердом остатке, возвращаемом на операцию спекания.
При обработке раствора силиката натрия газом, содержащим CO2, происходит карбонизация раствора, сопровождающаяся выпадением из раствора аморфного кремнезема
Na2SiO3+CO2=Na2CO3+↓SiO2,
который после отделения от раствора, промывки и термообработки является высококачественным товарным продуктом.
Раствор, полученный после кислотного растворения спека, содержит преимущественно хлорид алюминия и после очистки от примесей перерабатывается известными методами с получением оксида алюминия и регенерацией соляной кислоты.
Экспериментально проверка способа проведена в лабораторном и укрупненно-лабораторном масштабе при последовательном осуществлении технологических операций, входящих в способ.
Пример 1
В качестве исходного сырья была использована проба окисленной полиметаллической руды, в количестве 0,1 кг, крупностью менее 0,1 мм и содержащая, % мас.: Fe2O3 - 12,3; Al2O3 - 25,4; SiO2 - 48,2; прочие 14,1, в том числе Cu - 0,12; Pb - 0,6; Bi - 0,1; Sn - 0,2. Проба смешивалась с карбонатом натрия, взятым в количестве 40% от количества руды, после чего смесь подвергалась спеканию в тигле при температуре 1230±10°C в течение 2 часов. Полученный спек измельчался до крупности 100% - 0,1 мм и подвергался обработке солянокислым раствором.
На первой стадии обработки спек смешивался с раствором соляной кислоты концентрацией 180 г/дм3 при Ж:Т=0,7:1 и полученная смесь выдерживалась при температуре 200°C в течение 60 мин. Полученный сухой порошкообразный продукт крупностью менее 0,3 мм выщелачивался на второй стадии раствором соляной кислоты той же концентрации при Ж:Т=3,3:1 при 100°C в течение 1,5 часов, после чего пульпа фильтровалась на вакуумном фильтре. Полученный фильтрат содержал, г/дм3: AlCl3 - 79,4; FeCl2 - 38,6; NaCl - 85,2; HCl - 5,9 и не содержал растворенного SiO2. Твердый остаток выщелачивания после промывки водой содержал 96,6% SiO2.
Пример 2
В качестве исходного сырья была использована проба низкокачественного боксита, в количестве 0,1 кг, содержащая, % маc.: Fe2O3 - 10,4; Al2O3 - 32,8; SiO2 - 29,2; прочие 10,9; H2O - 16.7. Проба смешивалась с карбонатом натрия, взятым в количестве 40% от количества руды, после чего смесь была высушена при 250-300°C и затем подвергалась спеканию в тигле при температуре 1230±10°C в течение 2 часов. Полученный спек измельчался до крупности 100% - 0,2 мм и подвергался обработке солянокислым раствором.
На первой стадии обработки спек смешивался с раствором соляной кислоты концентрацией 250 г/дм3 при Ж:Т=0,5:1 и полученная смесь выдерживалась при температуре 120°C в течение 30 мин. Полученный сухой порошкообразный продукт крупностью менее 0,3 мм выщелачивался на второй стадии раствором соляной кислоты той же концентрации при Ж:Т=3,5:1 при 100°C в течение 2 часов, после чего пульпа фильтровалась на вакуумном фильтре. Полученный фильтрат содержал, г/дм3: AlCl3 -112,8; FeCl2 - 36,5; NaCl - 96,2; HCl - 9,7, и не содержал растворенного SiO2. Твердый остаток выщелачивания после промывки водой содержал 95,4% SiO2.
Пример 3
В качестве исходного сырья была использована проба золы, полученной при сжигании каменного угля, массой 1 кг, крупностью менее 0,1 мм и содержащая, % мас.: Fe2O3 - 4,8; Al2O3 - 23,1; SiO2 - 56,7. Зола смешивалась с карбонатом натрия, взятым в количестве 40% от количества золы, до образования однородной массы, после чего масса высушивалась при 250-300°C и подвергалась спеканию в тиглях при температуре 1230±10°C в течение 2 часов. Полученный спек, имеющий состав, мас. %: Fe2O3 - 4,15; Al2O3 - 19,4; SiO2 - 47,2; Na2O - 18,5, измельчался до крупности 100% - 0,1 мм и подвергался обработке солянокислым раствором.
На первой стадии обработки спек смешивался с раствором соляной кислоты концентрацией 220 г/дм3 при Ж:Т=0,6:1 и полученная смесь выдерживалась при температуре 150°C в течение 40 мин при перемешивании. Полученный сухой продукт крупностью 100% - 0,3 мм выщелачивался на второй стадии обработки раствором соляной кислоты той же концентрации при Ж:Т=3,5:1 при 100°C в течение 2 часов, после чего пульпа фильтровалась на вакуумном фильтре. Полученный фильтрат содержал, г/дм3: AlAl3 - 149,2; FeCl2 - 24,2; NaCl - 94,3; HCl - 18,9, и не содержал растворенного SiO2. Дальнейшая переработка хлоридного раствора возможна с использованием известных операций, позволяющих выделить оксид алюминия и регенерировать соляную кислоту.
В результате выщелачивания спека получен твердый остаток, содержащий в пересчете на сухую массу, мас. %: SiO2 - 73,6; Al2O3 - 5,5; Fe2O3 - 1,15; NaCl - 4,3. В результате двухстадиальной водной промывки твердого остатка от него отмывалось основная часть примесных компонентов, в результате чего содержание кремнезема в пересчете на сухую массу увеличивалось до 97%.
Промытый влажный осадок кремнезема подвергался щелочному выщелачиванию в растворе, содержащем 125 г/дм3 едкого натра, при Ж:Т=6:1 в течение 40 мин. В результате выщелачивания кремнезем переходил в раствор в виде силиката натрия
H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O,
при этом неотмытые примесные компоненты, количество которых не превышало 2,8%, в виде гидроксидов оставались в твердом остатке.
Отфильтрованный щелочной раствор с содержанием Na2SiO3 161,4 г/дм3 и остаточным содержанием едкого натра 1,1 г/дм3 обрабатывался углекислым газом, в результате чего происходила нейтрализация раствора и выделение из него кремнекислоты
Для увеличении скорости отделения кремнекислоты от раствора к пульпе добавлялся коагулянт марки «Магнофлок». Полученная пульпа фильтровалась, кек промывался на фильтре раствором соляной кислоты, затем водой, после чего сушился в интервале температуры 100-110°C до полного удаления влаги, в результате чего был получен аморфный кремнезем с удельной поверхностью 667 м2/г (БЭТ), содержащий, мас. %: SiO2 - 99,95; Al2O3 - 0,006.
Claims (9)
1. Способ переработки алюмосиликатного сырья, включающий его термическую обработку и последующее взаимодействие с раствором соляной кислоты с выделением нерастворимого кека, очистку раствора и его переработку с получением оксида алюминия и регенерацией соляной кислоты, отличающийся тем, что термическую обработку сырья ведут путем спекания в смеси с натрийсодержащим реагентом, а полученный спек обрабатывают раствором соляной кислоты концентрацией 180-250 г/дм3 в две стадии при отношении Ж:Т, равном (0,5-0,7):1, и температуре 120-200°C на первой стадии и при отношении Ж:Т, равном (3,3-3,5):1, и температуре, не превышающей температуру кипения раствора, на второй стадии.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве натрийсодержащего реагента используют карбонат натрия.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что карбонат натрия подают на смешивание с исходным сырьем в виде раствора концентрацией 120-130 г/дм3 при отношении Ж:Т, равном (2,7-3,0):1, и полученную пульпу подают на спекание в распыленном состоянии.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что спекание ведут при температуре 1200-1250°C.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первую стадию обработки спека ведут в обогреваемом реакторе, преимущественно в трубчатом вращающемся реакторе, в течение 30-60 мин.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вторую стадию обработки спека ведут в агитаторе с механическим перемешиванием в течение 90-120 мин.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кек, полученный на второй стадии обработки спека, промывают водой и выщелачивают раствором, содержащим 120-150 г/дм3 NaOH, в течение 30-40 мин при отношении Ж:Т, равном (5-6):1, с получением раствора силиката натрия и твердого остатка, возвращаемого на операцию спекания.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что раствор, получаемый при щелочном выщелачивании кека, подвергают карбонизации газом, содержащим диоксид углерода, в присутствии коагулянта с последующим отделением осадка аморфного кремнезема, его промывкой и сушкой.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве исходного алюмосиликатного сырья используют золу, образующуюся при сгорании каменного угля.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KZ20121371 | 2012-12-25 | ||
| KZ2012/1371.1 | 2012-12-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013151059A RU2013151059A (ru) | 2015-05-20 |
| RU2574252C2 true RU2574252C2 (ru) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2741019C1 (ru) * | 2020-02-26 | 2021-01-22 | Шавкат Ахмедович Хасанов | Способ получения осветленного смешанного коагулянта дигидроксохлорида алюминия |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4224287A (en) * | 1978-04-24 | 1980-09-23 | Veb Mansfeld Kombinat Wilhelm Pieck | Process for the preparation of pure aluminum oxide |
| GB2205558A (en) * | 1987-05-18 | 1988-12-14 | Lonhro Plc | Recovery of alumina from aluminosilicates |
| RU2176984C2 (ru) * | 1995-12-15 | 2001-12-20 | Мэшел Алюмина Индастриес Лтд. | Способ выделения глинозема и кремнезема |
| WO2008100123A1 (fr) * | 2007-02-14 | 2008-08-21 | Alexandr Kosmukhambetov | Procédé de transformation intégrée de matières premières de silicates d'aluminium |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4224287A (en) * | 1978-04-24 | 1980-09-23 | Veb Mansfeld Kombinat Wilhelm Pieck | Process for the preparation of pure aluminum oxide |
| SU969670A1 (ru) * | 1978-04-24 | 1982-10-30 | Мансфельдский Комбинат Им.Вильгельма Пика (Инопредприятие) | Способ получени чистой окиси алюмини |
| GB2205558A (en) * | 1987-05-18 | 1988-12-14 | Lonhro Plc | Recovery of alumina from aluminosilicates |
| RU2176984C2 (ru) * | 1995-12-15 | 2001-12-20 | Мэшел Алюмина Индастриес Лтд. | Способ выделения глинозема и кремнезема |
| WO2008100123A1 (fr) * | 2007-02-14 | 2008-08-21 | Alexandr Kosmukhambetov | Procédé de transformation intégrée de matières premières de silicates d'aluminium |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2741019C1 (ru) * | 2020-02-26 | 2021-01-22 | Шавкат Ахмедович Хасанов | Способ получения осветленного смешанного коагулянта дигидроксохлорида алюминия |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2554136C2 (ru) | Способ получения глинозема | |
| CN109790045B (zh) | 冶炼级氧化铝生产方法(实施方式) | |
| CN106471142A (zh) | 用于由含铝材料生产纯铝的方法 | |
| US3983212A (en) | Alumina production | |
| CA1191698A (en) | Treatment of aluminous materials | |
| US6296817B1 (en) | Process for recycling waste aluminum dross | |
| CN104386720A (zh) | 一种从高硅含铝矿物原料中酸碱联合提取氧化铝的方法 | |
| WO2021042176A1 (en) | Process for preparing alumina | |
| CN101845550B (zh) | 从以铝或铝合金为还原剂制取金属镁的副产物中提取氢氧化铝和氧化铝的方法 | |
| CN104507868B (zh) | 生产氧化铝的方法 | |
| CN107500325B (zh) | 一种煤矸石生产纳米氧化铝粉体的方法 | |
| CN108892146B (zh) | 一种含硅铝物料的脱硅方法 | |
| RU2630117C1 (ru) | Способ переработки отработанной углеродной футеровки алюминиевого электролизера | |
| RU2574252C2 (ru) | Способ переработки алюмосиликатного сырья | |
| RU2202516C1 (ru) | Способ получения оксида алюминия | |
| CN103537475B (zh) | 用后碱性耐火材料的综合利用方法 | |
| RU2373152C2 (ru) | Способ комплексной переработки алюмосиликатного сырья | |
| JPH02111627A (ja) | 赤泥の処理方法 | |
| RU2515735C1 (ru) | Способ извлечения металлов из силикатных шлаков | |
| RU2609478C1 (ru) | Способ переработки отработанной футеровки алюминиевого электролизёра | |
| RU2572119C1 (ru) | Способ переработки алюминийсодержащего сырья | |
| AU2023283677B2 (en) | A method for producing an aluminous material | |
| RU2727389C1 (ru) | Способ получения глинозема | |
| WO2023235913A1 (en) | A method for producing an aluminous material | |
| CN120752364A (zh) | 处理含锂材料的方法 |