книги из ГПНТБ / Кислотная переработка алюминийсодержащего сырья на глинозем [сборник статей]

устанавливались в муфельную печь. Температура в печи поддерг

вавшегося корунда еще не уравновешена и нестабильна, а части­ цы его дисперсны и пористы из-за ощепления воды. Химическая активность такого корунда высокая, что обусловливает большую степень извлечения AI2O3. С увеличением температуры обжига кристаллическая решетка корунда все более стабилизируется и уплотняется, а извлечение А120з резко падает.

Для пробы Кайрак-2 максимум извлечения приходится уже на температуры 450—550°С (кривая 2), что объясняется уменьше­ нием содержания диаспора и увеличением каолинита, который при 450°С и выше начинает переходить в активную модификацию

21

(метакаолинит), причем максимум извлечения для ангренского обогащенного каолинита приходится на температуры 650—800°. В пробе Кайрак-3 наблюдается дальнейшее увеличение оптималь­ ной температуры обжига до 500—700°С, поскольку каолинита в ней еще больше.

Оптимальная температура обжига для боксита Ворухского месторождения составляет 550—700°С. Это обусловлено тем, что основные глиноземсодержащие минералы здесь каолинит и галлуазит. Что же касается бемита, то при температурах 500—900°С он превращается в химически активную форму — у-А120 3.

Температура выщелачивания —200°С, время — 3 часа, дозировка HN03 — 100% .

Таким образом, при увеличении количества диаспора в сырье обжиг следует вести в жестком температурном диапазоне, равно­ мерно выдерживая температуру по всей массе сырья; незначи­ тельное отклонение температуры от оптимальной вызовет резкое снижение извлечения. При увеличении содержания в сырье каолинита обжиг можно вести в более широком диапазоне температур.

Помимо резкого увеличения извлечения АЬОз, обжиг положи­ тельно влияет и на чистоту получаемых нитратных растворов по железу. Объясняется это тем, что при обжиге сырья 2-валентное железо окисляется в 3-валентное, труднее реагирующее с HN03.

22

Если же обрабатывать необожженное сырье кислотой, то часть ее расходуется на это окисление:

3Fe (N03)2 + 4HN03—*3Fe (N03)3 + NO+2Н 20,

в результате чего происходит потеря HN03 в виде окислов азота.

УДК 669.712

В. П. ДУДИН, Ю. А. ЦАБОЛОВ

IОБЖИГ ГЛИНОЗЕМСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА ВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ

Вцелях наиболее полного извлечения окиси алюмИння при азотнокислотном выщелачивании каолиновых глин [1] необходима их дегидратация при температуре более 600°С. Ранее в опытно­ заводском масштабе был опробован метод обжига в печи КС [2],

который показал, что до 87% окиси алюминия в сырье можно перевести в кислоторастворимую форму при температуре обжига 750°С и продолжительности процесса 2 часа. Однако при этом обязательна грануляция мелких фракций глин (до 25—30% от массы), предъявляются повышенные требования к их грануло­ метрическому составу и возникает необходимость в организации большого хозяйства по пылеулавливанию. Все это свидетельствует

В печи — от 1 до 2 час. В процессе обжига регистрировались тем­ пературы топочных и отходящих газов и средней зоны печи. Тем­

пература регулировалась изменением расхода мазута, который в Пересчете на условное топливо составлял 0,15—0,2 т/т материала.

23

Загрузка в печь осуществлялась тарельчатым питателем; отходя­ щие газы направлялись в систему циклонов. Пробы обожженного продукта подвергались контрольному выщелачиванию.

в

ш д

Принципиальная схема обжига во вращающейся печи:

/ —топка: 2-бандаж; 3—барабан: -/—электропривод; 5—шестерня: б—пылевая камера; 7—пи- татель тарельчатый; бункер сырья.

Результаты обжига приведены в таблице, где для сравнения представлены данные по обжигу глиноземсодержащего сырья в условиях кипящего слоя.

. V.

Данные по обжигу глиноземсодержащего сырья во вращающейся печи

Из таблицы видно, что температура 750°С и продолжитель­ ность обжига 2 часа оптимальны. Это подтверждает ранее полу­ денные лабораторные данные [3]. Снижение температуры обжига

24

ведет к неполной дегидратации материала, а при температуре выше 800°С наблюдается пережог, резко снижающий извлечение AI2O3. Пылеунос в процессе обжига во вращающейся печи состав­ ляет 8,5—10%, что в 2—3 раза ниже пылеуноса в печи КС. Это обстоятельство в совокупности с малой скоростью отходящих газов позволяет ограничиться весьма небольшим хозяйством по пылеулавливанию. При возврате пыли в общую массу обожжен­

УДК 669.712.2 : 66.046.8

Р. 3. КАРИМОВ

ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ АВТОКЛАВНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ КАОЛИНОВЫХ ГЛИН АЗОТНОЙ КИСЛОТОЙ

выщелачивании обожженных каолиновых глин 40%-ной азотной кислотой [1] побудило обратиться к наиболее прогрессивному методу вскрытия минерального сырья — автоклавному [2].

Нами в лабораторном масштабе было изучено выщелачивание сырых, обожженных и обогащенных каолиновых глин [3] в литро­ вом титановом автоклаве при температуре 150—225°С, дозировке азотной кислоты 80—125% и продолжительности процесса 1—5

АЬОз в раствор составило около 87%, а переход железа за счет его гидролитического осаждения снизился до 0,5 г/л РегОз. При­ менение автоклавной технологии позволило сократить расход азотной кислоты более чем на 35%, повысить извлечение алю-

25

Т а б л и ц а 1

Результаты укрупненных опытов по автоклавному выщелачиванию каолиновых глин

Продолжительность выщелачивания—3 часа, температура—2003С.

чении двух часов основная масса продуктов успевала прореагиро­ вать между собой, температура уже не росла и требовалась внеш­ няя подводка тепла для доведения температуры реактора до 200°С (рис. 2, с). Из табл. 2, где представлены данные трех балан­ совых опытов при разных режимах (см. рис. 2), видно преимуще­ ство ступенчатого процесса. Если в случае I потери кислоты1— 3,1%, то при ступенчатом режиме (III) они' были на 1,5% мень­ ше, а извлечение алюминия составило 87,5%- Данные табл. 2 использованы нами при расчете расходных коэффициентов по

27

сырью и для составления материального потока на производство 1 тглинозема.

Укрупненная проверка передела периодического выщелачива­ ния позволила уточнить оптимальный режим процесса и получить некоторые данные для экономических расчетов, показавших, что переход от лабораторных масштабов к большим емкостям не при­ ведет к изменению показателей процесса выщелачивания. Однако

Непрерывность — одно из требований промышленности к раз­ рабатываемым технологическим процессам, она дает возможность полностью автоматизировать и механизировать производство, снизить затраты труда, времени и средств.

Нами проведены исследования по непрерывному выщелачива­ нию глиноземсодержащего материала на автоклавной батарее, состоящей из четырех автоклавов, центробежного насоса, репульпатора, трубчатого холодильника, приемной емкости. Температура в батарее контролировалась многоточечным потенциометром ПСР-04, датчиком служила хромель-копелевая термопара. Каж­ дый автоклав имел пробоотборник, предохранительный клапан и манометр на 50 атм, подключенный к аппарату через маслоотде­ литель. Перед началом опытов установку опрессовали при 30 атм. За неимением кислотного насоса высокого давления головной автоклав выполнял роль промежуточной емкости, с помощью которой осуществлялась подача пульпы в следующие три рабочих автоклава.

Эксперимент проводился следующим образом. Во все аппара­ ты центробежным насосом закачивали пульпу в расчете на 90%-ную дозировку кислоты; в течение двух часов во всех трех автоклавах шел периодический процесс. Затем начали разгрузку

процесс. Каждые 30 мин. нулевой автоклав отключался от систе­ мы, в нем сбрасывалось давление, и из репульпатора подкачива­ лась свежая порция пульпы; в это время разгрузка третьего авто­ клава не проводилась. Во всех рабочих автоклавах контролирова­ лась температура и давление, каждые 30 мин. отбирались рабочие пробы, которые анализировались на содержание алюминия, железа, свободной азотной кислоты; кеки также подвергались анализу на содержание алюминия.

Общая продолжительность эксперимента составила 12 часов; всего было переработано около 100 кг материала. Результаты эксперимента (табл. 3) показывают, что после начала непрерыв­ ного процесса, потребовалось около 90 минут для установления постоянства концентрации нитрата алюминия в первом и около

28

* Начало непрерывного опыта.