книги из ГПНТБ / Певзнер, И. З. Обескремнивание алюминатных растворов

ходимо получение высоких сортов глинозема, содержа­ щих малое количество примесей, в первую очередь БіСД Щелочь также является вредной примесью, так как способствует большому расходу дефицитного фтористого алюминия при электролизе. Особенно вредна щелочь при использовании глинозема для производства белого элек­ трокорунда. Чем больше щелочи, тем больше количество дефектных зерен 'ß-АЬОз в белом корунде, а значит, ниже качество абразивных изделий. В табл. 7 приводится стан­ дарт па глинозем .(ГОСТ 6912—64), используемый для

производства первичного алюминия электролизом.

Т а б л и ц а 7 Стандарт на глинозем (технические требования) (ГОСТ 6912—64)

Содержание ЭЮг в гидроокиси алюминия должно быть ниже, чем в глиноземе, на 0,01—0,02%, так как такое количество БЮг добавляется при прокалке гидро­ окиси в печах кальцинации за счет истирания футеровки.

При работе по способу Байера получаемая в резуль­ тате разбавления и выдержки байеровской пульпы глу­ бина очистки алюминатных растворов от S102 оказы­ вается достаточной, чтобы при декомпозиции получить гидроокись алюминия, отвечающую маркам глинозема

•ГА85 и ГА8. .'Ввиду простоты технология я аппаратуры этот вариант нами рассматриваться не будет.

При производстве глинозема по способу спекания переработку растворов необходимо вести в условиях, обеспечивающих получение глинозема высоких марок при минимальных затратах и потерях ценных компонен­ тов. Для успешного решения этой задачи идут по пути сочетания нескольких мероприятий, которые касаются не только процесса очистки алюминатных растворов от кремнезема, но и технологии других переделов — выще­ лачивания спеков, разложения растворов и т. д.

70

Ниже приводятся различные технологические схемы переработки алюминатныя растворов >с целью получения разных сортов глинозема.

2. Переработка алюминатных растворов от выщелачивания бокситовых спеков

Зависимость качества глинозема от технологии его производства хорошо прослеживается на примере работы Тихвинского глиноземного завода. Вначале завод выдавал глинозем только низших марок с высоким содержанием Si02—0,26—0,30%. Совершенствуя из года в год произ­ водство, коллектив завода совместно с учеными разрабо­ тал и освоил в 1965 г. новую технологию получения гли­ нозема высоких марок при переработке высококреміншстого сырья. Получаемый по этой технологии глинозем не уступает по качеству глинозему, получаемому по спосо­ бу Байера. Разработанная технология в настоящее вре­ мя внедрена на всех заводах, работающих по способу спекания. Ниже приводятся три варианта технологиче­ ских схем получения глинозема различных марок, осво­

обескремииванию до p,si=3504-400. После отделения от шлама и контрольной фильтрации раствор подается на карбонизацию. Разложение ведется до 5 г/л А120 3. Полу­ ченная в процессе карбонизации гидроокись является продукционной, а содовый маточник .после карбонизации делится на две части: одна часть, адекватная по содержа­ нию щелочи, необходимой дляповышения каустического модуля при выщелачивании спека, направляется накаустификацию известью для получения каустического раство­ ра, а вторая — после упаривания идет на приготовление шихты для спекания. По такой схеме получается глино­ зем очень низкого' качества — 0,20—0,27% Si02.

гидроокись алюминия с малым содержанием Si02. Полу­ чаемый продукционный гидрат отделяется от маточника

71

отделения от маточника она используется в качестве за­ травки на первой стадии карбонизации, а осветленный содовый раствор направляется на выпарку. 'При 'взаимо­ действии затравки с обескремнеииыім раствором часть кремнезема из нее переходит в раствор.

При работе по такой схеме получается гидроокись е содержанием 0,12—0,13% Si02. При кальцинации из-за

жание Si02 составляет 0,14—0,15%. Меньшее содержа­ ние Si02 в гидроокиси по сравнению с полученной по варианту I объясняется выводом из цикла разложения раствора части Si02 в составе содоіво-щелочного раство­ ра, используемого при выщелачивании спека.

В аріи а н т III (рис. 39). Первая стадия обескремниваіния проводится в автоклавных условиях при 150— 170°С в течение 2 ч. Пульпа отделяется от шлама в сгус­ тителях. Часть сгущенной пульпы возвращается в ка­ честве затравки в автоклавы, остальная пульпа фильтру­

стадии сгущают, шлам фильтруют и направляют на реге­ нерацию глинозема.

Отфильтрованный раствор подвергается одностадий­ ной карбонизации до содержания 3—5 г/л А120з. Пульпу после карбонизации сгущают. Часть сгущенной пульпы возвращается в качестве затравки на карбонизацию, ос­ тальная пульпа после фильтрации и промывки отправ­ ляется на кальцинацию. Маточник после контрольной фильтрации направляется на выпарку. Часть маточного раствора после разбавления промывными водами исполь­ зуется для регенерации глинозема из шламов глубокого обескремниваіния.

Шлам после глубокого обескремнивания (вторичный шлам) подвергается двухстадийиой содовой обработке. Около 50% карбонатного шлама после 1-й содовой обра­ ботки используется в качествеобескремнивающей добав­ ки на второй стадии обескремнивания. Остальной шлам после второй содовой обработки направляется на ших­ товку и спекание. Содово-щелочной раствор, полученный

74

алюминатных растворов

75

при первой содовой обработке, используется при -выще­ лачивании спеков как источник едкой щелочи.

На рис. 39 даны рассчитанные 'величины удельных 'Материальных потоков на 1 т А120 3. При работе по этой технологии получают гидроокись алюминия с содержа­ нием 0,03—0,07% Si02 и 0,3—0,4% Na20, что соответст­ вует требованиям, предъявляемым к высшим сортам глинозема.

3. Переработка алюминатных растворов от выщелачивания нефелиновых спеков

Из алюминатных растворов, получаемых при выще­ лачивании нефелиновых спеков, получают глинозем, соду и поташ. Технология их переработки имеет ряд особен­ ностей по сравнению с рассмотренными выше вариантами. Первоначальная схема переработки этих растворов при­ ведена на рис. 40. Алюминатный раствор, содержащий 80—90 т/л А120 з при ак= 1,4—1,45, подвергается авто­ клавному обескрѳмниванию до щі=350-^400. Обескрем-

щим выкручиванием до ак=3,0. После отделения от гид­ роокиси алюминия .маточник направляется на выщелачи­ вание. Доля раствора, перерабатываемого в содово-ще­ лочной ветви, определяется количеством каустической щелочи, необходимой для обеспечения стойкости раство­ ров, полученных при выщелачивании спеков. При работе по такой схеме большая часть кремнезема остается в растворе.

В содовой ветви разложение остального .алюминатного раствора ведется методом двуіхстадийной карбони­ зации. Первая стадия карбонизации заканчивается при достижении канцентр.ациіи б г/л А12Оз. Гидроокись от первой .стадии карбонизации полностью используется в качестве затравки в содово-щелочной ветви, где полу­ чается продукционная гидроокись. При этом часть гидроалюмосиликата, содержащегося в ней, растворяется и переходит в содово-щелочной р.аствор, который в этих условиях не насыщен кремнеземом. Маточник от первой стадии подвергается второй карбонизации, при которой вся каустическая щелочь превращается в углекислую и частично в бикарбонат. В осадок выделяются глинозем,

76

галлий и кремнезем в составе пидроалюмосиликата нат­ рия.

С целью получения чистых щелоков по глинозему для

•получения товарных соды и поташа пульпу подвергают выкручиванию. При этом содержание глинозема в рас-

Алюминатныйраствор

80-90г/л А1г03; a K=f,5-1,6

-I

Обескремнивание в автоклавах до/их =ЗбО-'400

_____Сгущение___

I

Рис. 40. Технологическая схема переработки алюминатных растворов нефелинового производства без применения извести

77