Технологический комплекс для хлороаммонийной переработки окисленных руд

Технологический комплекс для переработки оксиленных руд состоит из аппарата для взаимодействия сырья и реагента(1), аппарата для вышелачивания (2), сгустителя (3), аппаратов осаждения (4, 6, 8), аппаратов для фильтрации (5, 7, 9), упаривателя-кристаллизатора (10), аппарата для конденсации воды 11, аппарата абсорбции аммиака и производства аммиачной воды (12). Комплекс предназначен для разделения окисленных никелевых руд на железо-алюминиевую, никель-кобальтовую и кальций-магниевую гидроксидные фракции.

Полезная модель может быть использована в области химической технологии и металлургии с целью выделения из окисленных никелевых руд полезных компонентов. Комплекс предназначен для разделения окисленных никелевых руд на железо-алюминиевую, никель-кобальтовую и кальций-магниевую гидроксидные фракции.

Известен технологический комплекс оборудования для переработки руд и концентратов [RU58389], включающий загрузочный бункер для исходного сырья и бункер для загрузки реагента, смеситель сырья и реагента, установку для взаимодействия сырья и реагента с узлом выгрузки твердого продукта и узлом выхода газообразного продукта, систему для улавливания и переработки газовой фазы, высокотемпературную печь, установку регенерации реагента (в качестве которого используется фторид аммония) и оксида кремния, установку для разделения реагента и оксида кремния и выпариватель-кристаллизатор, при этом высокотемпературная печь соединена своим входом с узлом выгрузки твердого полупродукта, система улавливания и переработки газовой фазы введена в установку регенерации фторида аммония и оксида кремния, выход которой соединен с входом в установку для разделения раствора фторида аммония и оксида кремния, один из выходов которого является выходом оксида кремния, а другой выход соединен с установкой выпаривания и кристаллизации фторида аммония, выход пара воды из установки выпаривания и кристаллизации соединен с установкой регенерации фторида аммония и оксида кремния, а выход кристаллического фторида аммония соединен с бункером загрузки фторида аммония.

Известен технологический комплекс для переработки титансодержащих концентратов, выбранный в качестве прототипа [Заявка 2008113827 от 08.04.2008]. Комплекс включает установку для взаимодействия сырья и реагента установку для улавливания и растворения газовой фазы, установку для разделения жидкого реагента и твердого гидроксида титана, отличающийся тем, что в него дополнительно введены установка для разложения промежуточных продуктов, установка абсорбции аммиака и производства аммиачной воды, установка регенерации реагента и аммиачного осаждения гидроксида титана, установка для сушки и прокаливания гидроксида титана и получения диоксида титана.

Задачей полезной модели является создание технологического комплекса, позволяющего выделять из окисленных никелевых руд ценные компоненты: железо-алюминиевую гидроксидную фракцию, никель-кобальтовую гидроксидную фракцию, кальций-магниевую гидроксидную фракцию.

В дальнейшем сущность полезной модели поясняется описанием и изображением схемы технологического комплекса для хлороаммонийной переработки окисленных руд, где: 1 аппарат для взаимодействия руды и хлорида аммония; 2 аппарат для выщелачивания; 3 сгуститель; 4, 6, 8 аппараты осаждения; 5, 7, 9 аппараты фильтрации; 10 выпариватель-кристаллизатор; 11 аппарат для конденсации воды; 12 аппарат абсорбции аммиака и производства аммиачной воды.

Технологический комплекс для переработки оксиленных руд состоит из аппарата для взаимодействия сырья и реагента (1). В качестве такого аппарата может использоваться барабанная вращающаяся печь. Выход твердого продукта 1.1 связан с входом 2.1 аппарата для выщелачивания. В качестве аппарата для выщелачивания может быть использован аппарат с мешалкой или пачук. Выход газовой фазы 1.2 аппарата для взаимодействия руды и хлорида аммония (1) связан со входом 12.1 аппарата абсорбции аммиака и производства аммиачной воды (11). Выход 2.3 аппарата для выщелачивания (2) связан с входом 3.1 сгустителя (3), выход 3.2 предназначен для жидкой фазы и связан с входом 4.1. аппарата осаждения (4), выход 3.3 предназначен для выгрузки непрореагировавшего шлама. В качестве сгустителя также может быть использован пресс-фильтр или вакуумный фильтр. Выход 4.3. аппарата осаждения (4) связан с входом 5.1 аппарата фильтрации (5). В качестве аппаратов фильтрации (5, 7, 9) также могут быть использованы вакуумные или пресс-фильтры. Выход 5.2 аппарата фильтрации (5) предназначен для выгрузки твердых гидроксидов алюминия и железа, выход 5.3 предназначен для выгрузки жидкой фазы и связан с входом 6.1. аппарата для осаждения (6). Выход 6.3 аппарата для осаждения (6) связан с входом 7.1 аппарата для фильтрации (7). Выход 7.2 аппарата для фильтрации предназначен для выгрузки твердых гидроксидов никеля и кобальта, выход 7.3. предназначен для выгрузки жидкой фазы и связан с входом 8.1 аппарата осаждения (8). Выход 8.3 аппарата осаждения (8) связан с входом 9.1 аппарата для фильтрации 9. Выход 9.2 аппарата для фильтрации предназначен для выгрузки твердых гидроксидов кальция и магния, выход 9.3 предназначен для выгрузки жидкой фазы и связан с входом 10.1 упаривателя-кристаллизатора. Выход 10.3 упаривателя кристаллизатора предназначен для выгрузки регенерированного хлорида аммония, выход 10.2 предназначен для выхода пара и связан с входом 11.1 аппарата конденсации воды (11). Выход 11.2 аппарата конденсации воды (11) предназначен для выхода сконденсированной воды и связан с входом 12.2 аппарата абсорбции аммиака и производства аммиачной воды (12). Выход 12.3 аппарата абсорбции аммиака и производства аммиачной воды (12) предназначен для выхода аммиачной воды и параллельно связан с входом аммиачной воды 4.2. аппарата осаждения 4, с входом аммиачной воды 6.2, аппарата осаждения 6, с входом аммиачной воды 8.2. аппарата осаждения 8.

Комплекс функционирует следующим образом.

Измельченную окисленную никелевую руду смешивают с избытком до 50% хлорида аммония и нагревают в аппарате для взаимодействия руды и хлорида аммония 1 до температуры 200-315°С, происходит хлорирование компонентов руды по следующим реакциям:

Аl(ОН)₃+6NH ₄Cl=(NН₄)₃АlСl₆+3NH ₃+3Н₂О;

(NН₄) ₃АlСl₆=АlСl₃+3NH₄C1;

СаО+4NH₄Cl=(NH₄)₂ CaCl₄+2NH₃+Н₂O;

(NH₄)₂CaCl₄-CaCl₂ +2NH₄Cl;

MgO+4NH₄Cl=(NH ₄)₂MgCl₄+2NH₃+Н₂ O;

(NH₄)₂MgCl₄ =MgCl₂+2NH₄Cl;

Fе₂ O₃+6NH₄Cl=(NH₄)₃FeCl ₆+3NH₃+3H₂O;

(NH ₄)₃FeCl₆=FеСl₃+3NH ₄Cl;

NiO+4NH₄Cl=(NH₄ )₂NiCl₄+2NH₃+H₂O,

(NH₄)₂NiCl₄=NiCl ₂+2NH₄Cl;

CoO+4NH₄ Cl=(NH₄)₂CoCl₄+2NH₃ +H₂O;

(NH₄)₂CoCl ₄=CoCl₂+2NH₄Cl;

Прохлорированную руду выгружают в аппарат для выщелачивания 2, туда же через вход 2.2 добавляют воду, происходит выщелачивание растворимых хлоридов в раствор. Полученную пульпу через выход 2.3 перекачивают в сгуститель 3, где происходит отделение твердой фракции (шлама), который через выход 3.3 направляют в шламонакопитель. Раствор хлоридов удаляют из сгустителя через выход 3.2 и направляют в аппарат осаждения 4, туда же через вход 4.2 подают аммиачную воду из аппарата абсорбции аммиака и производства аммиачной воды 12 для аммиачного осаждения при рН=6, а аппарате осаждения 4 протекают следующие реакции:

FеСl_з+3NH₄ OH=Fе(ОН)₃+3NH₄Cl;

АlСl ₃+3NH₄OH=Аl(ОН)₃+3NH₄Cl;

Полученную пульпу через выход 4.3 выгружают из аппарата осаждения 4 и перекачивают в аппарат фильтрации 5, где происходит оделение твердых гидроксидов алюминия и железа. Твердые гидроксиды выгружают с аппарата фильтрации через выход 5.2, раствор содержащий хлориды аммония, никеля, кобальта, кальция и марганца через выход 5.3 перекачивают в аппарат для осаждения 6, туда же через вход 6.2 добавляют аммиачную воду. При рН=8,5 в аппарате для осаждения 6 происходит осаждение гидроксидов никеля и кобальта по следующим реакциям:

NiС₂+2NH₄OH=Ni(OH) ₂+2NH₄Cl;

CoCl₂+2NH ₄OH=Со(ОН)₂+2NH₄Cl;

Полученную пульпу через выход 6.3 выгружают из аппарата осаждения 6 и перекачивают в аппарат фильтрации 7, где происходит оделение твердых гидроксидов никеля и кобальта. Твердые гидроксиды выгружают с аппарата фильтрации через выход 7.2, раствор содержащий хлориды аммония, кальция и марганца через выход 7.3 перекачивают в аппарат для осаждения 8, туда же через вход 8.2 добавляют аммиачную воду. При рН>9 в аппарате для осаждения 8 происходит осаждение гидроксидов магния и кальция по следующим реакциям:

MgCl ₂+2NH₄OH=Mg(OH)₂+2NH₄Cl;

CaCl₂+2NH₄OH=Са(ОН)₂ +2NH₄Cl;

Полученную пульпу через выход 8.3 выгружают из аппарата осаждения 8 и перекачивают в фильтр 9, где происходит оделение твердых гидроксидов магния и кальция. Твердые гидроксиды выгружают с фильтра через выход 9.2, раствор содержащий только хлорид аммония через выход 9.3 перекачивают в упариватель-кристаллизатор 10, где происходит выпаривание воды, пары которой удаляются через выход 10.2, а твердый хлорид аммония удаляется через выход 10.3 и может быть использован для переработки новой партии руды. Пары воды поступают через вход 11.1 в аппарат для конденсации воды 11, откуда через выход 11.2 конденсированная вода поступает в аппарат абсорбции аммиака и производства аммиачной воды 12, туда же через вход 12.1 поступают пары аммиака из аппарата для взаимодействия руды и хлорида аммония 1. Полученная аммиачная вода через выход 11.3 поступает на стадии аммиачного осаждения в аппараты осаждения 4, 6, 8.

Технологический комплекс для переработки оксиленных руд, включающий аппарат для взаимодействия сырья и реагента (1), аппарат абсорбции аммиака и производства аммиачной воды (12), аппараты для фильтрации (5, 7, 9), отличающийся тем, что в него дополнительно введены аппарат для выщелачивания (2), сгуститель (3), аппараты осаждения (4, 6, 8), упариватель-кристаллизатор (10), аппарат для конденсации воды (11); выход твердого продукта 1.1 аппарата для взаимодействия сырья и реагента (1) связан со входом 2.1 аппарата для выщелачивания, выход газовой фазы 1.2 аппарата для взаимодействия сырья и реагента (1) связан со входом 12.1 аппарата абсорбции аммиака и производства аммиачной воды (11); выход 2.3 аппарата для выщелачивания (2) связан с входом 3.1 сгустителя (3), выход 3.2 предназначен для жидкой фазы и связан с входом 4.1. аппарата осаждения (4), выход 3.3 предназначен для выгрузки непрореагировавшего шлама; выход 4.3. аппарата осаждения (4) связан с входом 5.1 аппарата фильтрации (5); выход 5.2 аппарата фильтрации (5) предназначен для выгрузки твердых гидроксидов алюминия и железа, выход 5.3 предназначен для выгрузки жидкой фазы и связан с входом 6.1. аппарата для осаждения (6); выход 6.3 аппарата для осаждения (6) связан с входом 7.1 аппарата для фильтрации (7); выход 7.2 аппарата для фильтрации предназначен для выгрузки твердых гидроксидов никеля и кобальта, выход 7.3 предназначен для выгрузки жидкой фазы и связан с входом 8.1 аппарата осаждения (8); выход 8.3 аппарата осаждения (8) связан с входом 9.1 аппарата для фильтрации (9); выход 9.2 аппарата для фильтрации предназначен для выгрузки твердых гидроксидов кальция и магния, выход 9.3 предназначен для выгрузки жидкой фазы и связан с входом 10.1 упаривателя-кристаллизатора; выход 10.3 упаривателя-кристаллизатора предназначен для выгрузки регенерированного хлорида аммония, выход 10.2 предназначен для выхода пара и связан с входом 11.1 аппарата конденсации воды (11); выход 11.2 аппарата конденсации воды (11) предназначен для выхода сконденсированной воды и связан с входом 12.2 аппарата абсорбции аммиака и производства аммиачной воды (12); выход 12.3 аппарата абсорбции аммиака и производства аммиачной воды (12) предназначен для выхода аммиачной воды и параллельно связан с входом аммиачной воды 4.2. аппарата осаждения (4), с входом аммиачной воды 6.2, аппарата осаждения (6), с входом аммиачной воды 8.2. аппарата осаждения (8).