Способ переработки давсонит-каолинитовой породы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (u)954373 (61) Дополнительное к ввт. саид-ву (22) Заявлено 27.03. 81 (21) 3263763/22-02 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 30,08,82.Бюллетень Мо 32

Дата опубликования описания 30.08.82 (51)М Кл з

С 01 F 7/30

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

f53)УДК 669 712 ..04(088.8) (72) Автор изобретения

A.À. Битнер

Всесоюзный научно-исследовател щ ий:.и проект и ин т„т т алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ДАВСОНИТ-KAOJIHHHTOBOA

ПОРОДЫ

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке давсонит-каолинитовых пород на гидроокись алюминия и карбонат натрия.

Известен способ переработки давсонит-каолинитовых пород на гидроокись алюминия и карбонат натрия, согласно которому породу совместно с карбонатом кальция и щелочным реагентом спекают, спек выщелачивают, полученный алюминатный раствор обескремиивают и направляют на декомпо-. зицию и карбонизацию, при этом выделение карбоната натрия ведут упариванием раствора после карбонизации $1) .

Наиболее близким по технической . сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому .является способ переработки давсонит-каолинитовой поро» ды на гидроокись алюминия и карбонат натрия, включающий выщелачивание части породи {37-41%) щелочным раствором с концентрацией 27,5-55 г/л

Ма Оп, отделение шлама сгущением . от содо-алюминатного раствора, декомпозицию содо-алюминатного раствора, отделение гидроокиси алюминия от содо-щелочного раствора и вьщеление карбоната натрия. Оставшуюся часть породы (59-63%) опекают со . шламом, карбонатом кальция и щелочным реагентом, спек выщелачивают, полученный алюминатный раствор подвергают автоклавному обескремниванию, декомпозиции и карбонизации.

Карбонат натрия выделяют упаривани1() ем раствора после карбонизации.

В качестве щелочного реагента при .спекании используют пульпу сгущенного шлама, объем которого регулируют таким образом, чтобы вся образующаяся в растворе сода направлялась на спекание f2).

Недостатками указанных способов являются сложность процесса, вызванная необходимостью применения для получения продукционного карбоната натрия, стац1ии карбониэации алюминатного раствора с предварительным проведением обескремнивания раство.ра с добавками известит высокие ма-. териальные потоки, поскольку на спекании приходится каустифицировать значительное количество карбонатной щелочи, образующейся при карбони. зации алюминатного раствора; продукционный карбонат натрия загряэ954373 нен примесью сульфата натрия, содержание которого составляет 4-5%

Цель изобретения — упрощение процесса, снижение материальных потоков и повышение качества карбоната натрия. 5

Поставленная цель достигается способом переработки давсонит- каолинитовой породы на гидроокись алюминия и карбонат натрия, включающим выщелачивание части породы щелочным раствором, отделение шлама сгущением от содо-алюминатного раствора, отделение гидроокиси алюминия от содового раствора, упаривание содового раствора и выделение карбо" 15 ната натрия, спекание оставшейся части породы со шламом, карбонатом кальция !! щелочным реагентом,. вьпцелачивание спека, обескремнивафйе получ нного aJIIoMHHaòío1"О растВора и 20 ег» декомпозицию, декомпозицию соде-алюминатногo раствора ведут при конце тра (ии 85-180 г/л Naq0qcg а !

re.c. .:=; каривания содовый раствор охлаждают до 5-?7 С. о

Повыыение содержания карбоната натрия (Na О cp ) при декомпозиции достигают снижением доли карбоната натрия, направляемого на спекание с пульпой сгущенного шлама до 10-71% от его количества, образовавшегося в растворе при выщелачивании щелочным раствором.

Пределы концентрации Na Оqc!! в ! содо-алюминатном растворе и температура охлаждения упаренного содового 35 раствора выбраны исходя из 4учедующего„

При концентрации На Оусь менее

85 г/л для выделения декагидрата карбоната натрия (Йа,1СО 10Н О) ох- 4р лаждение необходимо проводить до более низких температур, при которых кристаллизуется и присутствующий в растворе декагидрат сульфата натРия (Ма 504 10Н О), что приводит к загрязнению продукционного карбоната натрия. Концентрации Na Oqcn более

180 г/л, при использовании для выщелачивания щелоч. ного раствора с оптимальной концентрацией 27,5-55 г/л

Na 01,, не обраэуЮтся, ввиду ограниченной растворимости карбоната натрия в получаемом содо-алюминатном расгворе.

При температурах охлаждения содового раствора" выше 27>С кристалли- 55 зации декагидрата карбоната натрия иэ указанных растворов не происходит, а при температурах охлаждения ниже 5 С из растворов кристаллизует" ся также и декагидрат сульфата нат- 60 рия, Ct p и м е р, Переработке под- . вергают давсонит-каолинитовые породы, содержащие 35, 50 и 90% давсо,нита (см. табл. 1). 65

Породы обрабатывают щелочно-алюминатными растворами, содержащими в виде примеси сульфат и карбонат натрия, Температура обработки 95 С, (см. табл. 2)

В результате обработки получают пульпу, состоящую из каолинитового шлама и содо-алюминатного раствора, содержащего в виде примеси сульфат натрия (см. табл. 3).

Шлам сгущают и направляют на спекание (см. табл. 4), На спекание с пульпой сгущенного шлама направляют не всю образовавшуюся при растворении давсонита соду, а только часть ее (1071%). Содо-алюминатный раствор после отделения шлама направляют на декомпозицию (см. табл. 5).

В результате декомпозиции получают пульпу, состоящую из гидроокиси алюминия и содового раствора (см. табл. 6).

Гидроокись алюминия отделяют от раствора и промывают водой. Промводу объединяют с содовым раствором и упаривают до объемов, соответственно, 0,536, 2,667, 6,037 м . Упаренные растворы охлаждают для выделения карбоната натрия и получают пульпу кристаллов NagCO 1ОН О (см.табл.7).

Кристаллы отделяют и используют для получения карбоната натрия. Их растворяют в воде и раствор упаривают, в результате чего выделяют карбонат натрия в виде Ма СО НдО.

После прокалки содержание сульфата натрия в полученной соде менее 2%.

Сгущенный шлам, полученный после щелочной обработки породы (cM. табл. 4), смешивают с частью необработанной породы и карбонатом кальция. Карбонат кальция и породу добавляют из расчета получения в смеси молекулярных отношений Na О/А1 0 и СаО/S10 соответственно равных

1,00 и 2,00.

Количества добавляемых карбоната кальция, породы и состав полученного после их смешения и прокалки опека представлены в табл. 8.

При спекании используют малосернистый мазут. Количество топлива принимают из расчета 0,2 тут на

1 т опека. Для повышения извлечения глинозема из спека на связывание серы мазута в На 504 добавляют карбонат натрия, выделенный иэ растворов охлаждением.

Количество добавленных на спекание соды, топлива и образовавшихся соединений серы в спеке, а также общее содержание сульфата натрия в спеке приведены в табл. 9.

Спек после прокалки измельчают

1и выщелачивают при 85 С. Полученные

954373 рам, использованным для щелочной. обработки (см. табл. 2)

Таким образом, возможно воспроизводство процесса с теми же показателями.

Предлагаемый способ, по сравнению с известными, позволяет упростить процесс за счет исключения стадий карбонизации алюминатного раствора и предварительного обескремнивания раствора, что позволяет исключить как тонкую очистку .газов для карбонизации, так и расход извести на глубокое обескремнивание; снизить материальные потоки в процессе спекания, поскольку на щелочную обработку направляют более 80% породы; повысить качество продукционного карбоната натрия эа счет снижения примеси сульфата натрия до 2%.

Таблица 1

Состав пород

Вес породы, кг

Содержание

1 1

А 12 03 S l 02 и 0

8.08

11,36

19.58

268,5

273

285

29,05

21.98

37.9

37,36

35.79

4,21

Таблица 2

Состав и объем растворов

Объем раствора, м

Содержание в растворе, кг

1 йа О Al <0> йа Оусл йа Ок

Na< 0 ел

106,39

45,31

39,92

38,7

82,21

163,18

94, 937 44, 625 34, 057 28, 243

135s625 63ю75 246i063 89r427

244,125 114,75 997 805 919,773

0,8924

2,9932

6,1148

Таблица 3

Состав пульпы

Объем жидкой фазы, м

Вес твердой фазы (каолинита), кг

Состав жидкой фазы, кг

Al,О

I йа g Окисл ЬОЭ

Na 0<

80,325 77,457

114 75 . 308,062

206,55 1109,405

167,7

129

73,2375

104,625

188,325

28, 243

89,427

919,773

0,9113

3,0202

6,1634

25,8 алюминатные растворы подвергают обескремниванию при 175 С (см. табл. 10).

Обескремненные алюминатные раство. ры подвергают декомпозиции, в результате чего из них выделяют, соответ-ственно, 59 547 кг, 49,543 кг и

67,883 кг А(0> в виде гидроокиси алюминия.

Составы и объемы растворов после декомпозиции приведены в табл. 11.

Растворы после декомпозиции смешивают с растворами после выделения карбоната натрия охлаждением (см. табл. 12), Растворы упаривают до объемов, соответственно, равных 0,8924 м, 2,9932 м и 6,1148 м . Полученные в результате упаривания растворы аналогичны (по объему и содержанию в них отдельных компонентов) раство1

Концентрация раствора, г/л

954373

Таблица 4

Состав и количества шлама

Вес твердой фазы, кг

Яоля йа Оум в жидкой фазе от образовавшейся при обра-. ботке

Состав жидкой фазы, кг

Объем жидкой фивы, А(Оз йа О ел йа10

SO%

7О,б

25,9

10,4

28,973

11,16

1,967

31,777

12,24

2 ° 158

167,7

129..

25,8

30,642

32,86

11,589

Таблица 5!

Состав содо-алюминатного раствора, кг

«и и е ю ° ю«ю . йа,о А(4ОЗ Ъа Оцал Soa

Объем раствора, м

44,264

93,465

186,358

48,548

102,51

204,392

46,815 . 275,202

1097 816

17,070

79,888

910,165

0,5508

2,6671

6,0990

102

180

Таблица б

Состав пульпы

Выделилось глинозема в виде

А1(ОН), кг

Жидкая фаза пульпы.

Объем, М

Состав раствора, кг йааО А1» О> йа у О 9сл . 5Ъ йвюю июю а

27,742

58,.57.7

116,796

44, 264 98,465

186,358

0,536

2,667

6,037

20,806 43,933.

87, 597

46,815 17,070

275,202 79,888

1097,816 910,165

° ю ю ° юиюи ° юа ю ю ав Еююю а й, ф

Таблица 7

Выделилось йа Ops в виде

NagC0 lOHgO кг

Температура охлаждения, аС

Жидкая фаза

Содержание, Объем, м1 кг т Na<0ya

Иа О sf 0> и е ю я)(яь ею е е в е и ° ° аюааее

0,499

2,582

5 747

44,264

93,465

186,358

12, 758

29,140

100,011

34,057

246,062

997ю805 20 806

43,933

87 597

27 ю иеювееюааююааавввевеееееееаа е ее еаа и «Е«юююю««««ю«ю«ю и

11,173 О, 3605

9 539 0,3222

9,608 0,0644

Концентрация йааОцел г/л ю

954373

Т а б л и ц а 8

Добавлено, кг на о

Состав опека, кг

Вес опека, кг

Породы

Af. O

Сао

ыо

О

49,14

277,875

145,6

132,16

44,24

381 292

334 16

247,710

98,077 78

81,60 70,8

111с808 23к7

59,615

49,60

67,962

236

Таблица 9

Использовано топлива тут

1,528

1,305

1,314 1г971

1,683

1,646

0,076258, 0,066832

0 049542

13,145

11,222

11,304

Таблица 10

Извлечено из спека в алюминатные растворы, кг

Ма SOg (в пересчете на SO> ) Иа,O„

A (O., 83,365

69,36

95,037

11,173

9,539

9,608

50,673

42,16

57,767

Таблица 11

Объем раствора, м

Содержание в растворе, кг

Сульфата натрия (в пересчете на SO ) At O

На O„

0,6580

0,5481

0,7511

11,173

9 539

9,608

23,819

19,817

27,153

50,673

42,16

57,767

Г

Добавлено

Na<0qca .на связывание серы, кг

Образовалось в спеке сульфата натрия из сернистых соединений топлива (в пересчете на

SOg), кг

Общее содержание сульфата натрия в спеке (в пересчете на SO ), кг

954373

Таблица 12

Состав смешанных растворов, кг

Сульфат (в пересчете на SO ) Объем сме-, шанного раствора,м

Na< O cq

А! я 0

44,625

63,75

114,75

34,057

246,062

997,805

94,937

135,625

244,125

28,243

89,427

919,773

1,158

3,130

6,498

Формула изобретения

Составитель В. Мальцев

Техред A.Ач Корректор С. Шекмар

Редактор E. Кинив

Заказ 6356/19 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Способ переработки давсонит-каолинитовой породы на гидроокись алюминия и карбонат натрия, включающий выщелачивание части породы ще" лочным раствором, отделение шлама сгущением от содо-алюминатного раствора, декомпозицию содо-алюминатного раствора, отделение гидроокиси алюминия ат сода-щелочного раствора, выделение карбоната натрия, спекание оставшейся части породы со шламом и карбонатом кальция, выщелачивание спека, обескремнивание полученного алюминатного раствора и его декомпозицию, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения процесса, снижения материальных потоков и повышения качества карбоната натрия, декомпозицию содо-алюминатного раствора ведут при концентрации 85-180 г/л Na Oq i, à содо-щелочной раствор охлаждают до

5-27 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 610358, кл. С 01 F 7/30, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2898074, кл. С 01 F 7/30, 1980.