Способы получения глинозема из золошлаков

 

Простым способом переработки золошлаков является спекание с известняком и содой с получением глинозема и шлама, пригодного для использования в строительных материалах. При этом данный способ экономически невыгоден из-за огромных материальных потоков и больших расходов энергии. Ереминым Н.И. с сотрудниками разработан способ спекания отходов обогащения Экибастузских углей. Этим способом во вращающихся печах можно получить само рассыпающийся спек со степенью само рассыпания 95-99% (фракция -0,14 мм). При выщелачивании раствором соды степень извлечения Al₂O₃ из него в жидкую фазу составляет 80-83%. Шлам – состоящий в основным из 2СаО · SiO₂ и СаСО₃, может использоваться для производства высококачественного цемента. При этом, это технологическая схема отмечается высоким материальным потоком, (т.к. содержание Al₂O₃ в спеке мало) 17т на 1 т глинозема против 3-13 т при использовании боксита и нефелина, и меньшей ниже долей попутной продукции по сравнению с нефелином. Но расход топлива ниже на 30-40 %. По этой причине производство глинозема из отходов обогащения Экибастузского угля конкурентоспособно с аналогичным производством из нефелина. Для зол указанная технология неприемлема.

В США разработан способ производства глинозема из золы от сжигания углей, который заключается в спекании ее с известняком и гипсом. Полученный спек состоит из СаО · Al₂O₃ · SiO₂ и 2 СаО · SiO₂. Условия спекания: дозировка СаСО₃ - 110%, СаSО₄ - 15% от стехиометрический крайне важного для образования вышеприведенных соединœений, τ процесса – 15 мин при t 1200⁰С и 5 мин при 1350⁰С. Измельченный до 150мкм спек выщелачивания 3 % раствором соды при Ж : Т = 1 : 10 при 50 ⁰С, продолжительность выщелачивания – 1 мин., извлечение Al₂O₃ - 93,9%. Способ требует повышенного расхода соды.

В глиноземной лаборатории ИМиО РК разработан гидрохимический способ получения глинозема из зол. Оптимальными условиями выщелачивания являются: t=280⁰С, τ=15 мин., массовая концентрация оборотного щелочного раствора по Na₂O = 400 г/л. Извлечение Al₂O₃ при этом составляет 97 %. Полученный после регенерации щелочи шлам может быть использован в производстве цемента. Интерес представляют работы по химическому обогащению углеотходов, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ заключается в выщелачивании щелочными растворами для перевала части SiO₂ в жидкую фазу и обогащения твердого осадка глиноземом. Рассмотрим способ химического обогащения твердого остатка глиноземом. Рассмотрим способ химического обогащения, разработанный применительно к угле отходам Экибастуза. Для перевода SiO₂ в растворимую форму предлагается обжигать вскрышную породу при 600 ⁰С и удалять часть SiO₂ автоклавным выщелачиванием в виде силиката Naпоследующейкаустификацией для получения высокоалитового цемента и щелочного раствора, направляемого в начало процесса. Кек, обогащенный Al₂O₃, спекается с содой и известняком. Спек выщелачивается для получения алюминатного раствора и белитового шлам направляют на производство цемента. В КазНТУ проводились работы по химическому обогащению зол при 105 ⁰С, раствором содержащим 150-220 г/л Na₂O, 20-40 г/л SiO₂, τ=3 часа. Зольный концентрат содержал, % : 34-43 Al₂O₃, 30-35 SiO₂, 6-8 FeO₃, 1,5-2,2 СаО и не уступал по качеству нефелиновому концентрату. При переработке этого концентрата способом спекания извлечение составило для Al₂O₃ - 90%, Na₂O – 93 %. Сущность способа заключается в химическом обогащении зол, спекании полученного концентрата с известняком и содой, выщелачивании спек и разделœении жидкой и твердой фаз. Далее способ получения глинозема из сол с химическими обогащением прошел испытания в полупромышленныхусловияхЛОЗе ВАМИ. Извлечение Al₂O₃ в концентрат в этих условиях составило 72-74 % (химическое обогащение) и из спека – 84-86%, Na₂O – 86-90%. Эти испытания проводились на оборудовании, идентичном существующему на действующих глиноземных заводах. Щелочно-кремнеземистые растворы содержали, г/л: 100-250 SiO₂; 150-200 Na₂O; 2-7 Al₂O₃; 0,1-0,9 Fe₂O₃. Из щелочно-кремнеземного раствора можно получить: девяти водный метасиликат Тф, содово-кремнеземную смесь, натриево-кальциевый силикат, метасиликат кальция и аморфный кремнезем. Эти продукты бывают использованы для производства строительных материалов, стекол, огнеупоров, ситаллов, спецбетонов и цементов.

Интерес представляют исследования, проводимые в Германии, по извлечению компонентов из зол бурых углей месторождения Лутации. Состав золы был следующим, %:ХХХ. Оптимальные условия процесса: х обжига золы – 900-970° С, химическое обогащение следует проводить при 95° С, растворомс концентрацией Х 5 моль/л, продолжительность процесса – 90мин. При этом получается концентрат обогащенный глиноземом до 40-42 % содержание ХХ в котором составляет 35-36 %. Щелочно – кремнеземистый раствор может быть использован для получения силикатных химических продуктов, а концентрат является удовлетворительным сырьем для глинозема и строительных материалов.

Исследование процесса выделœения глинозема из сернокислых растворов алюминия путем их гидролитического разложения 150-250° С. Оптимизация этого процесса осуществлена при помощи рационального планирования эксперимента с помощью которого установлено, что большое влияние на извлечение глинозема в основную соль алюминия оказывают температура и продолжительность процесса гидролиза. Максимальное извлечение Al₂O₃ 53,21 % достигнуто при 250° С. процесса 120 мин. Для интенсификации процесса гидролиза сернокислых растворов алюминия добавки: Na₂CO₃, K₂SO₄ и их смесь. Опыты проводили при t = 150-250° С. При экспозиции 1 ч., количество вводимых добавок изменялось от 0,5 до 3 молей в расчете на 3 моля Al₂(SO₄)₃. Действие этих добавок на увеличение степени гидролиза растворов сернокислого алюминия можно представить следующим рядом: Na₂CO₃< Na₂CO₃ + K₂SO₄< K₂SO₄. Максимальное извлечение 90,47 % Al₂O₃ в осадок было достигнуто при 250° С, = 1 ч. С введением 1,5 моля K₂SO₄ на 3 моля Al₂(SO₄)₃. Для получения кондиционного глинозема по содержанию примесей SiO₂ и Fe₂O₃было изучено их поведение при гидролизе. В результате чего были получены чистые алуниты по содержанию этих примесей. Т .о. исследование по гидролитическому выделœению глинозема из технологических сернокислых растворов алюминия позволило установить оптимальный режимэтого процесса, решить вопрос очистки основной соли алюминия от желœеза и интенсифицировать его. Далее из алунита получали глиноземпо известной схеме. Для этого алунит обжигали в печи кипящего слоя в две стадии:

1-аяK₂(Al₆(SO₄)₄(OH)₁₂) = K₂SO₄ · Al₂(SO₄)₃ + 2Al₂O₃ + 6H₂O дегидратацияпри 540° С

2-стадия – восстановление сульфата алюминия при 600-650° С по реакции:

K₂SO₄ · Al₂(SO₄)₃ + 2Al₂O₃ + 3CO K₂SO₄ + 3Al₂O₃ + 3SO₂

---------------- огарок

+ CO₄

Из обожженного продукта водой выщелачивали сульфат калия, полученную суспензию фильтровали, глиноземный осадок промывали водой, затем подавали на кальцинацию и получили глинозем.

 

---

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 1323; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!