» » Варианты способа спекания (химическое обогащение породы, алюмокальциевые спеки)
24.04.2015

С принципиальной точки зрения область применения способа спекания в описанной выше форме может быть распространена и на щелочные алюмосиликаты с более высоким содержанием кремнезема, чем нефелины, например на различные полевошпатовые породы, нефелиновые сиениты и пр. Однако технико-экономические показатели способа при этом ухудшаются из-за возрастающего материального потока Предложено поэтому подвергать такого рода щелочные алюмосиликатные породы предварительному химическому обогащению, сводящемуся к обработке измельченной породы в течение 20—30 мин. в автоклаве при температуре 200° раствором едкой щелочи, содержащим примерно 300 г/л Na2Oк. Избыточное количество SiO2 породы переходит при этом в щелочной раствор, в твердую же фазу выделяется гидратированное соединение (содержание гидратной влаги 3—5%), состав которого близок к составу нефелина. По-видимому, указанный процесс химического обогащения щелочных алюмосиликатных пород проходит через стадию их растворения в растворе едкой щелочи В тех случаях, когда молярное отношение щелочей к окиси алюминия в исходной породе ниже единицы, в процессе химического обогащения это отношение доходит до единицы, для чего расходуется часть щелочи, введенной в цикл обогащения. При наличии в породе значительных количеств железосодержащих минералов их выделяют в виде тяжелой фракции из концентрата химического обогащения, например путем обработки водной суспензии последнего в гидроциклонах, и тем самым дополнительно улучшают химический состав концентрата.
Щелочной кремнеземистый раствор каустифицируют известью, отделяют от него выпавший гидросиликат кальция, упаривают и используют в качестве оборотного для обработки новых порций породы. Можно также получать из этого раствора путем охлаждения его примерно до 10° девятиводный метасиликат, который употребляется в ряде отраслей народного хозяйства. Что же касается нефелинового концентрата, то он перерабатывается на глинозем и содопродукты по обычной схеме, описанной выше. Установлено, что такого рода синтетический нефелин значительно легче разлагается под воздействием окиси кальция при спекании, чем неизмененный природный нефелин. В качестве примера приведем следующие экспериментальные данные:
Варианты способа спекания (химическое обогащение породы, алюмокальциевые спеки)

Следует упомянуть также о предложенном для переработки нефелиновых пород чисто гидрохимическом щелочном способе, сущность которого заключается в обработке породы при 50 ат раствором едкой щелочи (500 г/л Na2O) в присутствии извести (CaO:SiO2 = 1,1) в течение 30 мин., чем достигается переход Al2O3 в раствор (αк = 11—12) и связывание кремнезема в натриево-кальциевый силикат Na2O*2СаО*2SiО2*H2O Шлам отделяют от раствора и направляют на регенерацию щелочи, например, обработкой при 100° раствором едкого натра (60 г/л Na2Oк) Получающиеся при этом промводы смешиваются с алюминатным раствором. Разбавленный алюминатный раствор обескремнивают, упаривают до 500 г/л Na2O, после чего из него выкристаллизовывают твердый алюминат натрия, из которого после растворения в воде выделяют выкручиванием гидроокись алюминия.
Способ проходит в настоящее время опытно-заводскую проверку.
Для получения глинозема из глин, каолинов, каменноугольных зол и пр. предложено спекать эти материалы (или продукты их обогащения) с известняком с получением саморассыпающихся алюмокальциевых спеков. Дозировка известняка в шихту производится с расчетом образования соединений 2СаО*SiO2 и 5СаО*ЗАl2О3 Компоненты шихты направляются в мельницу мокрого помола, где измельчаются до тонины 0,088 мм. Мокрая шихта поступает во вращающуюся печь, где спекается при температуре 1375—1425°. Требуемые полнота взаимодействия компонентов шихты и саморассыпаемость спека достигаются путем доведения материала в печи до начала плавления и замедленного (в продолжении 10—15 мин.) охлаждения спека до температуры 1300—1325°. Нерассыпавшийся материал возвращают в печь на повторное спекание, рассыпавшуюся же часть обрабатывают раствором соды и получают раствор алюмината натрия, переработка которого на чистую окись алюминия производится обычными для способа спекания приемами. Имеются указания, что при достаточно низкой концентрации Al2O3 в растворе после выщелачивания (12—15 г/л) можно так организовать гидрохимическую переработку спеков, чтобы вовсе исключить из технологической схемы операции обескремнивания и выпарки.
Окись железа не влияет на процесс, если ее количество в исходном материале не превышает 3—5%. Необходимо лишь увеличить дозировку известняка из расчета на образование двукальциевого феррита. При более высоком содержании окиси железа вредное ее влияние на процесс можно предотвратить путем введения в шихту восстановителя для окиси железа и проведения операции спекания в условиях, обеспечивающих протекание в шихте восстановительного процесса.