» » Способ спекания бокситов
03.12.2015

С увеличением содержания SiO2 переработка боксита по способу Байера становится экономически невыгодной, т. к. значительно увеличиваются потери щелочи и алюминия с красным шламом в виде соединения гидроалюмосиликата натрия по реакциям (3.3), (3.4), (4.7) и (4.8).
Бокситы с кремневым модулем меньше 6-8 единиц экономически целесообразнее перерабатывать по способу спекания (см. рис. 11.1).
Способом спекания перерабатывают бокситы (с получением бокситового спека), нефелиновые концентраты и руды (нефелиновый спек), байеровские шламы последовательного способа Баер-спекания (шламовый спек) и каолины или алюмокальциевые шлаки (алю-мокальциевый саморассыпающийся спек).
Суть способа спекания заключается в термической обработке шихты с получением спека, с образованием алюмината натрия Na2O*Аl2O3, феррита натрия Nа2O*Fe2O3 и двухкальциевого силиката 2СаO*SiO2 (ортосиликата кальция).
Идеи связать минералы алюминия в растворимую форму — алюминат натрия (Ле-Шателье), а основную наиболее вредную примесь SiO2 — в малорастворимый силикат (Мюллер) имеют более чем 150-летнюю историю. Эти идеи лежат в основе способа переработки глиноземсодержащего сырья — бокситов, нефелинов, каолинов — спеканием.
Получаемый спек выщелачивают, и в раствор переходят полезные компоненты Аl2O3 и Na2O. Однако в связи с тем, что ортосиликат кальция, частично взаимодействуя с алюминатным раствором, разлагается и загрязняет алюминатный раствор кремнеземом SiO2, требуется передел двухстадийного обескремнивания с удалением из раствора: на первой стадии — гидроалюмосиликата натрия и на второй — гидрограната кальция.
Очищенный от кремния раствор подвергается разложению карбонизацией (или декомпозицией), в ходе которой образуются Аl(ОН)3 и раствор карбонатов. Гидроксид алюминия направляется на кальцинацию с получением оксида алюминия, а карбонатный маточник после выпарки идет в начало процесса на приготовление шихты (для бокситов) или на глубокую выпарку с получением соды и поташа как конечных продуктов. Также применяется и остающийся после выщелачивания белитовый шлам, который идет на получение цемента, что создает условия для создания комплексной безотходной технологии переработки нефелинов.
Способ спекания бокситов

Способ спекания включает в себя следующие технологические операции:
1) приготовление шихты;
2) спекание шихты с получением спека;
3) измельчение и выщелачивание спека;
4) обескремнивание выщелоченной пульпы;
5) отделение алюминатного раствора от красного шлама (к. ш.) и промывка к. ш.;
6) разложение алюминатного раствора;
7) отделение маточного раствора от гидроксида алюминия;
8) упаривание спекового раствора и выделение содосульфатной смеси;
9) прокалка гидроксида алюминия с получением глинозема;
10) узел выгрузки, хранения и ввода в процесс кальцинированной соды.
Приготовление шихты. Приготовление шихты сводится к дроблению и измельчению исходных материалов, дозировке компонентов шихты и корректировке химического состава шихты — приготовлению шихты с требуемыми физико-химическими характеристиками: химический состав, влажность, крупность, соотношение компонентов шихты.
Руды поступают на завод в виде крупных кусков. В зависимости от крупности, твердости и влажности дробление руды ведут в молотковых, щековых и конусных дробилках. Боксит и известняк дробятся до крупности 35-40 мм, нефелиновая руда — до 20 мм, после чего поступают на склад дробленых материалов; нефелиновый концентрат в дроблении не нуждается. Затем с помощью питателей, ленточных весов и автоматических весовых дозаторов проводится дозировка компонентов шихты для обеспечения нужного соотношения компонентов в исходной шихте. Мокрый размол ведут в многокамерных шаровых мельницах, работающих в открытом цикле или вместе с гидроциклонами.
При измельчении используется оборотный раствор, куда входит упаренный карбонатный раствор, белый шлам с передела обескремнивания и скрубберная пульпа с отделения спекания. Дозировка оборотного раствора должна обеспечить получение требуемой влажности пульпы: для бокситовых пульп (подача их осуществляется распылом и наливом) — 40 %; для нефелиновых (подача наливом) — 30 %. Подготовленная таким образом пульпа подается в коррекционные бассейны (цилиндроконический резервуар с аэролифтным перемешиванием). Из этих бассейнов пульпа после анализа и соответствующей дозировки поступает на заключительную операцию — корректировку состава.
Корректировка производится на основе анализа путем смешения необходимых количеств пульпы из коррекционных бассейнов. Готовая пульпа нужного состава и качества — так называемая «паспортная» пульпа — хранится в сборных бассейнах, откуда подается непосредственно на спекание.
К бокситосодовой шихте (пульпе) предъявляются следующие требования:
• влажность шихты — не более 35,5 максимум 40 % (нефелиновой — 30 %);
• тонина помола — не более 25 % фракции + 100 меш (0,147 мкм), (не более 5 % фракции более 74 мкм);
• состав шихты после окончательной корректировки должен отвечать щелочному модулю шихты (μщ) (молярному отношению):
Способ спекания бокситов