Файл: Высокотемпературное выщелачивание бокситов.docx

Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что при температуре 90^оС, при прочих равных условиях, в количественном составе изменений проб ПЭФ двух и трех компонентных шихт почти не произошло. Аналогичная картина наблюдается и на кривых ДТА (рисунок 2.14 и 2.15)



Рисунок 2.14 – Результаты ДТА шлама двухкомпонентной пыли, полученного в оборотном растворе при 90^оС
На кривой ДТА на рисунке 2.14 имеется эндотермический пик при 220 ^оС, отвечающий потере физической влаги в количестве 3,9%. Эндотермический пик при 300 ^оС – обезвоживание гетита γ-FeOOH (до 37% от массы навески). Двойной пик эндотермического эффекта при 518-546 ^оС указывает на наличие бемита и диаспора в количестве 32%. Небольшой эндотермический пик при 718,60 ^оС характерен для кальцита (3-4 % CaCO₃). На рисунке 2.15 ситуация аналогична предыдущей.



Рисунок 2.15 – Результаты ДТА шлама трехкомпонентной пыли, полученного в оборотном растворе при 90^оС
Те же эффекты, что и в предыдущем образце физической влаги 200 ^оС – 2,4%, до 52 % гетита, диаспора (520-543 ^оС) около 29%, кальцита 4%.

По результату можно предположить, что особых изменений не произошло. Однако при рассмотрении дериватограмм полученных при анализе образцов, полученных после выщелачивания в автоклаве, мы видим, что картина меняется коренным образом (Рисунок 2.16 и 2.17).



Рисунок 2.16 – Результаты ДТА шлама двухкомпонентной пыли, полученного в оборотном растворе при 240^оС
На кривой ДТА имеется два эндотермических эффекта: первый при 170^оС связан с удалением физической влаги (1,6%), второй при 328 ^оС, который связан с обезвоживанием фазы ГАСНа типа канкринит-сульфат. Длится эндотермический

---

эффект до 800 ^оС и составляет порядка 6,6%.

На графике стал проявляться характерный экзотермический пик при 430,50^оС, что совпадает с убылью массы кальцита. Это указывает на появление в структуре красного шлама нового соединения – алюможелезистого гидрограната.

Кальцит, взаимодействуя с каустической щелочью, переводит ее в карбонатную. Высвобождается активный кальций, который далее взаимодействует с шамозитом с образованием АЖГГ – алюможелезистых гидрогранатов. Примерный химический состав этих соединений отвечает формуле:
3CaO∙(0.7Al₂O₃+0.3Fe₂O₃)∙SiO₂∙nH₂O. Остальное вещество гематит, который является термоинертным соединением.



Рисунок 2.17 – Результаты ДТА шлама трехкомпонентной пыли, полученного в оборотном растворе при 240 ^оС
На дериватограмме изображены те же эффекты, что и на предыдущем образце. Физическая влага всего 0,9% (до 160 ^оС). ГАСН – 9,0%, экзотермический пик при 430,50 ^оС почти отсутствует. Это обусловлено тем, что при подготовке трехкомпонентных шихт бокситы Тимана не дозируются, а в основе идет высоко- карбонизированный боксит СУБРа (технологические особенности БАЗа). Также имеется экзотермический пик при 880 ^оС, который относится к началу полиморфных превращений в ГАСН [63].

В результате пыль электрофильтров можно использовать как дополнительный компонент в ветви гидрохимии, так как в ее составе больше всего
каустической щелочи, и она при выщелачивании процесса Байера способствует образованию

---

алюможелезистых гидрогранатов.

Убрав из системы пылевозврата пыль электрофильтров, можно снизить нагрузку на электрофильтр и увеличить КПД печи спекания. Снизятся теплопотери, газораспределительные решетки скрубберов мокрой очистки не будут зарастать содовым кеком, не создавая, тем самым, затруднений при удалении отходящих газов. Утилизация пыли в ветви Байера позволит сэкономить некоторое количество кальцинированной соды, которая расходуется на компенсацию потерь щелочи в общем цикле производства.

2. 1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   21

---

Выводы по главе

1. 
   Показано, что пыль спекательных печей является балластом и дополнительным источником потерь щелочи. При этом если вывести пыль электрофильтров из системы пылевозврата, то можно сэкономить до 180 кВт∙ч.
   
2. 
   Результаты ИК-спектроскопии пылей спекательного передела показали, что валентные и деформационные колебания химических связей пыли электрофильтров соответствуют следующим минеральным соединениям: 3CaO∙Al₂O₃∙nCO₂∙11H₂O (гидрокарбоалюминат кальция), 2Na₂O∙2SiO₂∙2H₂O (натриевый гидросиликат), AlOOH (бёмит или диаспор) в зависимости от спекаемого боксита, CaCO₃ (кальцит или арогонит), а так же Na₂O∙Al₂O₃∙3H₂O.
   
3. 
   Рентгенофазовый анализ подтвердил наличие характерных межплоскостных расстояний в составе пыли электрофильтров для алюминатов и ферритов натрия. Также выявлена в составе пыли фаза гидроксида натрия.
   
4. 
   Методами рентгенофазового и дифференциально-термического анализа выявлено, что содержание каустической щелочи в пылях спекательных печей
   

увеличивается по мере уменьшения размеров частицы. Так наибольшее количество каустической щелочи обнаружено в пылях электрофильтров.

5. 
   Впервые показано появление в пыли электрофильтров новой фазы – гидрокарбоалюмината натрия.
   
6. 
   Обнаружено, что химический состав ПЭФ и спека значительно отличаются друг от друга. В первую очередь это связано с незавершенностью процесса спекания пыли, которая достаточно легкая и очень быстро проходит горячие зоны печи. Различие в составе ПЭФ и спека также подтверждается результатами ИК-спектроскопии.
   

---

Незавершенность процесса спекания ПЭФ подтверждается ее выщелачиванием в воде, так как при этом большая часть глинозема концентрируется в шламе.

7. 
   Доказано, что при выщелачивании пыли электрофильтров при 240 ^оС в оборотном алюминатном растворе в шламе появляются алюможелезистые гидрогранаты. Это подтверждает принципиальную возможность использования пыли электрофильтров для уменьшения потерь каустической щелочи и глинозема при выщелачивании бокситов.
   

Глава 3. Влияние добавки пыли электрофильтров печей спекания на совместное выщелачивание бокситов и спеков

Известно, что для максимального перевода в раствор А1₂О₃ из бокситового сырья необходимо, во-первых, подобрать температуру выщелачивания боксита в щелочном растворе [134-137] в соответствии с химической активностью глиноземсодержащего минерала. Во-вторых, важным параметром является скорость вскрытия бокситового сырья, которая зависит от концентрации каустической щелочи (Na₂O_к) и времени обработки боксита. Для сравнения экспериментальных данных с технологией выщелачивания, принятой на уральских заводах, лабораторные опыты проводили с бокситом Тимана (СТБР), обожженным известняком, заводским двухкомпонентным спеком, пылью электрофильтров ветвей спекания УАЗа и БАЗа.

1. 1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   21

---