Файл: Высокотемпературное выщелачивание бокситов.docx

в лабораторном термостате, по аналогии с системой пятикратной промывки красных шламов. В результате проведенных экспериментов получены следующие результаты:

При добавлении в лабораторный стакан репульпрированной навески ПЭФ чистый слив был получен при первой стадии промывки красного шлама (рисунок 3.6).



Рисунок 3.6 – Сливы после первой стадии промывки красного шлама

В лабораторном стакане с красным шламом без добавки навески ПЭФ слив был мутным, с явным наличием мелкодисперсных частиц. Скорость осаждения основного количества твёрдой фазы красного шлама при первой стадии промывки была одинаковой.

Механизм взаимодействия мелкодисперсных частиц красного шлама отделения спекания с частицами ПЭФ заключается, предположительно, в первую очередь в поверхностных свойствах частиц пыли, благодаря которым осуществляется физическая сорбция коллоидных частиц шлама.

Пыль проходит до попадания в электрофильтр достаточную термообработку (от 700 до 220 ^оС), частички приобретают определенную поверхностную энергию, обуславливающую агрегацию, которая только усиливается из-за наличия в составе пыли легко растворимых соединений. Как следствие увеличивается удельная поверхность частиц.

Наличие в составе ПЭ такого универсального минерального соединения, как ГКАК (гидрокарбоалюминат кальция, ИК - спектр 1430- 1440 см^-1), возможности которого описаны в работах [130,142], и могут быть рассмотрены как коагулирующие.

Однако данная технология работает только со шламами отделения спекания. Попытка применения вышеописанной технологии к операции сгущения красных шламов ветви гидрохимии в лабораторных условиях к

---

положительным результатам
не привела, это объясняется другим вещественным составом красных шламов ветви Байера.

Исходя из этого, предложена технологическая схема введения ПЭФ, минуя холодный конец печи спекания напрямую в технологический цикл ветви Байера.

Учитывая универсальные возможности гидрокарбоалюмината кальция (ГКАК) и положительные результаты выщелачивания пыли дистиллятом, предлагается смешивать пыль с пароконденсатом в мешалке, с последующей отправкой полученной пульпы в отделение сгущения на первую стадию с целью реализации коагулирующих-флокулирующих свойств ГКАК, а также возврата в процесс полезных растворимых соединений и щелочей с промводой.

Далее возникло предположение дозировать возвратную пыль электрофильтров напрямую в мешалку с оборотным раствором, для дальнейшего направления получившегося кека в отделение размола ветви Байера.

Для подтверждения были проведены лабораторные исследования с бокситом Тимана, известняком, возвратной пылью (ПЭФ) ветви спекания двух компонентных шихт. В качестве реагента использовался заводской оборотный раствор (Na₂О_к =315,1 г/л; А1₂О_з=142,1 г/л; α_к =3,65). Цель: сравнение скорости осаждения шламов после совместного выщелачивания и шламов после стандартного выщелачивания.

По данной задаче было проведена серия опытов: выщелачивание СТБР и пыли ЭФ, дозируемой в количестве 30% от веса боксита, при концентрации оборотного раствора по Na₂O_к : 315, 280, 250 г/л. Проведено сгущение и промывка красного шлама по аналогии с промышленной схемой с дозировкой флокулянта CYTEC HX -300 из расчета 400 г/т шлама. Проба-свидетель: боксит СТБР + 2% CaO, выщелоченная в стандартных

---

условиях с заводским раствором.

Синтетический флокулянт разбавлялся в 2 захода, сначала до концентрации в 1-0,5 %, потом до 0,05 % дистиллированной водой. Сравнение скоростей видно из графиков на рисунках 3.7, 3.8, 3.9, 3.10. На стадии сгущения скорость осаждения шламов после совместного выщелачивания несколько хуже, чем пробы свидетеля.

Высота осветленного слоя, см
Это объясняется большим количеством исходного сырья на тот же объём раствора, но в последствии ситуация выравнивается. Четвёртая и 5-я стадии протекают аналогично третьей.

Рисунок 3.7 – Результаты экспериментов по сгущению красного шлама после выщелачивания боксита: Ряд 1- Шлам после стандартного выщелачивания, Ряд 2-

Шлам после совместного выщелачивания боксита и ПЭФ


Высота осветленного слоя, см


Рисунок 3.8 – Результаты экспериментов по сгущению красного шлама после первой стадии промывки: Ряд 1- Шлам после стандартного выщелачивания, 2-

Шлам после совместного выщелачивания боксита и ПЭФ


Высота осветленного слоя, см


Рисунок 3.9 – Результаты экспериментов по сгущению красного шлама после второй стадии промывки: Свидетель – Шлам после стандартного выщелачивания, Эксперимент – Шлам после совместного выщелачивания боксита и ПЭФ


Высота осветленного слоя, см


Рисунок 3.10 – Результаты экспериментов по сгущению красного шлама после

---

третьей стадии промывки: Свидетель – Шлам после стандартного

выщелачивания, Эксперимент – Шлам после совместного выщелачивания боксита и ПЭФ
В результате, влияние навески пыли электрофильтров на седиментационные свойства красных шламов после выщелачивания бокситов обнаруживается только при сгущении и начальных стадиях промывки, затем седиментационные свойства выравниваются. Как уже говорилось это влияние, скорее всего, связано с возросшим объемом сырья на выщелачивании.

3. 1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   21

---

Выводы по главе

1. 
   Выявлено, что использование пыли электрофильтров в качестве дополнительного компонента при выщелачивании бокситов по способу Байера позволяет повысить степень извлечения глинозема в раствор на 1-2%, снизить количество добавляемой извести. Увеличение степени извлечения
   

глинозема достигается вследствие образования в присутствии спека или пыли электрофильтров алюможелезистых гидрогранатов, наличие которых в красных шламах подтверждается физико-химическими методами анализа. Образование алюможелезистых гидрогранатов также снижает на 0,2-0,9% содержание щелочи в красном шламе.

2. 
   Доказано, что высокотемпературное выщелачивание можно применять в параллельном варианте Байер – спекание для совместного выщелачивания бокситов, бокситовых спеков и пыли электрофильтров. При этом удается снизить концентрацию оборотного раствора на 50-70 г/л, а продолжительность выщелачивания на 30 минут без снижения степени извлечения глинозема.
   
3. 
   Показано, что использование пыли электрофильтров в качестве добавки для выщелачивания боксита позволяет снизить затраты кальцинированной соды, вводимой в процесс для восполнения потерь каустической извести. Это достигается не только снижением содержания каустической щелочи в красном шламе, но также и возвратом каустической и карбонатной щелочи в процесс вместе с пылью электрофильтров.
   
4. 
   Исследовано влияние добавки пыли электрофильтров на седиментационные свойства красного шлама, полученного при выщелачивании бокситовых спеков. В результате в присутствии пыли электрофильтров чистый слив был получен уже на первой стадии промывки, в то время как без навески ПЭФ раствор оставался мутным.
   
5. 
   Предложен механизм коагулирующего действия ПЭФ, который заключается в содержащемся в ней гидрокарбоалюминате кальция, а также в поверхностных свойствах самой пыли.
   
6. 
   Изучено влияние пыли электрофильтров на сгущение красных шламов после их совместного выщелачивания с бокситами. При этом показано, что добавка пыли электрофильтров при выщелачивании бокситов в цикле Байера практически не ухудшает седиментационных свойств красных шламов, а
   

---