Способ переработки бокситов

(5)5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У едовательскогии и Никол тков, Л.И.Водоолов и И.В.ГавР 85, с. 66-7 ноземэ, Ново И БОКСИТОВтение относитсяству. Сущность: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Всесоюзный научно-исинститут химической техноевский глиноземный завод(57) Использование: изобрек глиноземному проиэвод Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при получении глинозема по методу Байера,Известен способ обработки щелочных технологических растворов, в частности содержащих алюминий, в анодной камере двухкамерного электролиэера с катионообменной мембраной с регенерацией щелочи в катодной камере.Недостатком способа является то, что регенерируемая в катодной камере щелочь не может быть использована без дополнительного концентрирования во избежание нарушения водного баланса, в технологической схеме получения глинозема по методу Байера, где в оборотный раствор для восполнения убыли щелочи добавляется раствор гидроксида натрия с концентрацией 450 г/л Иа 20.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ электрохимической обработки алюминатных растворов в анодной камере боксит выщелачивают с получением алюминатного раствора, который направляют на электродиализ в анодную камеру двухкамерного электролизера с катионообменной мембраной. Анолит выкручивают с получением гидроксида алюминия и маточного раствора, который направляют в катодную камеру электролизера. Католит упаривэют и подают на выщелачивание. Злектроциализ ведут при плотности тока 500 - 1000 А/м до2 каустического модуля в католите 3,8-4,2. 1 табл. 1 ил,двухкамерного электролизера с кэтионообменной мембраной на основе сорбента КУ - 2 при плотностях тока 280-560 А/м . В анодной камере каустический модуль (а) алюминатного раствора снижали до 1,24, затем алюминатный раствор направляли на выкручивание, которое осуществлялось обычным способом при температуре 30 С и эатравочном отношении 1.0, Степень разложения алюминатного раствора за 8 часов выкручивания достигала 70%. В катодной камере концентрировали щелочь до 186- 320 г/л в зависимости от плотности тока,Недостатком этого способа является то, что щелочь, выводимая из алюминэтного раствора перед выкручиванием с целью увеличения его степени разложения, может быть возвращена в процесс только после дополнительного концентрирования (упаривания), так как использование слабого раствора щелочи в качестве первоначального электролита в катодной камере приводит к нарушению водного баланса схемы, Крометого, что это технологически нецелесообразно, это еще и дополнительные энергетические затраты на упаривэние введенной водьь обьем которой составит 20 - 30% от обьема обрабатываемого электродиализом алюминатного раствора, Затраты на удаление тонны введенной воды составят - 0,08 Гкал. Способ электрохимической обработки алюминатного раствора с одновременным концентрированием щелочи в катодной камере двухкамерного аппарата осуществлялся с низким выходом по току (55-65 ) и высокими энергетическими затратами (1800-3800 кВт ч на тонну глинозема), так как концентрирование щелочи в катол ите достигалось за счет многократного повторения процесса обработки алюминатного раствора до ак 1,24, вследствие чего происходило суммирование значительных затрат электроэнергии на конечных этапах его обработки,Целью изобретения является снижение энергетических затрат.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включа 1 ощем электродиэлиз алюминатного раствора в анодной камере двухкамерного электролизера с катионообменной мембраной с последующим выкручиванием анолита с получением гидроксида алюминия и маточного раствора, подачу в катодную камеру щелочьсодержащего раствора и упаривание католита, в качестве щелочьсодержащего раствора используют маточный раствор и электродиализ ведут при плотности тока 500-1000 А/м до достижения в католите каустического модуля 3,8 - 4,2, Благодаря совместной электродиализной обработке алюглинатного и маточного растворов происходит одновременный вывод щелочи из алюминатного раствора перед операцией выкручивания и возврат ее в следующий по схеме раствор, что исключает, в отличие от прототипа, ввод воды с католитом в технологическую схему, Вследствие этого отпадает необходимость в дополнительном упаривании оборотного раствора и связанных с этим энергозатрат. Это обуславливает также более высокий выход по току и меньший расход электроэнергии в процессе электродиализа, В процессе совместной электродиализной обработки алюминатного и маточного растворов в последнем достигается каустический модуль 3,8-4,2 при снижении его в алюминатном растворе до 1,3-1,35, Дальнейшее уменьшение каустического модуля алюминатнсго раствора нецелесообразно из-за резко возрастающего расхода электроэнергии и воз 5 10 можных потерь глинозема в процессе его транспортировки за счет самопроизвольного разложения. Степень разложения алюминатного раствора с а,; 1,3-1,35 на 10- 150 выше, чем необработанных электродиализом растворов с ак 1,5-1,55,Получение маточных растворов с каустическим модулем 3,8-4,2 способствует повышению эффективности оборота щелочи, что в свою очередь позволит увеличить производительность передела выщелачивания на 10%,Выбор данного интервала плотностей тока при переработке алюминатного рас 15 твора обусловлен тем, что при плотноститока ниже 500 Лlм из-за снижения произ 2водительности значительно возрастаюткапитальные затраты на осуществлениепроцесса. а при плотностях тока выше20 1000 А/м выход по току падает ниже 600 ,а расход электроэнергии возрастает более,чем в 2 раза.Кроме того, предлагаемое техническоерешение позволяет значительно снизить25 концентрацию органических примесей воборотных растворах, тэк как за счет электродных процессов происходит их окислениев анолите и восстановление в католите,На чертеже показана принципиальнаяЗО схема способа переработки боксита,Способ осуществлялся следующим образом,Получающийся при выщелачиваниибокситов алюминатный раствор с а, 1,535 1,55 подвергался электродиализу в аиоднойкамере двухкамерного электролизера, оснащенного катионообменной мембраной1 ЛКК - 1 на основе сорбента КУ - 2, Полезнаяплощадь мембраны составляла 60 см, рас 40 стояние между мембраной и электродами -5 мм. Катод - титан, анод - платинированный титан. Объемы анолита и католита составляли по 1200 мл каждый,Исследования проводились при плотностях тока 400-1000 А/м . В процессе элек 2тродиализа каустический модульалюминатного раствора снижался до 1,31,35, после чего раствор направлялся на выкручивание, Операция выкручивания50 осуществлялась в лабораторных декомпозерах при температуре 60 С и затравочномотношении 1,0, Получающийся после отделения выпавшего осадка гидроксидэ алюминия маточный раствор направляли в55 ка годную камеру электролизера, где его каустический модуль увеличивался до 3,8 - 4,2,По окончании процесса электродиализа маточный раствор возвращался в голову процесса на стадию выщелачивания.1775384 Таблица Электродиалианая обработка алонинатного н маточного растворов Напрякение,Способ Плотность тока, лунаднолит Катопит Расход Выход электроэнергиикВт чт А 1 аоа то,г Концепт я, г/ Каустическид те- ень нцентр устиескид олуль ность оборо целок гкг А 1 кг Иа 120 а орга- ника 11 а 10 аОП М А 1 еоа о н,58 800 4,56 218,3 21 1,64 4,0 1,24 70 320 3,248,0128,1143,31 ге,г142,1 0,5 еоо 4,8 142,5 155,6 124,6 56,1 141,0 154,5 124,6 154,5 144,8 154,0 128,3 154,5 14 1,8 154,0 126,4 154,о 19,7 18,5 22,3 61,6 61,2 5 о,2 56,0 59,5 59,0 58,7 58,3 1,511,31 641,501,33 611,551,34 62 98 3,45 гг 9 3 ео 18,9 3,6916,2 4,17 20,5 3,57 17,4 3,92 20,1 3,65 17,7 4,1 0,66 0,70 00 500 5 длагае 1000 20,7 2 7 20,2 129, 1 140 5 130, 1 145,6 77 500 1 ОС го,9,1,511,35 60 0,6 1900 Полученные результаты представлены в табл. 1 и 2.Как видно из данных, использование маточного раствора в качестве католита позволяет совместить в одном процессе вывод щелочи из алюминатного раствора и возврат ее в последующий технологический раствор. Процесс электродиализа осуществлялся с более высоким выходом по току (88 - 67 оь) и с меньшими затратами электроэнергии (1000-1900 кВт ч/т глинозема) при плотностях тока 400 - 1000 А/м, Эффективгность оборота щелочи, характеризующая степень использования находящейся в обороте щелочи, увеличивалась на 0,08-0,12 кг А 1203/кг йа 20 к по сравнению с прототипом. В действующей схеме Николаевского глиноземного завода она составляет 0,54 кг А 20 З/кг Иа 20 к. Концентрация органических примесей в алюминатном растворе снижалась на - 707 ь, а в маточном раство- рЕ - На 1507 Ь, СЛЕдОВатЕЛЬНО. В ОбарОтНОМ растворе концентрация органических примесей уменьшится на 20%, Снижение концентрации органических примесей в технологических растворах позволит улучшить показатели на ряде переделов, в особенности на переделах выкручивания,выпарки и при отделении алюминагного раствора от красного шлама, при мокром помоле боксита,Таким образом, предлагаемое техниче ское решение позволяет по отношению кпрототипу снизить энергетические затраты за счет большей эффективности процесса электродиализа и исключения дополнительного упаривания католита.10 Формула изобретения Способ переработки бокситов, включающий выщелачивание с получением алюми натного раствора, электродиализалюминатного раствора в анодной камере двухкамерного электролизера с катионообменной мембраной с последуощим выкручиванием анолитас получением гидроксида 20 алюминия и маточного раствора, подачу вкатодную камеру щелочьсодержащего раствора и упаривание католита, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения энергетических затрат, в качестве щелочьсодержа щего раствора используют маточныйраствор и электРодиализ ведут при плотности тока 500 - 1000 А/м до достижения вгкатолите каустического модуля 3,8 - 4,2.17753 б 4 таблица Конкретные причеры выполнения иэобоетения ОффекиерасколэлектроКатолит Енлоц оо току, ь Лнолит Няпряяение, 0 Плотностьоборота Концентоация,г/л ностьтока,д/нт Качстическийчоцуль Концентрация,г/л Каустическийиойуль Сте- лень энергиикот,чт Лэбэ щелочикгкг ЙаОь Каобь ЛТУ 1 ра элоения,1,541,35 60 142,1 1519 125,5 152,5 144,8 154,0 15,9 154,5 141,6 154,5 126,8 154,5 5,0 500 0,63 85 1150 80 1600 700 7,0 0,63 8,0 1000 0,66 72 1700 144,2 53,2 22,6 154,0 500 81 0,67 1250 144,2 153,2 21,3 153,5 141,6 154,5 122,6 155,2 7,0 700 1800 0,67 75 8,0 1000 66 0,70 2000 Боям/77 и 1 июг 7 Ф/Юец/ит/27/77//ь/и растборс сй 1.7-1 Л С.1-,идролс то 67/77 ОФ/д/Ю /т 7 ЖУ 77Са/ь УФГли//оэем оставитель Т.Курносовехред М.Моргентал Корректор А,Долинич едактор А,Бер Заказ 4017 Тираж Подписно ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откры 113035, Москва, /К, Раушская наб 415