Спосіб переробки алунітової руди

Реферат: Спосіб переробки алунітової руди включає подрібнення алунітової руди, відпал при температурі 550-560 °C, вилуговування, відділення розчину від твердого залишку. UA 75454 U (54) СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ АЛУНІТОВОЇ РУДИ UA 75454 U UA 75454 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до кольорової металургії, зокрема до технології переробки алунітових руд. Відомий спосіб переробки алунітової руди на алюмокалієві квасці і сірчанокислий алюміній, який є найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, і тому взятий як найближчий аналог (Патент RU № 2013373, публ. 1994.05.30). Даний спосіб переробки алунітової руди включає відпал дробленої алунітової руди, гідрохімічну обробку відпаленої руди розчином сірчаної кислоти, відділення розчину від твердого залишку з наступною кристалізацією з нього алюмокалієвих квасців з добавкою хлориду калію, причому дозують його в стехіометричному співвідношенні до вмісту іонів натрію на конверсію алюмонатрієвих квасців. З розчину в осад виділяють алюмокалієві квасці у вигляді великих кристалів, а маточний розчин, очищений від алюмокалієвих квасців, містить сірчанокислий алюміній і поварену сіль. Основним недоліком відомого способу переробки алунітової руди є недостатньо повне вилучення із сировини товарної продукції. Задачею пропонованого способу переробки алунітової руди є розширення асортименту товарної продукції і зниження собівартості. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі переробки алунітової руди, що включає подріблення алунітової руди, відпал її при температурі 550-560 °C, вилуговування розчином кислоти, відділення розчину від твердого залишку, згідно з корисною моделлю, після подрібнення перед відпаленням руду розмелють в порошок, а вилуговування проводять в два етапи, після відпалу проводять вилуговування порошку у воді в співвідношенні твердої фази до рідкої (Т: Ж) = 1:2 при температурі 40-50 °C, шляхом перемішування, фільтрують і вологу (80 % вологості) руду знову вилуговують 35 % розчином азотної кислоти при температурі (50-55)°С протягом 1 години і після відділення розчину від твердого осаду, який виводять із системи, як товарну продукцію (сіштоф), фільтрат піддають гідролізу аміачною водою з концентрацією 25 % NH3 до рН 4-4,5 із наступним поділом продуктів гідролізу, рідку фазу також виводять як рідке азотно-калійне добриво, а вологий (80 % вологості) твердий осад сульфогідроксиду алюмінію піддають термообробці при температурі (280-300)°С і далі змішують з 94 % розчином сірчаної кислоти і отримують плав коагулянту сірчанокислого алюмінію. Первинне вилуговування порошку алуніту у воді істотно покращує його подальше кислотне розкладання. Задача вирішується за рахунок використання комбінованого способу вилуговування, спочатку вилучаються з відпаленої руди розчинні у воді солі, а потім провадиться кислотне вилуговування нерозчинних у воді сполук. Технологічний процес отримання сірчанокислого алюмінію і рідкого азотно-калійного добрива при переробці алунітових руд за пропонованим способом здійснюють наступним чином. Алунітову руду подрібнюють в порошок з наступним відпаленням порошку алуніту при температурі 550-560 °C, потім проводять вилуговування відпаленого порошку алуніту водою шляхом перемішування його у воді в співвідношенні твердої фази до рідкої (Т: Ж) = 1:2 при температурі 40-50 °C. Отриману пульпу фільтрують на вакуум-фільтрі, при цьому в рідку фазу переходить частина К2О у вигляді сульфату калію. Далі вологу активовану руду вилуговують розчином азотної кислоти концентрацією порядку 35 % HNO3. Розчин потрібної концентрації готують з товарної азотної кислоти (48-56) % HNO3 і промивних водних розчинів наступних стадій технології. Витрата кислоти (110-120) % від стехіометрії по алюмінію. Температуру процесу кислотного вилуговування підтримують в діапазоні (50-55)°С. Термін вилуговування приблизно 1 годину. Пульпу розділяють методом фільтрації на вакуум-фільтрі, при цьому отримують розчин суміші сульфатів і нітратів калію і алюмінію з невеликим надлишком вільної азотної кислоти. Фільтрат повинен мати температуру не нижче 40 °C, щоб він не закристалізувався. Фільтрат з вмістом близько 7 % Аl2О3 передають на стадію гідролізу. Гідроліз продукту вилуговування алуніту проводять аміачною водою. Товарну аміачну воду концентрацією 25 % NH3 розбавляють промивним водним розчином подальших стадій технології. При взаємодії компонентів азотнокислотної витяжки з аміаком у вигляді гелю виділяється сульфогідроксид алюмінію (сульфоглинозем). У рідкій фазі залишаються нітрати амонію і калію. Гідроліз ведуть до рН 4-4,5. При гідролізі за рахунок тепла хімічних реакцій температура підвищується приблизно до (5065)°С. Процес слід вести при слабкому перемішуванні. Далі продукти гідролізу розділяють. Одержувану при поділі пульпи рідку фазу виводять з системи як рідке азотно-калійне добриво. У такому добриві міститься (10-14) % Nзar. і (1-2)% К2О. Тверду фазу, що виділена при поділі продукту гідролізу, промивають гарячою водою з утворенням утилізованої промивної води, яка містить NH4NO3 і KNO3. 1 UA 75454 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Відмитий вологий осад сульфогідроксиду алюмінію містить у вигляді не вимитих домішок, в основному, нітрат амонію і сліди К2О. Перед передачею на виробництво коагулянту осад термооброблють при температурі (280-300)°С. При цьому, напівпродукт не тільки висушується, але й денітрується. При термообробці невеликі домішки нітрату амонію розкладаються з утворенням молекулярного азоту та малотоксичного закису азоту. Термооброблений сульфогідроксид алюмінію є прекрасною, активною сировиною для отримання сплаву гідрату сульфату алюмінію. Сірчану кислоту необхідної концентрації змішують з сульфогідроксидом алюмінію. Отримують плав коагулянту, який при охолодженні містить не менше 15 % Аl2О3. Термооброблений сульфогідроксид алюмінію потенційно можна використовувати для отримання коагулянту нового покоління типу сульфооксихлориду алюмінію. Приклад. 1000 кг меленої і відпаленої при температурі 550 °C руди, що містить 20 % Ад2О3 і 6 % К2О, 20 % SO3, після активації водою і перемішування в співвідношенні Т: Ж = 1:2, фільтрують на вакуум-фільтрі з виділенням активованої руди (із залишковим вмістом 12-14 % Н2О) і рідкої фази, в яку переходить частина К2О у вигляді сульфату калію. Вологу активовану руду піддають вилуговуванню протягом 1 години при температурі 50-55 °C 48 % розчином HNO3 у кількості 670 кг. В результаті вилуговування отримують фільтрат з вмістом 7 % А12О3, який передають на стадію гідролізу, і вологий осад сіштофу (25 % Н2О), який промивають водою і передають на утилізацію. Вилучення алюмінію з алунітової руди перевищує 95 %. Гідроліз продукту вилуговування алуніту проводять аміачною водою. Товарну аміачну воду концентрацією 25 % NH3 розбавляють промивним водним розчином подальших стадій технології. При взаємодії компонентів азотнокислотної витяжки з аміаком у вигляді гелю виділяється сульфогідроксид алюмінію (сульфоглинозем). У рідкій фазі залишаються нітрати амонію і калію. Гідроліз ведуть до рН 4-4,5 при слабкому перемішуванні. Далі продукт гідролізу розділяють на вакуум-фільтрі. При поділі рідку фазу виводять як рідке азотно-калійне добриво з вмістом поживних речовин: Nзar. (10-14)% і К2О (1,5-2 %) в кількості 3400 кг. У складі добрива345 кг Nзar. і 50 кг К2О. Тверду фазу промивають гарячою водою. Відмитий вологий осад (80 % вологості) сульфогідроксиду алюмінію термооброблюють при температурі 300 °C. При цьому напівпродукт не тільки висушується, але й денітрується. Невелика домішка нітрату амонію розкладається з утворенням молекулярного азоту та малотоксичного закису азоту. Далі змішують 325 кг 94 % сірчаної кислоти з термообробленим сульфогідроксидом алюмінію і отримують 1300 кг плаву коагулянту (сірчанокислого алюмінію) з вмістом не менш як 15 % Аl2О3. Крім того, отримують 550 кг побічного продукту - сіштофу. Сіштоф містить більше 93 % SiO2. Сіштоф не забруднений кислотою і може бути утилізований. На основі сіштофу з добавками цеоліту і лугу отримують легковагий гравій 3 "кремнезит", у якого щільність гранул складає 0,8 т/м . Використання пропонованого способу переробки алунітової руди дозволить істотно розширити асортимент товарної продукції одержуваної з алуніту і знизити собівартість переробки руди. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 Спосіб переробки алунітової руди включає подрібнення алунітової руди, відпал її при температурі 550-560 °C, вилуговування, відділення розчину від твердого залишку, який відрізняється тим, що після подрібнення перед відпаленням руду розмелють в порошок, а вилуговування проводять у два етапи, після відпалу проводять вилуговування водою у співвідношенні твердої фази до рідкої (Т:Р)=1:2 при температурі 40-50 °C шляхом перемішування, фільтрують і потім вологу (80 % вологості) руду знову вилуговують 35 % розчином азотної кислоти при температурі 50-55 °С протягом 1 години і після відділення розчину від твердого осаду, який виводять із системи як товарну продукцію (сіштоф), фільтрат піддають гідролізу аміачною водою з концентрацією 25 % NH3 до рН 4-4,5 з наступним поділом продуктів гідролізу, а рідку фазу також виводять як рідке азотно-калійне добриво, а вологий (80 % вологості) твердий осад сульфогідроксиду алюмінію піддають термообробці при температурі 280-300 °С і далі змішують з 94 % розчином сірчаної кислоти і отримують плав коагулянту сірчанокислого алюмінію. 2 UA 75454 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3