Результат интеллектуальной деятельности: КОМПЛЕКС ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ БОКСИТОВОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии производства глинозема из бокситов различного качества.

Из уровня техники известны схемы аппаратурного оформления метода переработки бокситов по параллельной схеме Байер-спекание [1, с.571-572], применяемой на уральских алюминиевых заводах. В байеровской ветви перерабатывается малокремнистый боксит, а в спекательной ветви - высококремнистый. Практика работы глиноземных производств показала, что операция выщелачивания спека представляет собой определенные трудности в связи с громоздкостью оформления аппаратурно-технологической схемы и применяемым для этого оборудованием, что является недостатком известного технического решения.

Известны также способы переработки бокситов на глинозем, реализующие комбинированного методы параллельного варианта Байер-спекание с применением двух линий производственного оборудования, в одной из которых перерабатываются высококачественные бокситы, а в другой - низкокачественные [2-3]. Недостатком является сложность аппаратурного оформления выщелачивания спека.

Известен также способ переработки бокситов на глинозем по параллельной схеме Байер-спекание, описанный в патенте РФ № 2232716 [4].

Способ включает в ветви Байера размол боксита в оборотном растворе, выщелачивание, сгущение с получением алюминатного раствора и красного шлама, промывку красного шлама, декомпозицию алюминатного раствора с получением гидроокиси алюминия и маточного раствора, выпарку маточного раствора с получением оборотного раствора, кальцинацию гидроокиси алюминия с получением глинозема. В ветви спекания производят подготовку шихты, направление шихты на спекание, спекание шихты, выщелачивание полученного спека с получением алюминатного раствора, содержащего кремнезем, и красного шлама, обескремнивание алюминатного раствора с получением белого шлама и обескремненного алюминатного раствора, подачу его в ветвь Байера на декомпозицию, переработку белого шлама ветви спекания. Шихту, направляемую на спекание, готовят смешиванием красного шлама, боксита и оборотного раствора с дозировкой в оборотный раствор свободной щелочи для достижения молярного отношения Na₂О/(Аl₂О₃+SiO₂)=1-1,2 и достижения молярного отношения Аl₂О₃/Fe₂О₃=0,33-0,5, спекание осуществляют при температуре 350-450°С. Способ по аналогу позволяет обеспечить экономию боксита и снизить удельный расход топлива. Однако способ не предусматривает упрощение технологии переработки бокситового сырья.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому объекту является комплекс для переработки бокситового сырья по параллельной схеме Байер-спекание, описанный в книге [5, с.265].

По прототипу комплекс для переработки бокситового сырья содержит две линии, в первой из которых последовательно расположены дробилка для дробления высококачественного боксита, мельница для размола боксита в оборотном растворе, автоклав для выщелачивания полученной пульпы, сгуститель, промыватель, декомпозер, выпарной аппарат, трубчатая печь кальцинации, во второй линии расположены дробилка для дробления низкокачественного боксита, мельница для размола боксита в содовом растворе, коррекционный бассейн, печь спекания, дробилка для дробления спека, диффузорная батарея для выщелачивания спека, автоклав для обескремнивания алюминатного раствора, трубопровод для подачи обескремненного раствора в декомпозер первой линии.

Недостатком комплекса по прототипу является сложность технологической схемы переработки бокситового сырья.

Технический результат, на достижение которого направлен предлагаемый комплекс - упрощение технологической схемы переработки бокситового сырья.

Технический результат достигается за счет того, что комплекс для переработки бокситового сырья содержит две линии, в первой из которых последовательно расположены дробилка для дробления высококачественного боксита, мельница для размола боксита в оборотном растворе, автоклав для высокотемпературного выщелачивания полученной пульпы, сгуститель, промыватель, декомпозер, выпарной аппарат, трубчатая печь кальцинации, во второй линии расположены дробилка для дробления низкокачественного боксита, мельница для размола боксита в содовом растворе, коррекционный бассейн, печь спекания, дробилка для дробления спека.

Комплекс отличается тем, что между первой и второй линиями установлен дополнительный транспортер, соединяющий дробилку для дробления спека и мельницу для размола боксита в оборотном растворе. Наличие транспортера позволяет передавать в первую линию спек для дальнейшей его переработки вместо его выщелачивания во второй линии.

Такое аппаратурное оформление позволяет отказаться от наличия диффузорной батареи для выщелачивания спека, автоклава для обескремнивания алюминатного раствора и трубопровода для подачи обескремненного раствора в декомпозер первой линии, что в целом упрощает технологическую схему переработки бокситового сырья.

На фиг.1 приведена схема расположения устройств, входящих в комплекс.

Комплекс для переработки бокситового сырья (фиг.1) в первой линии (выделена штриховой линией) содержит последовательно соединенные дробилку для дробления высококачественного боксита 1, мельницу 2 для размола боксита в оборотном растворе, автоклав 3 для высокотемпературного выщелачивания полученной пульпы, сгуститель 4, промыватель 5, декомпозер 6, выпарной аппарат 7, печь кальцинации 8. Во второй линии (выделена штрихпунктирной линией) последовательно расположены дробилка для дробления низкокачественного боксита 9, мельница 10, коррекционный бассейн 11 для дозировки и смешения шихты в виде боксита, соды, известняка, белого шлама, печь спекания 12, дробилка 13 для дробления спека. Между первой и второй линиями установлен дополнительный транспортер 14, соединяющий дробилку для дробления спека и мельницу для размола боксита в оборотном растворе.

Предлагаемый комплекс работает следующим образом. В первой линии высококачественный боксит подвергают дроблению в дробилке 1, затем боксит поступает в мельницу 2 для размола в оборотном растворе. Полученную пульпу подают в автоклав 3 для высокотемпературного выщелачивания, затем пульпа после выщелачивания и разбавления поступает в сгуститель 4, где происходит отделение красного шлама от алюминатного раствора. Красный шлам направляют в промыватель 5 для отмывки его от щелочи с дальнейшей транспортировкой отмытого шлама на шламовое поле. Алюминатный раствор подается в декомпозер 6, где происходит получение гидроксида алюминия и маточного раствора. Маточный раствор подается в выпарной аппарат 7 с целью удаления привнесенной воды с получением оборотного раствора, подаваемого снова в мельницу 2 для измельчения боксита. Оборотная сода, полученная при выпарке, направляется во вторую линию в коррекционный бассейн 11. Гидроксид алюминия после отмывки его от щелочного раствора, подается в печь кальцинации 8 для получения глинозема. Во второй линии низкокачественный боксит подвергается дроблению в дробилке 9, измельчению в мельнице 10, корректировке шихты боксита, оборотной соды, известняка, белого шлама в коррекционном бассейне 11. Откорректированная шихта подается в печь спекания 12 для получения спека. Полученный спек подвергают операции дробления в дробилке 13 и транспортировке его с помощью транспортера 14 в мельницу 2 первой линии для совместного его измельчения с бокситом в оборотном растворе с целью дальнейшей совместной переработки в автоклаве.

Применение предлагаемого технического решения позволяет достичь технического результата, заключающегося в упрощении технологической схемы переработки бокситового сырья. Это происходит за счет отказа от использования диффузорных батарей для выщелачивания спека, а также автоклавов, используемых для обескремнивания алюминатного раствора и трубопровода для подачи обескремненного раствора в декомпозер первой линии. По данным сайта (https://www.equipnet.ru/news/other/other_571.html) цена изготовления автоклава на ОАО «Уралхиммаш» в ценах 2002 г. составляет 2 млн. руб. и примерно такую же величину составляет цена диффузора. Обычно в технологическом цикле используется до 10 автоклавов и 10 диффузорных батарей, в каждой из которых находится до 12 диффузоров. Итого из технологического цикла становится возможным исключить 10+120 единиц оборудования, стоимость каждой из которых составляет 2 млн. руб. Таким образом, экономический эффект от предлагаемого усовершенствования за счет капитальных затрат без учета дополнительных затрат на монтаж и обслуживание оборудования в соответствии с вышеприведенными данными составляет 260 млн руб.

Дополнение к описанию

Библиографические данные источников информации

1. Лайнер А.И. Производство глинозема. М.: Металлургиздат,1961. 620с.

2. Патент на изобретение RUS 2360865. Опубл. 03.12.2007. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БОКСИТОВ НА ГЛИНОЗЕМ / Логинова И.В., Логинов Ю.Н., Чайкин Л.И., Молочков А.А.

3. Патент на изобретение RUS 2245371. Опубл. 03.02.2003. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КРАСНОГО ШЛАМА ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА / Коршунов Е.А., Буркин С.П., Логинов Ю.Н., Логинова И. В., Андрюкова Е.А., Третьяков В.С.

4. Патент РФ № 2232716. МПК C01F7/38. Опубл. 2004.07.20. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БОКСИТОВ НА ГЛИНОЗЕМ/ И.В. Логинова; Ю.Н. Логинов; С.Ф. Ордон; В.А. Лебедев

5. Лайнер А.И., Еремин Н.И., Лайнер Ю.А., Певзнер И.З. Производство глинозема М.: Металлургия, 1978. 344с.