RU2250196C2 - Method for hydrochemical processing of alunite ore containing silica in the form of amorphous modifications - Google Patents

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy.

SUBSTANCE: alunite ore containing silica in the form of amorphous modifications is subjected to alkaline hydrochemical treatment including crushing to fineness -3 mm and one-step leaching of agitated crushed ore with alkali-aluminate solution for 1-2 h at 60-70°C.

EFFECT: simplified equipment and process flowsheet including recovery of silica, and reduced loss of alkali with refuse slime.

2 ex

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, конкретно к технологии комплексной переработки алунитового сырья.The invention relates to ferrous metallurgy, and specifically to the technology of complex processing of alunite raw materials.

Наиболее близкими известными прототипами предлагаемого способа гидрохимической переработки алунитовой руды являются способы переработки алунитовой руды по авторскому свидетельству №1834248 от 5 марта 1990 г. и патенту РФ №2036839 от 07.02.92 г., включающие дробление алунитовой руды до крупности минус 7 мм, выщелачивание дробленой руды перколяционным методом в две стадии, отличающиеся тем, что с целью повышения извлечения оксида алюминия и щелочей в алюминатный раствор из алунита; сокращения удельного потока растворов и теплоэнергетических затрат в технологическом цикле выщелачивание дробленой руды проводят в противотоке выщелачивающей жидкости к алуниту последовательно в две стадии, при этом первую стадию выщелачивания ведут при t=70-90°С щелочноалюминатным раствором с каустическим модулем 2,6-3,0 в течение 1-2 часов до достижения каустического модуля полученного алюминатного раствора 1,8-1,65, а выщелачивание твердого осадка на второй стадии ведут в течение 2-3 часов щелочноалюминатным раствором с каустическим модулем 4,3-3,8 до снижения каустического модуля раствора после выщелачивания до 3,0-2,6 с последующей подачей его на первую стадию выщелачивания исходной руды. Эти известные способы гидрохимической переработки алунитовой руды непригодны для переработки алунитовых руд, содержащих оксид кремния в виде аморфных модификаций, так как в процессе выщелачивания дробленой руды в две стадии с длительным контактом руды с высокотемпературным алюминатным раствором аморфный оксид кремния вступает в активное взаимодействие с алюминатным раствором с выделением в осадок в нерастворимой форме гидроалюмосиликата натрия, что приводит к большим вторичным химическим потерям каустической щелочи и оксида алюминия с отвальным шламом. При этом также снижается химическое извлечение оксида алюминия из алунитовой руды в раствор из-за зарастания алунитовых капилляров в дробленой руде гидроалюмосиликатом натрия, выделяющимся из алюминатного раствора в осадок.The closest known prototypes of the proposed method for the hydrochemical processing of alunite ore are methods of processing alunite ore according to the author's certificate No. 1834248 of March 5, 1990 and the patent of the Russian Federation No. 2036839 of 02/07/92, including crushing of alunite ore to a particle size of minus 7 mm, leaching of crushed ores by the percolation method in two stages, characterized in that in order to increase the extraction of alumina and alkalis into the aluminate solution from alunite; reduction of the specific flux of solutions and heat and energy costs in the technological cycle, the leaching of crushed ore is carried out in countercurrent leaching fluid to alunite in two stages, the first stage of leaching being carried out at t = 70-90 ° С with an alkaline-aluminate solution with a caustic module of 2.6-3, 0 for 1-2 hours until the caustic module of the obtained aluminate solution reaches 1.8-1.65, and the leaching of the solid precipitate in the second stage is carried out for 2-3 hours with an alkaline aluminate solution with a caustic module m 4.3-3.8 to reduce the caustic module of the solution after leaching to 3.0-2.6, followed by its supply to the first stage of leaching of the original ore. These known methods of hydrochemical processing of alunite ore are unsuitable for the processing of alunite ores containing silicon oxide in the form of amorphous modifications, since in the process of leaching crushed ore in two stages with long-term contact of the ore with a high-temperature aluminate solution, amorphous silicon oxide actively interacts with the aluminate solution with precipitation of sodium hydroaluminosilicate in an insoluble form, which leads to large secondary chemical losses of caustic alkali and alumina niya with dump slurry. This also reduces the chemical extraction of alumina from alunite ore into the solution due to overgrowth of alunite capillaries in the crushed ore with sodium hydroaluminosilicate, which precipitates from the aluminate solution.

Технической задачей изобретения является повышение химического извлечения оксида алюминия из алунитовой руды в раствор и снижение вторичных химических потерь каустической щелочи и оксида алюминия из алюминатного раствора в шламовый остаток руды.An object of the invention is to increase the chemical extraction of alumina from alunite ore into the solution and to reduce the secondary chemical losses of caustic alkali and alumina from the aluminate solution into the slurry ore residue.

Поставленная задача достигается тем, что в способе гидрохимической переработки алунитовой руды, содержащей оксид кремния в виде аморфных модификаций, включающем дробление алунитовой руды и выщелачивание дробленой руды щелочноалюминатным раствором, алунитовую руду перед выщелачиванием дробят до крупности минус три миллиметра и выщелачивание дробленой руды проводят агитационным методом в одну стадию в течение 1.0-2.0 часов при температуре раствора 60-70°С.The problem is achieved in that in the method of hydrochemical processing of alunite ore containing silicon oxide in the form of amorphous modifications, including crushing of alunite ore and leaching of crushed ore with an alkaline-aluminate solution, the alunite ore is crushed to a minus three millimeters before leaching and the leaching is carried out using a crushed ore method using a crushed ore one stage for 1.0-2.0 hours at a solution temperature of 60-70 ° C.

Дробление руды перед выщелачиванием до крупности более трех миллиметров приводит к снижению извлечения оксида алюминия из руды в алюминатный раствор.Crushing the ore before leaching to a fineness of more than three millimeters leads to a decrease in the extraction of aluminum oxide from the ore into the aluminate solution.

Уменьшение крупности дробленой руды менее трех миллиметров позволяет проводить процесс выщелачивания алунитовой руды агитационным методом в одну стадию. Уменьшение продолжительности процесса выщелачивания руды менее одного часа приводит к снижению извлечения оксида алюминия из руды в алюминатный раствор. Увеличение продолжительности процесса выщелачивания дробленой руды более двух часов приводит к увеличению растворения аморфного оксида кремния в алюминатном растворе. Снижение температуры алюминатного раствора ниже 60°С приводит к снижению равновесного растворения сульфатных солей щелочи в алюминатном растворе и к замедлению кинетики процесса перехода оксида алюминия из руды в алюминатный раствор.Reducing the size of crushed ore to less than three millimeters allows the process of leaching of alunite ore to be carried out by the propaganda method in one stage. Reducing the duration of the ore leaching process less than one hour leads to a decrease in the extraction of aluminum oxide from the ore into the aluminate solution. An increase in the duration of the process of leaching of crushed ore more than two hours leads to an increase in the dissolution of amorphous silicon oxide in an aluminate solution. A decrease in the temperature of the aluminate solution below 60 ° C leads to a decrease in the equilibrium dissolution of sulfate salts of alkali in the aluminate solution and to a slowdown in the kinetics of the transition of alumina from ore to aluminate solution.

Повышение температуры алюминатного раствора при выщелачивании дробленой руды выше 70°С приводит к увеличению растворения аморфного оксида кремния в алюминатном растворе и к последующему увеличению вторичных химических потерь щелочи и оксида алюминия со шламовым остатком руды.An increase in the temperature of the aluminate solution during the leaching of crushed ore above 70 ° C leads to an increase in the dissolution of amorphous silicon oxide in the aluminate solution and to a subsequent increase in secondary chemical losses of alkali and aluminum oxide with sludge residue.

Ниже приведены результаты опытов практического осуществления способа гидрохимической переработки алунитовой руды, содержащей оксид кремния в виде аморфных модификаций. Для опытов использовали пробу алунитовой руды, отобранной на месторождении Шопанэ в Турции, содержащей до 30% аморфного оксида кремния. Для сравнения опыты выщелачивания пробы алунитовой руды проводились в условиях известного и предлагаемого способов.Below are the results of experiments on the practical implementation of the method of hydrochemical processing of alunite ore containing silicon oxide in the form of amorphous modifications. For the experiments, we used a sample of alunite ore taken at the Shopane deposit in Turkey containing up to 30% amorphous silicon oxide. For comparison, the experiments of leaching samples of alunite ore were carried out under the conditions of the known and proposed methods.

Проба алунитовой руды имела следующий химсостав в весовых процентах:A sample of alunite ore had the following chemical composition in weight percent:

SiO₂ SiO ₂ Аl₂O_{3 ал.} Al ₂ O _{3 al.} Аl₂О_{3 каол.} Al ₂ About _{3 kaol.} Na₂ONa ₂ O К₂OK ₂ O SО₃ SO ₃ 51,051.0 14,014.0 4,74.7 0,150.15 4.64.6 14,614.6

где Аl₂O_{3 ал.} - оксид алюминия в алуните.where Al ₂ O _{3 al.} - alumina in alunite.

Аl₂О_{3 каол.} - оксид алюминия в каолине.Al ₂ About _{3 kaol.} - alumina in kaolin.

1. Опыты по выщелачиванию пробы руды известным способом проводились в следующих условиях:1. The experiments on the leaching of an ore sample in a known manner were carried out under the following conditions:

- руда дробилась до крупности минус 7 мм,- the ore was crushed to a particle size minus 7 mm,

- выщелачивание дробленой руды проводилось перколяционным методом последовательно в две стадии при температуре раствора 85°С с продолжительностью на первой стадии 1,5 часа, на второй стадии - 3,0 часа;- leaching of crushed ore was carried out by the percolation method in succession in two stages at a solution temperature of 85 ° C with a duration of 1.5 hours in the first stage and 3.0 hours in the second stage;

- химсостав исходного раствора на первую стадию выщелачивания руды:- the chemical composition of the initial solution in the first stage of leaching of ore:

Na₂O - 107 г/л, Аl₂О₃ - 56 г/л, α_к - 3,2;Na ₂ O - 107 g / l, Al ₂ O ₃ - 56 g / l, α _k - 3.2;

- химсостав раствора, полученного после первой стадии выщелачивания:- the chemical composition of the solution obtained after the first stage of leaching:

Na₂O_к - 97 г/л, Аl₂О₃ - 88 г/л, α_к - 1,80;Na ₂ O _k - 97 g / l, Al ₂ O ₃ - 88 g / l, α _k - 1.80;

- химсостав исходного раствора на вторую стадию выщелачивания: Na₂O - 119 г/л, Аl₂О₃ - 41,5 г/л, α_к - 4,7;- the chemical composition of the feed solution to the second leaching step: Na ₂ O - 119 g / l, Al ₂ O ₃ - 41.5 g / l, α _k - 4.7;

- химсостав раствора, полученного после второй стадии выщелачивания:- the chemical composition of the solution obtained after the second stage of leaching:

Na₂O - 116 г/л, Аl₂O₃ - 53 г/л, α_к - 3,6;Na ₂ O - 116 g / l, Al ₂ O ₃ - 53 g / l, α _k - 3.6;

- химсостав промытого шлама, полученного после второй стадии выщелачивания руды в весовых процентах:- the chemical composition of the washed sludge obtained after the second stage of leaching of ore in weight percent:

SiO₂ SiO ₂ Аl₂О_{3 ал.} Al ₂ O _{3 al.} Аl₂O_{3 каол.} Al ₂ O _{3 kaol.} Na₂ONa ₂ O К₂OK ₂ O SО₃ SO ₃ 70,070.0 5,25.2 6,456.45 2,12.1 1,21,2 3,63.6

- химическое извлечение из алунитовой руды в алюминатный раствор:- chemical extraction from alunite ore into an aluminate solution:

Аl₂O_{3 ал.} - 73%, SО₃ - 82%;Al ₂ O _{3 al.} - 73%, SO ₃ - 82%;

- удельный расход алунитовой руды на 1 т оксида алюминия, извлеченного в раствор при выщелачивании руды известным способом - 9,8 т;- specific consumption of alunite ore per 1 ton of aluminum oxide extracted into the solution by leaching the ore in a known manner - 9.8 tons;

- химические потери со шламом в расчете на одну тонну оксида алюминия, извлеченного в раствор:- chemical losses with sludge per one ton of alumina recovered in solution:

Na₂O - 149 кг, К₂O - 85 кг.Na ₂ O - 149 kg, K ₂ O - 85 kg.

2. Опыты по выщелачиванию пробы руды по предлагаемому способу проводились в следующих условиях:2. The experiments on leaching of an ore sample by the proposed method were carried out under the following conditions:

- руда дробилась до крупности минус 3 мм;- ore crushed to a particle size minus 3 mm;

- выщелачивание дробленой руды проводилось в одну стадию агитационным методом при температуре раствора 70°С с продолжительностью 1,5 часа;- leaching of crushed ore was carried out in one stage by the propagation method at a solution temperature of 70 ° C with a duration of 1.5 hours;

- химсостав исходного раствора на выщелачивание пробы руды: Na₂O_к - 119 г/л, Аl₂O₃ - 41,5 г/л, α_к - 4,7;- the chemical composition of the initial solution for leaching of the ore sample: Na ₂ O _to - 119 g / l, Al ₂ O ₃ - 41.5 g / l, α _to - 4.7;

- химсостав раствора, полученного после выщелачивания пробы руды:- the chemical composition of the solution obtained after leaching of the ore sample:

Na₂O_к - 85 г/л, Аl₂О₃ - 7,8 г/л, α_к - 1,80;Na ₂ O _k - 85 g / l, Al ₂ O ₃ - 7.8 g / l, α _k - 1.80;

- химсостав промытого шлама, полученного после выщелачивания пробы руды, в весовых процентах:- the chemical composition of the washed sludge obtained after leaching of the ore sample, in weight percent:

SiO₂ SiO ₂ Аl₂О_{3 ал.} Al ₂ O _{3 al.} Аl₂O_{3 каол.} Al ₂ O _{3 kaol.} Na₂ONa ₂ O K₂OK ₂ O SО₃ SO ₃ 80,080.0 0,70.7 7,37.3 0,150.15 0,340.34 0,90.9

- химическое извлечение из алунитовой руды в алюминатный раствор:- chemical extraction from alunite ore into an aluminate solution:

Аl₂O₃ - 97%; SO₃ - 99%.Al ₂ O ₃ - 97%; SO ₃ - 99%.

- удельный расход алунитовой руды на одну тонну оксида алюминия, извлеченного в раствор при выщелачивании руды предлагаемым способом - 7,3;- specific consumption of alunite ore per ton of aluminum oxide extracted into the solution by leaching of ore by the proposed method - 7.3;

- химические потери со шламом в расчете на одну тонну оксида алюминия, извлеченного в раствор:- chemical losses with sludge per one ton of alumina recovered in solution:

Na₂O - 7,0 кг; К₂O - 15,8 кг.Na ₂ O - 7.0 kg; K ₂ O - 15.8 kg.

Claims (1)

Способ гидрохимической переработки алунитовой руды, содержащей оксид кремния в виде аморфных модификаций, включающий дробление алунитовой руды и выщелачивание дробленой руды щелочноалюминатным раствором, отличающийся тем, что алунитовую руду перед выщелачиванием дробят до крупности минус три миллиметра и выщелачивание дробленой руды проводят агитационным методом в одну стадию в течение 1,0-2,0 ч при температуре раствора 60-70°С.A method for the hydrochemical processing of alunite ore containing silicon oxide in the form of amorphous modifications, including crushing alunite ore and leaching the crushed ore with an alkali-aluminate solution, characterized in that the alunite ore is crushed to a particle size of minus three millimeters before leaching and the leaching of the crushed ore into agglomeration is carried out using one method during 1.0-2.0 hours at a solution temperature of 60-70 ° C.