Последовательно-комбинированный способ переработки глиноземосодержащего сырья (1983)

Отходы переработки глиноземов, содержащих ванадий, галлий и другие редкие элементы.

Схема последовательно-комбинированного способа переработки алюминиевых руд.

С рудника сырье поступает на заводской склад.

Выгрузка руды из вагона.

Руду дробят.

При последовательно-комбинированном способе переработки используют низкокачественные бокситы.

Уложенные слоями разные партии бокситов смешивают, усредняют и отправляют в цех подготовки шихты.

Боксит, смешанный с оборотным раствором проходит этапы мокрого размола в шаровых мельницах и гидроциклонах.

Пульпа поступает на ощелачивание.

В мешалке процесс идет при 105 градусах поскольку в переработку поступает легко вскрываемый гипситовый боксит.

После разбавления вареная пульпа идет на сгущение.

Мультфильм, показывающий процесс сгущения.

Промытый красный шлам фильтруют на дисковых вакуум-фильтрах.

Фильтры.

Установка вакуум-фильтров.

В традиционном баэровском производстве отфильтрованный красный шлам направляется в отвал.

В новом методе шлам собирают и в дальнейшем используют в специальной ветви основного производства.

Алюминатный раствор, после сгущения и контрольной фильтрации, охлаждается до 60 градусов в скрубберах охладителях и подвергается гидролизу в серии декомпозера.

Гидроксид алюминия отделяют от маточного раствора в системе сгустителя, гидросепаратора, вакуум-фильтров.

Гидроксид делится на две части.

Одна в качестве затравки возвращается в производство, другая поступает на кальцинацию.

В барабанных печах гидроксид при температуре 1200 градусов превращается в технический глинозем.

Маточный раствор, после выкручивания, имеет концентрацию щелочи в два раза меньше той, которая нужна для выщелачивания.

Рыжая сода, полученная при выпарке маточного раствора, используется в ветке спекания для возмещения потерь щелочи.

Сода, красный шлам и известняк после размола спекается при температуре 1200 градусов.

Спек дробят, выщелачивают, а полученный раствор обескремнивают.

Белый шлам уходит на спекание, очищенный алюминатный раствор, в смеси с основным потоком баэра, на декомпозицию, а гидроксид в трубчатые печи на кальцинацию.

Мультфильм, поясняющий процесс декомпозиции.

Глинозем охлаждается и по пневмопроводу подается на элеватор.

Галлий и его соединения применяют в производстве тугоплавких сплавов, полупроводниковой электронике и медицине (стоматологии).

В одном литре маточного раствора накапливается более 200 млг галлия, в оборотном в 2 раза больше.

Алюминий с галлием образуют жидкий сплав галламу алюминия.

Соприкасаясь с раствором, содержащим ионы галлия, галлий как менее электроотрицательный металл будет вытеснять алюминий из галламы.

Лаборатория на заводе.

В промышленных растворах, загрязненных примесями, процесс цементации на галламе не идет.

Значит для того, чтобы извлечь галлий надо предварительно очистить раствор от примесей, в первую очередь от ванадия.

В лабораторных условиях показывают кристаллизационный способ очистки от соединений ванадия путем охлаждения растворов.

Так удается добиться остаточной концентрации ванадия менее 0,1 грамма на литр, концентрация раствора галлия остается неизменной.

В шлам удается выделить соединения ванадия, которые можно переработать в пятиокись ванадия.

Очищенный от ванадия раствор полностью готов для эффективного проведения цементации на галламе алюминия.

Схема извлечения галлия.

Оборотный раствор после предварительной очистки смешивают с маточным раствором.

Мультфильм, показывающий процесс охлаждения растворов в кристаллизаторах.

Листовой вертикальный фильтр.

Мультфильм, поясняющий работу такого фильтра.

В лаборатории показывают принцип работы цементатора.

Для образования галламы добавляют гранулированный алюминий.

В процессе цементации образуется металлический галлий.

Формула процесса.

Черновой галлий фильтруют через пористый фильтр, очищая его от железа и других примесей.

В шламе остается до 90% галлия.

Галлий обрабатывают разбавленными соляной и азотной кислотами и промывают водой.

Пробирка с галлием.

В галлии остаются металлические примеси и газовые включения.

Мультфильм, показывающий рафинирование галлия в вакуумных печах.

Образцы галлия после рафинирования, чистота металла приближается к 100%.

Если извлекать галлий без учета шламовой части процесса цементации, значит отказаться примерно от половины металла.

В лаборатории показан процесс ощелачивания шлама галлия.

Отфильтрованный раствор цементируют в отдельном аппарате.

Сгущенный ванадиевый шлам направляют на фильтрацию.

Мультфильм, поясняющий процесс фильтрации.

Осадок после фильтрации, воспроизведенный в лабораторных условиях.

Ванадиевый концентрат содержит примеси фосфора, мышьяка, фтора.

Часть из них удаляется в виде нерастворимого осадка после растворения концентрата в горячей воде.

Большая часть фосфатов удаляется после нейтрализации раствора серной кислотой и подачей гипса.

Ванадиевый фильтрат поступает на кристаллизацию ванадата аммония.

В мешалках кристаллизаторах к раствору с концентрацией 30-40 грамм пятиокиси ванадия на литр добавляют сульфат аммония, в результате образуется метаванадат аммония.

Формула процесса.

Мультфильм, показывающий осаждение, фильтрацию и промывку метаванадата аммония.

После этой операции метаванадат аммония поступает в реакторы, где он взаимодействует с серной кислотой.

Формула процесса.

Мультфильм, поясняющий последний передел метаванадата аммония.

Дальнейший путь этого ценного продукта производство сернокислотных катализаторов и в восстановительные печи для получения ковкого ванадия.

Образцы катализаторов.