Вторая стадия обескремнивания

Первую стадию обескремнивания ведут обычно до μSi= 250-400; высокий кремневый модуль на второй стадии (глубокого обескремнивания) можно получить либо в результате ввода боль­шого количества извести, либо более глубокой очи­сткой от кремнезема алюминатных растворов после первой стадии обескремни­вания. Первый путь сопро­вождается большими по­терями глинозема при связывании кремнезема в гидрогранаты. В приня­тых условиях проведения процесса глубокого обес­кремнивания в получаемом соединении гидрограната m = 0,1-0,2 моля, т. е. на каждый моль SiO2 для образования ЗСаО·Аl2Оз / mSiO2·xH2O расхо­дуется глинозема почти в 10 раз больше, чем для образования ГАСН. Отсюда вытекает очевидный вывод: для получения глубоко очищенных от кремнезема рас­творов с минимальными потерями глинозема следует стре­миться получать растворы после первой стадии обескремнивания с как можно большим кремневым модулем.

Аппаратурная схема глубокого обескремнивания состоит из ряда последовательно соединенных между собой переточными трубами мешалок, сгустителей, фильтров, насосов.Алюминатный раствор после первой стадии обескремнивания подается в мешалку-реактор, куда подается также известковое молоко и часть известкового шлама, полученного в результате обескрем­нивания. Далее полученная суспензия проходит через ряд иден­тичных мешалок-реакторов, где поддерживается температура 90— 95°С. Число мешалок выбирается из условий протекания реакции в течение 2—3 ч. Далее пульпа поступает в сгуститель. Часть сгущенного продукта — известкового шлама через мешалку сгу­щенной пульпы направляется в начало процесса глубокого обес­кремнивания в качестве затравки, часть отводится для затравки в начало процесса первой стадии обескремнивания. Слив сгусти­теля через фильтр для контрольной фильтрации передается через мешалку осветленного алюминатного раствора на карбонизацию; сгущенная часть после фильтрации отводится в мешалку сгущен­ной пульпы после сгустителя.

Такая схема нашла применение при глубоком обескремнивании растворов, полученных при переработке нефелинов и харак­теризующихся относительно низким содержанием глинозема (80— 90 г/л Аl2Оз) при исходном кремневом модуле (μSi=300-350).

После извлечения глинозема шлам представлен кальцитом (до 95%), что позволяет использовать его для спекания. Полу­чаемый содощелочной алюминатный раствор, загрязненный крем­неземом, целесообразно использовать для выщелачивания спека.

Организация регенерации глинозема в две стадии обеспечивает улучшение технико-экономических показателей. Согласно этой схеме, на первой стадии шлам обрабатывается содощелочным раствором, содержащим небольшое количество кремне­зема. В результате каустификации кремнезем переходит в раствор и отводится вместе с ним на выщелачивание спека. Вторая стадия заключается в обработке шлама после первой стадии содовым раствором. В результате получается содощелочной раствор, мало­загрязненный кремнеземом, который направляется для обработки гидрогранатов на первую стадию. Около 50% полученного карбо­натного шлама отводится в отдел подготовки шихты (ОПШ), а оставшаяся часть — на глубокое обескремнивание (вторую стадию).

Дальнейшие поиски повышения степени использования карбо­натного шлама и извлечения глинозема из гидрогранатов при­вели к некоторой модификации рассмотренного способа [72], которая состоит в том, что на первую стадию для обработки гидро­граната направляется содощелочной раствор после, глубокой очистки от кремнезема и часть содового раствора после карбони­зации. Время реакции первой содовой обработки сокращено до 0,5—1 ч. В результате глубокой очистки содощелочного рас­твора от кремнезема и сокращения времени контакта кремнезем из шлама полностью переходит в раствор и не успевает выпасть в форме ГАСН. В результате получается шлам высокой чистоты, 50% которого отводится на глубокое обескремнивание взамен извести, а оставшаяся часть направляется на вторую стадию обработки.

Раствор после первой стадии обработки гидрогранатов отво­дится на выщелачивание спека. Шлам первой стадии обрабаты­вается содовым раствором после карбонизации. Время реакции на этой стадии увеличено до З ч. Длительное время контакта шлама после первой стадии с содовым раствором приводит к вы­делению основной части содержащего в нем кремнезема в виде ГАСН. Шлам второй стадии отправляется в отделение пригото­вления шихты для спекания, а очищенный от кремнезема содо-щелочной раствор используется для обработки гидрогранатов первой стадии. По этой технологии из шламов извлекается 95% глинозема, а около 98% СаО используется для каустификации содовых растворов, что позволяет —50% извести заменить карбо­натным шламом.

Алюминатный раствор после первой стадии обескремнивания проходит через ряд после­довательно соединенных мешалок-реакторов. В первую из этих мешалок поступает вместе с раствором известковое молоко из мешалки и оборотный раствор после первой стадии обработки гидрогранатов содо-щелочным раствором. Время реакции в ме­шалках 2—3 ч. Пройдя ряд мешалок-реакторов, пульпа поступает в сгуститель, где происходит разделение твердой и жидкой фазы. Для лучшего осаждения гидрогранатов в сгуститель подают флокулянт-муку (около 0,03% муки от массы шлама). Сгущенный продукт фильтруют на вакуум-фильтре, после чего его напра­вляют на двухстадийную регенерацию глинозема и извести. Слив сгустителя через промежуточный бак и контрольную фильтрацию отводится на карбонизацию. Вместе со сгущенным шламом в ме­шалку подается маточный раствор из карбонизации и содощелочной раствор после 2-й стадии обработки гидрограната; туда же подают пар для поддержания температуры реакции (95° С). Время обработки —1ч. Полученная в результате каустификации содового раствора пульпа поступает в сгуститель, откуда 50% сгущенного продукта направляют на глубокое обескремнивание в голову процесса, остальные 50% — на вторую стадию обработки шлама. Слив сгустителя отводят на выщелачивание опека. В мешалку вместе со сгущенным шламом подают содовый раствор с карбонизации. После выдержки в течение ~3 ч в после­довательно соединенных мешалках пульпа поступает в сгусти­тель. Слив сгустителя после контрольной фильтрации на вакуум-фильтре поступает в мешалку первой стадии регенерации глино­зема из гидрогранатов.