Способ получения раствора сульфата алюминия из угля

(51)7 01 7/74 НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Рахимов Абикен РахимовичБалапанов Малик КойшибаевичСабитов Марат СабитовичБалмаева Людмила МоисеевнаЛайнер Юрий АбрамовичСотченко Раиса КалиновнаКерейбаева Римма АнварбековнаАлипбергенов Маку КаслановичОразалин Марат Махметович(73) Химико-металлургический институт Национального центра по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА СУЛЬФАТА АЛЮМИНИЯ ИЗ УГЛЯ(57) Изобретение относится к производству получения сульфата алюминия в виде раствора из высококремнистых алюминийсодержащих отходов энергетической промышленности. Для повышения извлечения глинозема и производительности фильтрования способ получения раствора сульфата алюминия из угля включает термообработку угля с добавкой известняка с получением анортитового шлака, выщелачивание серной кислотой, отделение раствора фильтрованием пульпы, при этом выщелачивание анортитового шлака ведут в две стадии на первой - концентрированной серной кислотой, при температуре 25-60 С в течение 3-10 мин, а на второй - разбавленной серной кислотой до 40-60 в течение 10-30 мин. 10315 Изобретение относится к производству получения сульфата алюминия в виде раствора из высококремнистых алюминийсодержащих отходов энергетической промышленности. Известен способ получения раствора сульфата алюминия из угля, включающий его термообработку с добавкой известняка, выщелачивание золы серной кислотой, фильтрование полученной пульпы с получением раствора и шлама (Нуркеев С.С., Тастанов Е.А., Мозговых Г.Я. Исследование сернокислотного выщелачивания энергошлаков экибастузских углей//В сб Металлургия и обогащение, Алма-Ата,1977, с. 54-60). Недостатками способа являются сложность процесса фильтрования и значительный расход серной кислоты для получения высокого извлечения глинозема. Наиболее близким техническим решением к изобретению (прототип) является способ получения раствора сульфата алюминия из угля, включающий его термообработку при 1200-1400 с добавкой известняка до отношения СаО/230,7-2,0, выщелачивание серной кислотой при температуре 90105 , концентрации серной кислоты 25-35 и продолжительности 60 мин с последующим отделением раствора фильтрованием пульпы. Извлечение глинозема составляет 80-85(а. с. СССР 488787,кл. 01 7/74,1975). Недостатками известного способа являются низкое извлечение глинозема и сложность процесса фильтрования. В условиях протекания процесса по прототипу в сернокислый раствор переходит не только глинозем, но и значительное количество кремнезема в виде гидрозоля. При продолжительности процесса выщелачивания более 30 мин происходит коагуляция гидрозоля кремнезема с образованием студенистой массы, что значительно осложняет процесс отделения растворенных солей от нерастворимого остатка, резко снижает производительность фильтрования и извлечение глинозема (80-85 ). Техническим результатом изобретения является повышение извлечения глинозема и производительности фильтрования. Для достижения технического результата Борлинский уголь, минеральная часть которого имеет состав, мас.35,49 23, 57,92 2, СаО 0,45,0,77 еобщ., 1,18 М, 0,86 О 2, смешивают с известняком до молекулярного отношения СаО/231 и подвергают термообработке при температуре 1500-1600 С до получения анортитового шлака следующего состава 29,5 23,15,94 СаО, 49,63 2, 0,34 МО, 1,7 еО, 0,45 С. Анортитовый шлак измельчают до крупности 0,1-0,5 мм и выщелачивают в две стадии на первой концентрированной серной кислотой при температуре 25-60 С в течение 3-10 мин, а на второй - разбавленной до 40-60 кислотой в течение 10-30 мин. Общими существенными признаками прототипа и предлагаемого способа являются сжигание угля с добавкой известняка, выщелачивание шлака серной кислотой, фильтрование сернокислотной пульпой. 2 Отличительными признаками предлагаемого способа являются выщелачивание в два этапа при определенных температурно-временных характеристиках процесса, различная концентрация серной кислоты на каждой стадии, возможность выщелачивания при температуре 25-60 С, отсутствие гелеобразного кремнезема на каждой стадии выщелачивания и при фильтровании анортитового шлака. Отличие предлагаемой технологии достигается тем, что анортитовый шлак, полученный при термообработке угля с известняком при 1500-1600 С и дозировке известняка до молекулярного отношения СаО/2 О 31, выщелачивают в две стадии на первой- концентрированной серной кислотой при температуре 25-60 в течение 3-10 мин, а на второй - разбавленной до 40-60 в течение 10-30 мин. При взаимодействии концентрированной кислоты с анортитовым шлаком кремний переходит в раствор очень незначительно, кальций полностью остается в твердой фазе и фильтрование при этом протекает очень быстро. Производительность фильтрования достигает 450 кг/м 2 час. Проведение выщелачивания при низких температурах позволит снизить энергозатраты на подогрев пульпы, а снижение продолжительности процесса повышает производительность передела. Кроме того, резко снижаются потери глинозема при фильтровании за счет повышения скорости процесса. Степень извлечения глинозема достигает 94-96 . Примеры конкретного выполнения способа. По предлагаемому способу уголь Борлинского месторождения смешивают с известняком до молекулярного отношения СаО/230,75-1,4 и подвергают термообработке в топке при температуре 15001600 . Полученный анортитовый шлак после измельчения до 0,15 мм выщелачивают в две стадии на первой - концентрированной серной кислотой при температуре 25-60 С в течение 3-10 мин, а на второй - разбавленной до 40-60 кислотой в течение 10-30 мин. Количество кислоты составляет 100 по отношению к стехиометрии. Результаты экспериментов по сжиганию угля с добавкой известняка с получением раствора сульфата алюминия по предлагаемому способу представлены в таблице. Анализ результатов экспериментов показывает,что технический результат предлагаемого изобретения достигается при термообработке угля с добавкой известняка при температуре 1500-1600 и выщелачивании в две стадии на первой - концентрированной серной кислотой при температуре 25-60 в течение 3-10 мин, а на второй - разбавленной до 4060 серной кислотой в течение 10-30 мин. Максимальное извлечение глинозема составляет 95,8 . Снижение температуры и продолжительности выщелачивания на первой стадии до 20 С и 1-2 минут приводит к снижению извлечения глинозема, а при увеличении продолжительности и температуры до 15 мин и 70 С происходит повышение степени перехода кремнезема в сернокислый раствор. При снижении концентрации кислоты до 30 и продол 10315 жительности выщелачивания до 5 мин снижается извлечение глинозема, а повышение концентрации до 70 и продолжительности до 60 мин повышает степень перехода кремнезема, что резко снижает производительность фильтрования и извлечение глинозема за счет потерь на фильтре. По сравнению с прототипом предложенный способ позволяет повысить извлечение глинозема на 910 , повысить производительность фильтрования до 400-450 кг/м 2 час. стадия выщелач.стадия выщелачивания Степень Произвотемпе- продол- концен. темпера- продолж. извлечедительратура, жительн., кислоты, тура вы- выщелач., ния 23, ность,мин. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения раствора сульфата алюминия из угля, включающий термообработку угля с добавкой известняка с получением анортитового шлака,выщелачивание серной кислотой, отделение раствора фильтрованием пульпы, отличающийся тем, что выщелачивание анортитового шлака ведут в две стадии на первой - концентрированной серной кислотой при температуре 25-60 С в течение 3-10 мин, а на второй - разбавленной серной кислотой до 4060 в течение 10-30 мин.