СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ГЛИНОЗЕМ И УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ РАШТСКОЙ ДОЛИНЫ

Изобретение относится к способам переработки сырья, а именно к способам комплексной перера-ботки минеральных ресурсов Раштской долины.
Разработана технологическая схема комплексной переработки глинозем- и углеродсодержащего минерального сырья Раштской долины, которая позволяет с использованием собственного энергоносителя осуществлять производство глинозема, гидроксида алюминия, синтез-газа, огне-упорной продукции, анодных и катодных блоков, а также холодно-набивной подовой массы для отечественных и зарубежных химико-металлургических предприятий.

Изобретение относится к способам переработки сырья, а именно к способам комплексной переработки минеральных ресурсов Раштской долины.
Целью изобретения является разработка технологической схемы, позволяющей практически в автономном режиме, осуществлять комплексную переработку минеральных ресурсов Раштской долины: нефелиновых сиенитов, мусковитовых сланцев, каолиновых глин, аргиллита, антрацита и графитовой руды с получением глинозема, гидроксида алюминия, синтез-газа, огне-упорной продукции, анодных и катодных блоков, а также холодно-набивной подовой массы (ХНПМ) для отечественных и зарубежных химико-металлургических предприятий.
Принципиальная технологическая схема комплексной переработки глинозем- и углеродсодержащего сырья Раштской долины представлена на чертеже (фиг.).
Способ осуществляют следующим образом.
Глиноземсодержащее сырье, известняк и соду при определенных соотношениях шихтуют и из-мельчают до фракции размером не более 0,1 мм. Шихту подвергают спеканию при 1200-1400ºС в течение 60-90 мин. Спек выщелачивают 10-15 мас. %-м раствором гидроксида натрия при 60-90ºС в течение 30-60 мин и соотношении Т:Ж в интервале от 1:2 до 1:5. Полученную пульпу разделяют фильтрованием на твердый остаток и алюминатный раствор. Твердый остаток, включающий смесь двухкальциевого силиката и гидроксида железа, может быть использован в производстве цемента и других строительных материалов. Алюминатный раствор при 20-50ºС подвергают декомпозиции (разложению) с добавлением свежеприготовленного гидроксида алюминия в качестве затравки и фильтруют. Осадок гидроксида алюминия используют как продукт и/или подвергают кальцинации при 900-1200ºС в течение 60-90 мин с получением металлургического глинозема, а образующийся при декомпозиции раствор гидроксида натрия возвращают на выщелачивание спека.
Антрацит и графитовую руду обогащают, антрацитовый концентрат прокаливают при 1250-1300ºC, а графитовый концентрат сушат при 100-110ºC в течение 1-3 ч. Прокаленный антрацитовый концентрат (термоантрацит) шихтуют с высушен-ным графитовым концентратом и каменноугольным пеком, прессуют, подвергают обжигу при 1200-1300ºC в течение 30-60 ч и получают анодные и катодные блоки и/или термоантрацит шихтуют с каменноугольным пеком и поглотительным маслом с получением ХНПМ, а хвосты обогащения антрацита брикетируют и направляют на производство синтез-газа.
Высокозольный антрацит и/или хвосты обогащения антрацита, газифицируют, полученный синтез-газ используют в качестве энергоносителя для осуществления технологических процессов: спекания, кальцинации, обжига и прокалки в производстве глинозема, гидроксида алюминия, огне-упорной продукции, анодных и катодных блоков. Образующийся при газификации золошлак шихтуют с каолиновой глиной при соотношении (мас.%) от 20:80 до 60:40, прессуют, сушат при 100-110ºC в течение 5-10 ч и подвергают обжигу при 1200-1400ºC в течение 30-60 ч и получают соответствующую огнеупорную продукцию.
Пример 1:
100 г каолиновой глины, 200 г известняка и 33 г кальцинированной соды отшихтовали и измельчили до фракции размером не более 0,1 мм, шихту спекали при 1300ºС в течение 80 мин.
Полученный спек (230 г) при 70ºС в течение 40 мин выщелачивали 10 мас. %-м раствором гидроксида натрия при соотношении Т:Ж=1:3. После фильтрования пульпы получили 735 г алюминат-ного раствора и 185 г твердого остатка. Алюминатный раствор при 30ºС подвергли декомпозиции с добавлением затравки – 0,6 г свежеприготовлен-ного гидроксида алюминия и отфильтровали с получением 43 г гидроксида алюминия. В результате последующей кальцинации при 1100ºС в течение 80 мин получили 28 г глинозема.
Пример 2:
1500 г антрацита и/или 2500 г графитовой руды обогатили и получили 1000 г концентра-та антрацита и 500 г хвостов обогащения и/или 250 г концентрата графита и 2100 г хвостов обогащения. 1000 г концентрата антрацита прокали-вали при 1250ºС, а 250 г концентрата графита сушили при 110ºС в течение 2 ч.
В прокаленный антрацитовый концентрат (термоантрацит) в количестве 630 г добавляли высушенный графитовый концентрат в количестве 200 г, приготовленная шихта подвергалась дроблению и классификации на фракции (в процентном соотношении):
1) 12-5мм – 14%
2) 5-1мм – 34%
3) 1-0,15мм – 19%
5) 0,15-0мм – 33%
в том числе 0,074 мм – 23%.
В качестве связующего использовали каменноугольный пек в количестве 170 г. Приготовленная углеграфитовая масса смешивалась и прессовалась, а отформованное изделие подвергалось обжигу при 1250ºС в течение 35 ч. В результате были получены 820 г мини-образцов анодных и катодных блоков.
Пример 3:
200 г антрацита обогатили и получили 130 г концентрата. Концентрат прокаливали при 1250-1300ºС и получили 87 г термоантрацита. Полученный термоантрацит смешали с 60 г поглоти-тельного масла и 67 г каменноугольного пека и получили 214 г ХНПМ.
Пример 4:
100 г высокозольного антрацита и/или 100 г брикетов хвостов обогащения антрацита газифицировали паровоздушной смесью при 1000ºС. В результате получили 300 мл синтез-газа и 11 г золошлака и/или 250 мл синтез-газа и 20 г золошлака.
Пример 5:
1250 г каолиновой глины и 1250 г золошлака производства синтез-газа отшихтовали и измельчили до фракции размером не более 0,1 мм, шихту отформовали прессованием и подвергли обжигу при 1300ºС в течение 55 ч. В результате получили 2100 г мини-образцов огнеупорных изделий.
По всем стадиям предложенного способа в ГУ «Научно-исследовательском институте металлургии» ГУП «ТАлКо» проведены лабораторные исследования с получением прогнозируемых результатов. Способ позволяет осуществить комплексную, экологически привлекательную переработку минеральных ресурсов региона с получением ценных видов сырья и материалов для химико-металлургических предприятий при минимальных транспортных и энергетических расходах.

1. Мирзоев Б., Сафиев X., Запольский А. Авторское свидетельство СССР №1633748 «Способ перера-ботки алюмосодержащего сырья».
2.Мирзоев Б., Иброхим А., Валиев Ю. Способ по-лучения глинозема и побочных продукто:
из ставролита. Патент Республики Таджикистан 17 465
3.Кабиров Ш.О., Сафиев X., Сироджов Н.М., Ази-зов Б.С, Мирпочаев Х.А., Рузиев Дж.Р.,Муха-медиев Н.П., Бобоев Х.Э., Раджабов Ш.Х. Способ комплексной переработки твердых фторсодер-жащих отходов производства алюминия. Малый патент 17 515.
4.Мирзоев П.Б., Иброхим Азим, Мирзоев Б., Юнусов И. Назаров Ш.А. Способ получения
глинозема и криолитового концентрата из мусковитовых сланцев. Малый патент 17 685