Để góp thêm căn cứ khoa học cho việc lựa chọn nhiệt độ hoà tách phù hợp, cần thiết khảo sát thêm khả năng hoà tách loại quặng này ở điều kiện áp suất khí quyển tương ứng với nhiệt độ 1070C theo cơ chế hoà tách sau.

Atmospheric pressure digestion of Baoloc bauxite concentrates

Trương Ngọc Thận, Vũ Chất Phác
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Tóm tắt

   Ở chế độ hoà tách thử nghiệm, hiệu suất thực tế thu hồi nhôm ôxit từ quặng tinh bauxit gipxit Bảo Lộc đạt 90%. Kết quả cho thấy, có thể sử dụng loại bauxit này cho sản xuất alumin bằng công nghệ Bayer châu Mỹ với chế độ hoà tách ở điều kiện áp suất khí quyển tương ứng nhiệt độ hoà tách 107°C.

Abstract

   The actual recovery of Al2O3 from BaoLoc gibbsitic bauxite concentrate reached 90% at the experimental degestion conditions. Obtained results show that it is possible to use this kind of bauxite for alumin production by the american Bayer technology at degestion regimes under atmospheric pressure (equivalent to 107°C).

1. Đặt vấn đề

   Theo công nghệ Bayer châu Mỹ, có thể hoà tách bauxit gipxit ở nhiệt độ 107°C hoặc 140°C. Kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy, hiệu suất hoà tách thực tế của bauxit Bảo Lộc ở nhiệt độ 140°C đạt giá trị tương đương hiệu suất hoà tách lý thuyết [1]. Để góp thêm căn cứ khoa học cho việc lựa chọn nhiệt độ hoà tách phù hợp, cần thiết khảo sát thêm khả năng hoà tách loại quặng này ở điều kiện áp suất khí quyển tương ứng với nhiệt độ 107°C theo cơ chế hoà tách sau. Ở nhiệt độ 107°C, nhôm ôxit trong bơmit hoặc điaspo hoặc ở dạng thay thế đồng hình trong mạng alumogơtit không tan [2,3] mà chỉ có gipxit – Al2O3.3H2O [hay 2Al(OH)3] tác dụng với kiềm theo phản ứng:

Al(OH)3+NaOH+nH2O = NaAl(OH)4+nH2O (1)

   Silic ôxit từ caolinit hoà tan tạo thành natrisilicat theo phản ứng (2):

Al2O3.2SiO2.2H2O + 6NaOH + nH2O = 2NaAl(OH)4 + 2Na2SiO3 + (n+1)H2O (2)

    Natrisilicat tiếp tục phản ứng tạo ra kết tủa Bayersodalit đi vào bùn đỏ:

6NaAl(OH)4 + 6Na2SiO3 + 3Na2X + nH2O → 3(Na2O.Al2O3.2SiO2.nH2O).Na2X +12NaOH + (n-6)H2O (3)

- (Na2O.Al2O3.2SiO2.nH2O).Na2X là kết tủa Bayersodalit
– X có thể là 2AlO2- , 2Cl- , CO32-

   Trong khi đó, SiO2 ở dạng thạch anh chỉ có thể hoà tan theo cơ chế tương tự caolinit ở nhiệt độ cao hơn với điều kiện cỡ hạt mịn hơn. Các khoáng vật sắt (hêmatit, gơtit, alumogơtit) hoàn toàn không tan trong kiềm và đi vào bùn đỏ.

2. Thực nghiệm

2.1. Mẫu nghiên cứu

   Bauxit gipxit Bảo Lộc dùng cho nghiên cứu có thành phần hóa học [%]: 45,36 Al2O3; 24,17 Fe2O3; 2,44 SiO2 và 3,81 TiO2, còn lại là các tạp chất khác.

2.2. Thiết bị và quy trình hoà tách

a. Thiết bị hoà tách

   Với nhiệt độ 107°C, quá trình hoà tách chỉ cần tiến hành trong bình kín. Tuy nhiên, để hạn chế sự thay đổi thành phần của dung dịch luân lưu, dung dịch natrialuminat và đảm bảo vệ sinh môi trường trong quá trình hoà tách, có thể sử dụng ôtôcla đứng như trên hình 1. Bauxit và dung dịch luân lưu được cấp vào ôtôcla qua nắp đậy. Huyền phù sau hoà tách được tháo từ đáy ôtôcla và theo ống dẫn làm nguội bằng nước ra ngoài. Ôtôcla được gia nhiệt bằng dây điện trở. Nhiệt độ của thiết bị hoà tách được ổn định bằng hệ thống tự động. Vận hành thiết bị hoà tách được thực hiện theo trình tự các bước sau: – Nạp dung dịch luân lưu và bauxit theo khối lượng tính toán. – Cố định nắp đậy ôtôcla. Bắt đầu quá trình gia nhiệt và khuấy trộn. Thời gian hoà tách được tính từ khi nhiệt độ đạt 107°C – Kết thúc quá trình hoà tách, ngắt nguồn điện, mở van tháo huyền phù vào bình lắng.

Hình 1

Hình1. Ôtôcla

Bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>