Процесс выщелачивания боксита заключается в обработке измельченной руды растворами едкого натра или оборотными растворами при повышенном давлении и температуре (в автоклавах). Цель выщелачивания – перевести глинозем боксита в раствор, а примеси оставить в красном шламе – твердом остатке.
Химизм выщелачивания важнейших компонентов боксита А1203, Fe2O3, SiO2, TiO2 при этом сводится к следующему:
Основная реакция процесса - гидроксиды алюминия при воздействии на них концентрированной NaOH образуют растворимый алюминат натрия по реакции:
Al2O3*nH2O + 2NaOH = 2NaAlO2 + (n+1)H2O,
В то время как Fe2O3 и значительная часть SiO2 пустой породы остаются в твердом остатке (шламе). В раствор может переходить некоторое количество SiO2 в виде силиката натрия:
Si02 +2NаОН = Na2Si03( р-р) + Н20.
При взаимодействии силиката натрия Na2SiО3 с алюминатом натрия NaAlO2, образуется нерастворимая соль - алюмосиликат натрия (пермутит), выпадающая в осадок:
2Na2SiО3+2 NaAlO2+4 Н20= Na2О* Al2O3*2 SiО2*2 Н20 +4 NаОН
Этот побочный процесс уменьшает извлечение из боксита алюминия, увеличивает потери щелочи, ухудшает обезвоживание пульпы. Измельчение боксита совместно с определенным количеством СаО значительно снижает этот отрицательный эффект благодаря образованию нерастворимого силиката кальция.
|
|
Прочие примеси, которые присутствуют в боксите в небольших количествах (кремний, фосфор, хром, ванадий, галлий и органические вещества, сера) обычно переходят в раствор, но в дальнейшем либо не высаживаются совместно с глиноземом из раствора, либо высаживается незначительно.
Таким образом, раствор, получаемый в результате выщелачивания боксита, представляет собой раствор алюмината натрия NaAlO2, загрязненный небольшими количествами примесей – соединениями кремния, фосфора, хрома, ванадия, галлия и органических веществ.
Основную массу твердого остатка от выщелачивания - красного шлама – составляют оксид железа Fe2O3 и натриевый алюмосиликат (Na2О*Al2O3*2 SiО2*2Н20).