Производство вторичного криолита

При использовании мокрого способа улавливания отходящих газов, раствор газоочистки, содержащий воду, карбонат натрия, а также уловленную в скрубберах пыль (шлам, состоящий из глинозема, криолита, фтористых солей, частиц угля, погонов пека и др.), используют для получения регенерационного криолита.

Водный содовый раствор, поступающий на орошение газа в скрубберах, должен содержать 3 – 5 % Na₂CO₃. Фторсодержащий раствор после газоочистки со взвешенным в нем частицами шлама поступает в отстойники отделения регенерации для осветления. Отстаивание растворов зависит от скорости осаждения взвешенных частиц, которая составляет всего 0,1 м/ч, но при предварительном подогреве раствора до 60 – 70 ^оС удается повысить скорость отстаивания в 7 – 10 раз и увеличить производительность отстойников по осветленному раствору. Осветление раствора осуществляется в сгустителе, стенки которого теплоизолированы. Сгущенный в отстойниках шлам с соотношением жидкого к твердому 1 и 2,5 фильтруется на барабанном фильтре. Шламовая паста после распульповки в мешалках откачивается на шламовое поле, а полученный фильтрат направляется в баки осветленного раствора.

Процесс выделения криолита из фторсодержащего раствора называется варкой, которую можно вести как в периодическом, так и в непрерывном режимах. Непрерывная варка обеспечивает более высокую производительность передела и лучшее качество криолита, поэтому является предпочтительной.

Для получения криолита необходимо приготовить алюминатный раствор, для чего гидроокись алюминия Al(OH)₃ растворяют в растворе каустической соды NaOH. При этом протекает реакция:

6NaOH + 4Al(OH)₃ = 2(1.5Na₂O∙Al₂O₃) + 9H₂O,

где (1.5Na₂O∙Al₂O₃) – алюминат натрия с каустическим модулем 1,5 (молекулярное отношение оксида натрия к оксиду алюминия в алюминатном растворе).

Варка криолита ведется в теплоизолированных обогреваемых паром растворах с мешалками и при температуре 85 – 95 ^оС. Из баков-сборников осветленный раствор подается в напорный бак, из которого самотеком поступает в дозатор, а из него – в реакторы, которые обычно собираются в нитки по 3 – 5 штук. В эти реакторы с нагретым фторсодержащим раствором подается строго дозированное количество алюминатного раствора. В результате взаимодействия компонентов осветленного раствора с алюминатным раствором практически мгновенно протекает реакция образования криолита, который выпадает в осадок. Из реакторов криолитовая пульпа поступает на сгущение в сгуститель, из которого слив осветленной части пульпы направляется как оборотный содовый продукт на газоочистку. Сгущенная криолитовая пульпа из сгустителя выводится в мешалку-репульпатор и оттуда подается вакуум-фильтр. Фильтрат поступает в бак маточного раствора, а отфильтрованный криолит еще дважды репульпируют для снижения криолитового отношения и уменьшения содержания в нем сульфата натрия, причем во второй раз пульпа регенерационного криолита смешивается со сгущенной пульпой флотационного криолита. Паста смешанного криолита поступает в сушилку, где сушится до влажности 1,5 %, а оттуда направляется в бункер готовой продукции и периодически отгружается в электролизные корпуса.