6
Глава ПОЛУЧЕНИЕ ГЛИНОЗЕМА ИЗ БОКСИТОВ
VI ЩЕЛОЧНЫМ СПОСОБОМ СПЕКАНИЯ
§ 28. Технологическая схема процесса
Щелочной способ спекания применяется для переработки бокситов с повышенным содержанием кремнезема, кремневый модуль которых обычно не превышает 5. В основе этого способа лежит спекание боксита с содой цепной конвейер известняком. При спекании в результате взаимодействия глинозема боксита с содой образуется алюминат натрия, цепной конвейер кремнезем связывается оксидом кальция в нерастворимый двухкальциевый силикат. Из полученного опека алюминат натрия выщелачивают водой. Примерная технологическая схема способа спекания показана на рис. 59.
Исходные материалы — боксит цепной конвейер известняк после дробления поступают в мельницы, где размалываются в среде маточного раствора, содержащего оборотную соду. В мельницы поступает также свежая сода для возмещения потерь се в процессе цепной конвейер белый шлам, остающийся после обескремнивания алюминатного раствора. Перед подачей в мельницы компоненты шихты дозируют в нужном соотношении; в случае необходимости окончательно корректируют шихту после помола, смешивая шихты различного состава
Рис 59 Схема производства глинозема из бокситов щелочным методом спекания
Откорректированную шихту (пульпу) спекают при 1150— 1250 °С, полученный спек дробят цепной конвейер выщелачивают. При выщелачивании алюминат натрия переходит в раствор; одновременно в раствор переходит некоторое количество кремнезема. Перастворившаяся часть спека (красный шлам) идет в отвал, цепной конвейер алюминатный раствор—на обескремнивание. При обескремннвании кремнезем выделяют в осадок. Этот осадок (белый шлам) наряду с кремнеземом содержит глинозем цепной конвейер щелочь, поэтому его возвращают на приготовление шихты для спекания.
Из обескремненного раствора выделяют гидроксид алюминия.
Для этого осуществляют карбонизацию (обработку раствора газами, содержащими CO2), в результате которой в осадок выпадает
гидроксид алюминия цепной конвейер получается маточный содовый раствор. Выпавший в осадок гидроксид алюминия отделяют от солового раствора, промывают цепной конвейер кальцинируют. Маточный содовый раствор с промывными водами от промывки гидроксида возвращают на приготовление шихты. Для повышения концентрации его обычно упаривают.
§ 29. Подготовка шихты к спеканию
Подготовка шихты к спеканию состоит в измельчении ее компонентов цепной конвейер смешении их между собой в необходимом соотношении, чтобы обеспечить достаточно полное протекание нужных физикохимических превращении при спекании.
Боксит цепной конвейер известняк дробят до крупности 35—40 мм, после чего подают па оперативный склад дробленых материалов. В зависимости от твердости цепной конвейер влажности дробление боксита цепной конвейер известняка может осуществляться в одну, две, реже—в три стадии. Из оперативного склада боксит цепной конвейер известняк поступают в бункера мельниц. Сюда же из силосных башен поступает кальцинированная сода. Применяется также гидравлический способ подачи соды в мельницы: из силосных башен сода поступает в бак-мешалку, где смешивается с оборотным раствором цепной конвейер в виде пульпы насосом
перекачивается в мельницы. В состав оборотного раствора входят упаренный маточный раствор, белый шлам цепной конвейер скрубберная пульпа из отделения спекания. Оборотный раствор дозируют с учетом влажности выходящей из мельницы пульпы (36—38 %). С повышением содержания влаги в шихте увеличивается расход топлива на спекание. Однако влажность ниже указанных пределов недопустима, так как затрудняется подача шихты в печь.
Так как жидкой фазы в шихте обычно недостаточно для работы классификаторов, то для ее размола применяют трубные многокамерные мельницы, работающие в открытом цикле или вместе с гидроциклонами, в которых из размолотой шихты выделяют крупные частицы. Пески гидроциклонов возвращают в мельницу на доизмельчение. Размол осуществляют в одну или в две стадии.
Выходящая из мельниц шихта проходит через металлическую сетку-щепоуловитель для очистки ее от щепы, железного скрапа цепной конвейер неразмолотых кусков боксита, цепной конвейер затем поступает через приемную мешалку в коррекционные бассейны. По заполнении коррекционного бассейна пульпу перемешивают, после чего берут пробу на анализ. Согласно результатам анализов, пульпу из коррекционных бассейнов в необходимом соотношении перекачивают в сборные бассейны, чтобы получить шихту “паспортного” состава: заданной влажности, с определенными молекулярными соотношениями основных компонентов.
Автоматизация размола, обеспечивающая точную дозировку компонентов шихты, позволяет получать “паспортную” шихту без ее корректировки. Роль коррекционных бассейнов в этом случае сводится к усреднению шихты, которое достигается при прохождении ее через систему из трех—пяти последовательно соединенных бассейнов.
Стехиометрически насыщенная шихта (см. § 30) характеризуется следующими молекулярными соотношениями: Na2O:(Al2O3+
+Fe2O3)=1,0; СаО:SiО2=2,0. Первое соотношение носит название каустического (щелочного) модуля, второе—кальциевого (известкового) модуля. Бели для спекания в качестве топлива используется угольная пыль, то при дозировке компонентов шихты учитывают, что с золой топлива поступает на спекание дополнительное количество Al2O3, SiO2 цепной конвейер других соединений, реагирующих с компонентами шихты.
Коррекционный бассейн представляет собой стальной цилиндрический резервуар емкостью от 300 до 2000 м3 с коническим днищем цепной конвейер одним или несколькими аэролифтами для перемешивания шихты. Сверху бассейн закрыт плоской крышкой с люками для его чистки, замера уровня пульпы, отбора проб, наблюдения за перемешиванием. В конусной части бассейна имеется разгрузочный клапан цепной конвейер люк для чистки, снаружи бассейн теплоизолирован. Расход воздуха па перемешивание пульпы в бассейне ~0,5 м3(м3.ч)*.
§ 30. Спекание шихты
Механизм спекообразования
Цель спекания боксито-содоизвестняковой шихты состоит в переводе глинозема шихты в растворимый алюминат натрия, цепной конвейер кремнезема — в нерастворимый двухкальциевый силикат с одновременным окускованием шихты, т. е. превращением ее в спек. Это достигается постепенным нагревом шихты до температуры, обеспечивающей протекание необходимых реакций цепной конвейер частичное расплавление шихты.
При пониженных температурах химические реакции между компонентами шихты протекают в твердой фазе. Частицы одного вещества проникают в кристаллическую решетку другого цепной конвейер вступают с ним в химическое взаимодействие. Скорость протекания реакций в твердой фазе в основном определяется скоростью взаимного проникновения одного вещества в кристаллы другого, т. е. скоростью межкристаллической диффузии, которая быстро возрастает с повышением температуры. При высоких температурах в результате расплавления легкоплавких компонентов шихты появляется значительное количество жидкой фазы, что ускоряет протекание химических реакций. Образовавшийся расплав при затвердевании связывает между собой твердые частицы шихты, поэтому спек получается в виде кусков.
При сравнительно небольшом количестве жидкой фазы образуется пористый слегка оплавленный спек. При увеличении количества
_______________________
*Объем воздуха приведен к нормальным условиям.
образующегося расплава происходит частичное заполнение им пор опека, цепной конвейер получается плотный малопористый спек (клинкер).
При еще большем количестве жидкой фазы получается сплав, почти не имеющий пор.
Один из основных показателен, характеризующих спекаемость шихты, — это температурный интервал спекообразования. Под этим термином понимают интервал температур, в пределах которого достаточно полно для производственных целей протекают химические реакции цепной конвейер получается пористый спек. В зависимости от состава шихты температурный интервал спекообразования может изменяться от нескольких десятков до 100°С. Чем больше его величина цепной конвейер ниже начальная температура спекообразования, тем легче осуществить процесс спекания данной шихты.
Взаимодействие компонентов шихты
В процессе спекания в шихте происходят сложные химические изменения. Известняк при нагревании разлагается по реакции; СаСОз=СаО+СО2.
Эта реакция начинается при 600—650 °С, цепной конвейер при 885 °С давление диссоциации карбоната кальция достигает 0,1 МПа.
Сода начинает разлагаться при 700 °С, цепной конвейер при 1200 °С давление диссоциации соды составляет 0,0547 МПа. В газовой фазе печи давление двуокиси углерода, образующейся при разложении известняка цепной конвейер горении топлива, выше этой величины, поэтому условия для диссоциации соды при спекании практически отсутствуют.
Боксит, как известно, представляет собой горную породу, в состав которой входят соединения алюминия, железа, кремния, титана цепной конвейер др. При нагревании до 500—600 °С гидроксидные формы этих соединений теряют химически связанную воду, образуя безводные оксиды.
Взаимодействие между Al2O3 цепной конвейер Na2CO3 , начинается при темпеpa'iype около 700 °С с образованием алюмината натрия Na2CО3+
+Al2O3=Na2O.Al2O3+СО2. До 800 °С эта реакция идет очень медленно; при дальнейшем повышении температуры скорость ее возрастает цепной конвейер при 1150°С она проходит до конца в течение 1 ч.
При температуре выше 1150°С алюминат натрия начинает разлагаться с улетучиванием щелочи. До 1250 °С разложение алюмината натрия идет очень медленно цепной конвейер заметно усиливается выше этой температуры. Взаимодействие Al2O3 с NaOН начинается при 600 °С с образованием также алюмината натрия.
Взаимодействие между Fe2O3 цепной конвейер Na2CO3 начинается при 500—700 °С с образованием феррита натрия Na2CO3+Fе2О3=Na2О.
•Fe2О3+CО2. Эта реакция протекает с большей скоростью, чем реакция образования алюмината натрия; при 1000°С она заканчивается в течение 1 ч. При высоких температурах происходит диссоциация феррита натрия, сопровождающаяся улетучиванием Na2О цепной конвейер образованием β- Fe2О3 со структурой, подобной β-Al2O3 (см. § 8). Образование β-Fe2О3 наблюдается также при недостатке щелочи в смеси.
При одновременном присутствии в смеси Na2CO3, Al2O3 цепной конвейер Fe2О3 в условиях пониженных температур преобладает образование феррита натрия. С повышением температуры относительное количество образовавшегося феррита натрия уменьшается, цепной конвейер алюмината натрия возрастает, причем при недостатке соды, начиная с 900°С, алюминат натрия образуется за счет прямого вытеснения оксида железа из феррита: Nа2O. Fe2О3+Al2O3 ==Nа2O.Al2O3 + Fe2О3.
Следовательно, при высоких температурах сода в первую очередь идет на образование алюмината натрия. Между собой алюминат цепной конвейер феррит натрия образуют непрерывный ряд твердых растворов. С повышением содержания феррита натрия понижается температура плавления твердых растворов n уменьшается температурный интервал спекообразования.
Взаимодействие между Na2CO3 цепной конвейер SiO2. В системе Na2О—SiO2 известны четыре химических соединения: Na2О.2SiO2, Na2О.SiО2, 3Na2О.SiО2 цепной конвейер 2Na2О.SiО2. При спекании смесей Na2CO3 с SiO2 образуется метасиликат натрия: Na2COз+SiО2=:Na2О.SiO2+CO2. Взаимодействие соды с кварцем со значительной скоростью происходит при нагреве до 800—850 °С, с аморфным кремнеземом— при 600 °С.
Если в смеси одновременно присутствуют Nа2СОз, SiО2 цепной конвейер Al2O3, то продуктами их взаимодействия при пониженных температурах являются метасиликат натрия цепной конвейер алюминат натрия. При недостатке соды для связывания обоих оксидов она в первую очередь идет на образование силиката натрия. При высоких температурах (порядка 1200°С) в результате взаимодействия между Na2CO3, SiО2 цепной конвейер Al2O3 образуются натриевый алюмосиликат цепной конвейер алюминат натрия.
Если в смеси присутствует цепной конвейер Ее2Оз, то, кроме указанных соединении, образуется феррит натрия. При недостатке соды оксид железа связывается не полностью или не связывается совсем.
Следовательно, при спекании смеси Na2CO3, Al2O3, Fe2Oз цепной конвейер SiO2 получается спек, состоящий из алюмината, алюмосиликата цепной конвейер феррита натрия. Так как часть Al2O3 цепной конвейер Na2О при спекании такой смеси связывается в нерастворимый алюмосиликат натрия, то высокое извлечение Al2O3 цепной конвейер Na2О из спека возможно только при низком содержании SiО2 в боксите. Зависимость между извлечением Al2O3 цепной конвейер содержанием Al2O3 цепной конвейер SiО2 в боксите выражается в этом случае равенством (см. § 20):
η = (μsi-1)100 /μsi
где μsi — кремневый модуль боксита.
Взаимодействие между СаО цепной конвейер SiO2.
В системе CaO—SiO2 известно несколько химических соединений: CaO.SiO2, CaO.2SiO2, 2CaO.SiO2, 3CaO.SiO2. Взаимодействие между СаО цепной конвейер SiO2 начинается при температуре порядка 1100°С цепной конвейер приводит к образованию двухкальциевого силиката 2CaO.SiО2 вне зависимости от того, в каких соотношениях взяты компоненты смеси. Образование других силикатов кальция происходит при более высоких температурах за счет взаимодействия двухкальциевого силиката с компонентом, который взят с избытком против необходимого для получения 2CaO.SiО2.
В зависимости от температурных условии двухкальциевый силпкат может существовать в трех модификациях: α, β θ γ, α-2ΡΰΞ- •SiO2 устойчив выше 1420°С, β-2CaO.SiO2 — выше 675°С цепной конвейер γ-2CaO.SiO2 — ниже 675 °С Переход высокотемпературной модификации β-2CaO.SiΞ2 в низкотемпературную γ-2CaO.SiO2 сопровождается увеличением объема двухкальциевого силиката на 10—
Puc.60 Диаграмма состояния системы СaO -SiO2—Al2O3
12 %, что является причиной рассыпания спека, самопроизвольного превращения его в порошок. При быстром охлаждении β-модификации саморассыпания продукта не происходит, так как β-модификация не успевает перейти в γ-модификацию. Это явление носит название закаливания β-модификации. В алюминатных спеках перехода β-2CaO.SiO2 в γ-2CaO-SiO2 не происходит даже при медленном охлаждении спека, что объясняется стабилизирующим действием алюмината натрия; β-2CaO.SiΞ2 стабилизируется также некоторыми примесями, например P2O5, В2О3.
Взаимодействие между СаО цепной конвейер Al2O3. В системе СаО—Al2O3 также известно несколько химических соединении: СаО.Al2O3 ;
12СаО.7Al2O3; ЗСаО.Al2O3; СаО-2Al2O3; СаО-6Al2O3. Взаимодействие между СаО цепной конвейер Al2O3 начинается при 1000—1100° С цепной конвейер независимо от соотношения между ними сначала образуются СаО.Al2O3 ;
и 12CaO.7Al2O3 . При более высоких температурах в зависимости от соотношения между СаО цепной конвейер Al2O3 в смеси образуются цепной конвейер другие алюминаты кальция.
Система СаО—Al2O3—SiO2 (рис. 60) имеет два тройных соединения—анортит СаО.Al2O3.SiO2 цепной конвейер геленит — 2СаО.Al2O3.SiO2.
Оба эти соединения не разлагаются содощелочными растворами. Для обеспечения достаточно полного извлечения глинозема из спека в нем не должно быть глиноземсодержащих соединений, которые не разлагаются при выщелачивании. На тронной диаграмме область таких спеков лежит в пределах треугольника 2CaO-SiO2— 12СаО.7Al2O3—CaO.Al2O3. Кристаллизующиеся в этой области расплавы не содержат других глиноземсодержащих соединений, кроме СаО.Al2O3 цепной конвейер 12СаО-7Al2O3, которые разлагаются при выщелачивании содовыми растворами. Образующийся при кристаллизации геленит растворяется в оставшейся жидкой фазе с одновременной кристаллизацией 2CaO.SiО2 цепной конвейер СаО.Al2O3. Однако в производственных условиях растворение геленита не доходит до конца, что снижает извлечение Al2O3 при выщелачивании.
Взаимодействие между Na2CO3 цепной конвейер TiO2 происходит с образоваинсм титаната натрия. С оксидом кальция TiO2 образует метатитанат кальция СаО.TiO2. При одновременном присутствии в смеси СаО, Na2CO3 цепной конвейер TiO2 оксид титана связывается в метатитанат кальция.
Соотношение между компонентами шихты
При получении глинозема из бокситов способом спекания обычно применяют трехкомпонентную (боксито-содоизвестняковую) стехиометрически насыщенную шихту. При составлении такой шихты на каждый моль Al2O3 цепной конвейер Fe2O3 вводят по одному молю;
соды, что обеспечивает перевод Al2O3 цепной конвейер Fe2O3 соответственно в алюминат цепной конвейер феррит натрия.
На практике соду вводят с небольшим избытком, необходимым для возмещения ее механических потерь цепной конвейер связывания SО3.
Известняк дозируют в шихту из расчета связывания SiO2 в двухкальциевый силикат, т. е. на каждый моль SiO2 необходимо ввести два моля СаО.
Если соды, вводимой в боксито-содоизвестняковую шихту, недостаточно для полного превращения Al2O3 цепной конвейер Fe2О3 в алюминат цепной конвейер феррит натрия, то такая шихта называется стехиометрически ненасыщенной. При выщелачивании спека из такой шихты несколько снижается извлечение Al2O3 , но повышается извлечение щелочи.
На рис. 61 показана схема фазовых полей системы Na2О.Al2O3—Na2O.Fе2О3—2CaO.SiО2. Область, ограниченная линиями Na2O.Al2O3 —Э1—Э2—Na2O.Fе2O3, является полем первичной кристаллизации твердых растворов алюмината цепной конвейер феррита натрия. В области Э1—2CaO-SiO2—Э2 вне заштрихованного участка происходит первичная кристаллизация 2CaO.SiO2. В заштрихованной части этой области преобладает кристаллизация натрийкальциевого силиката 2Na2О.8CaO.5SiО2 цепной конвейер браунмиллерита 4СаО.Al2O3.Fе2О3, которые при выщелачивании опека в раствор почти не переходят. Изотермой 1250°С (пунктирная линия) ограничена область легкоплавких смесей, имеющих также малую температурную площадку спекообразования.
Аппаратурно-технологическая схема спекания
На рис. 62 показана примерная аппаратурно-технологическая схема спекания боксито-содоизвестняковой шихты. Исходная шихта из мешалки 1 по напорному распределительному трубопроводу
через форсунку 5 подается в трубчатую вращающуюся печь 6, где спекается. Полученный спек из печи пересыпается в барабанный холодильник 4, охлаждается в нем цепной конвейер транспортером подается па дробление. Дробилка спека 10 работает в замкнутом цикле с грохотом 9.
Газы, выходящие из печи, уносят значительное количество шихты в виде пыли. Улавливание этой пыли происходит в системе пылеулавливающих устройств. На рис. 62 показана установка для пылеулавливания, состоящая из циклонов, электрофильтров цепной конвейер мокрых скрубберов. Пыль, уловленная в циклонах цепной конвейер электрофильтрах, цепной конвейер также оседающая в холодной головке печи, возвращается в печь спекания. Пыль, уловленная в скрубберах, в виде пульпы возвращается на приготовление шихты для спекания.
Оборудование для спекания
Для спекания боксито-содоизвестняковой шихты применяют трубчатые вращающиеся печи длиной 50—70 м, аналогичные по конструкции печам кальцинации. Футеруются печи обычно шамотом, для футеровки высокотемпературного участка (зоны спекания) целесообразно применять более стойкий огнеупорный материал — хромомагнезит. Шихта подается в печь через специальную пульповую форсунку под давлением 0,1—0,25 МПа, создаваемым
поршневым насосом или группой последовательно соединенных центробежных насосов. Выходя из форсунки, пульпа образует факел длиной не менее 10 м; следовательно, пульпа сушится во взвешенном состоянии.
Для предотвращения образования в печи настылей, вызываемого оседанием части шихты в зоне сушки, служит отбойное
устройство. Оно состоит из тяжелой металлической болванки, которая цепью кренится к холодной головке печи. Перекатываясь при вращении печи, отбойное устройство сбивает образующиеся настыли. Чтобы предохранить футеровку печи от разрушения отгонным устройством, к корпусу барабана печи цепной конвейер зоне сушки приварены стальные кольца, несколько выступающие над футеровкой.
В качестве топлива для печей спекания используют угольную пыль, мазут или природный газ. Основное требование к топливу—низкое содержание серы.
Угольная пыль из централизованной пылеугольной установки или индивидуальной углепомольной мельницы пневмотранспортом подается в бункер, расположенный возле печи. Из бункера угольпая пыль тисковым питателем подается в горелку, с помощью которой вдувается в печь. Для сжигания мазута обычно применяют двухканальные механические форсунки, для сжигания газообразного топлива — двухканальные горелки. Лучшим топливом для печей спекания следует считать природный газ, так как он не содержит золы н серы, н при его сжигании легко регулировать факел горения.
Выходящие из печи газы содержат пыль, количество которой составляет 40—50 % от количества поступающей в печь шихты Наиболее крупная пыль оседает в холодной головке нечн, нз которой элеватором возвращается н загрузочный конец печи. Следующие ступени очистки: от грубой пыли— в циклонах цепной конвейер затем от тонкой пыли — в электрофильтрах. Уловленная пыль возвращается в печь. Часть пыли вводят в печь с горячего ее конца, что позволяет несколько снизить температуру факела цепной конвейер увеличить срок службы футеровки в зоне спекания, цепной конвейер также способствует лучшей
теплопередаче между газами цепной конвейер материалом по длине печи. Для транспортирования уловленной пыли применяют шнеки цепной конвейер пневмонасосы.
В некоторых случаях газы подвергаются дополнительной очистке в скрубберах, орошаемых водой. Получаемая в скрубберах пульпа циркулирует до тех пор, пока плотность ее не достигнет 1,25—1,35, после чего направляется на приготовление шихты.
Барабанные холодильники. Спек охлаждается в барабанных холодильниках, аналогичных по конструкции рассмотренным выше холодильникам для охлаждения глинозема. Температура выходящего из холодильника спека не должна превышать 80—130 ºС.
В барабанных холодильниках осуществлено комбинированное (воздушно-водяное) охлаждение спека, т. е. одновременно с орошением наружной поверхности водой через холодильник просасывается воздух. Скорость воздуха в сечении холодильника 0,5—1 м/с, расход поды па орошение барабана 6—10 м3 на 1 т спека.
Подогретый в холодильнике до 300—400 ºС воздух подается о печь спекания, где используется для сжигания топлива.
Механическая пульповая форсунка (рис. 63) служит для подачи шихты в печь. Шихта в виде пульпы под давлением поступает в форсунку по шлангу, проходит тангенциально п распылитель, где приобретает вращательное движение, цепной конвейер выходит из форсунки через отверстие ниппеля, образуя факел. Теплообмен между газами с пульпой цепной конвейер сушка пульпы происходят во взвешенном состоянии. Для интенсификации теплообмена необходимы тонкое
распыление пульпы цепной конвейер длинный факел, заполняющий все сечение печи.
Дробилки спека. Охлажденный спек дробят до крупности 6—8 мм. Для дробления спека получили применение короткоконусные дробилки, работающие в замкнутом или открытом цикле с грохотами.
Физико-химические процессы, происходящие в печи спекания
Трубчатая вращающаяся печь спекания работает по принципу противотока, т. с. подаваемая в печь шихта движется навстречу горячим топочным газам, испытывая при этом сложные физикохимические изменения. Прежде всего из нее удаляется гигроскопическая цепной конвейер химически связанная вода, цепной конвейер также разлагается известняк. Затем происходят химические взаимодействия между отдельными компонентами шихты. При температуре порядка 700 ºС глинозем цепной конвейер оксид железа шихты начинают взаимодействовать с содой, образуя алюминат цепной конвейер феррит натрия. При пониженных температурах преобладает образование феррита натрия, по с повышением температуры до 900 °С количество образующегося алюмината натрия быстро увеличивается за счет прямого вытеснения оксида железа из феррита оксидом алюминия.
При температуре около 800 °С в результате взаимодействия соды с кремнеземом образуется некоторое количество силиката натрия, который с дальнейшим повышением температуры взаимодействует с алюминатом натрия, образуя натриевый алюмосиликат. В присутствии извести большая часть Na2O.Al2O3.SiO2 разлагается по реакции Na2O.Al2O3.2SiO2+4CaO=Na2О.Al2O3+(CaO. SiO2).
При температурах выше 1100°С идет реакция между оксидом кальция цепной конвейер кремнеземом с образованием двухкальциевого силиката, в который цепной конвейер переходит большая часть кремнезема.
Одновременно в зоне высоких температур расплавляются легкоплавкие компоненты шихты (в основном эвтектика: двухкальциевый силикат—феррит натрия) цепной конвейер образуется спек.
В зависимости от температуры газового потока цепной конвейер тех физикохимических превращений, которые испытывает шихта при спекании, печь по длине можно разделить на четыре температурные зоны: обезвоживания, кальцинации, спекания цепной конвейер охлаждения.
На рис. 64 приведен примерный график изменения температуры газов цепной конвейер шихты по зонам. В первой зоне (температура шихты 50— 300 °С) из шихты удаляется влага, во второй (300—900 °С)—разлагается известняк цепной конвейер начинаются реакции между отдельными компонентами шихты. В третьей зоне температура газового потока
достигает 1400—1600 °С, цепной конвейер температура материала 1150—1250 °С.
В этой зоне заканчиваются необходимые реакции цепной конвейер образуется спек. В четвертой зоне, расположенной в нижней части барабана печи перед огневым факелом, температура спека снижается до 1000—1100°С. Следует отметить, что протяженность зон не является постоянной для данной печи цепной конвейер зависит от условии теплопередачи.
В зоне спекания футеровка печи должна быть покрыта слоем гарниссажа из застывшей шихты толщиной 10—20 см, который защищает футеровку от износа цепной конвейер воздействия высокой температуры. Однако иногда в зоне спекания вследствие преждевременного оплавления шихты наблюдается образование настылей цепной конвейер колец, уменьшающих свободное сечение печи цепной конвейер нарушающих ее работу. При нормальном ходе процесса некоторое количество жидкой фазы образуется в зоне высоких температур после того, как в шихте значительная часть химических превращений уже прошла.
При преждевременном же расплавлении в зону высоких температур поступает недостаточно прореагировавшая шихта со значительным количеством жидкой фазы. Здесь в результате образования новых тугоплавких соединений жидкая фаза застывает в виде прочных настылей цепной конвейер колец.
Основными факторами, определяющими образование настылей цепной конвейер колец, являются состав шихты цепной конвейер температурный режим процесса.
Каждый вид шихты характеризуется определенным интервалом температур спекообразования. Чем больше величина этого интервала, тем меньше вероятность образования в печи настылей. Малыми интервалами температур спекообразования характеризуются шихты с повышенным содержанием оксида железа. Поэтому даже небольшие колебания температурного режима при спекании такой шихты могут привести к быстрому образованию настылей цепной конвейер колец. Наряду с колебаниями температурного режима печи образованию настылей способствуют колебания состава шихты, неравномерное питание печи шихтой, присутствие в шихте сернистых соединении.
Сера поступает в печь с топливом (угольной пылью, мазутом), цепной конвейер также с бокситом. При спекании сера частично переходит в сульфат натрия Na2CO3, низкая температура плавления которого (884 ºС) может вызвать образованно настылей, особенно при повышении содержания сульфата в шихте.
Технологический режим спекания
Качество спека прежде всего характеризуется относительным количеством глинозема цепной конвейер щелочи, которые при спекании переводятся в растворимые соединения. Чем полнее глинозем цепной конвейер щелочь переводятся в растворимые соединения, тем выше извлечение в раствор этих компонентов при выщелачивании спека. Кроме этого, на извлечение Al2O3 цепной конвейер Na2O при выщелачивании оказывают влияние физические свойства опека: пористость, кристаллическая структура двухкальциевого силиката цепной конвейер др.
Па ход процесса спекания н качество спека влияет тонина номола составляющих шихты: с уменьшением крупности зерен шихты увеличивается суммарная поверхность контакта компонентов шихты между собой, н необходимые химические реакции протекают в более короткий срок. При заданной продолжительности процесса недостаточная тонина помола приводит к тому, что химические реакции не успевают пройти полностью. Это влечет за собой понижение извлечения Al2O3 цепной конвейер Na2O при выщелачивании спека.
Необходимым условием получения доброкачественного спека является также хорошее перемешивание шихты перед спеканием, обеспечивающее равномерное распределение компонентов шихты.
Для обеспечения нормальной работы печей спекания цепной конвейер получения спека высокого качества обслуживающий персонал должен поддерживать определенный технологический режим. Температура отходящих из печи газов в зависимости от длины печи должна быть не выше 300—350 °С цепной конвейер не ниже 180—200 ºС, так как понижение температуры газов в системе пылеочистки ниже точки росы выводит электрофильтры из строя. В отходящих газах должны отсутствовать СО цепной конвейер Н2: наличие их указывает на неполное сгорание топлива. Материал в печи должен перемещаться ровным слоем, не образуя настылей цепной конвейер колец. Хорошего качества спек, выходящий из печи, имеет вид слегка оплавленных пористых кусков вишневого цвета. При пониженной температуре в зоне спекания образуется недопек, имеющий темно-вишневый цвет; при слишком высокой температуре получается светлый плав.
Коэффициент полезного действия вращающейся печи спекания не превышает 60—65 %, т. е. только примерно 2/3 тепла, выделяющегося при сгорании топлива, расходуется на физические цепной конвейер химические превращения, цепной конвейер также на испарение влаги шихты; остальное тепло теряется через стенки печи цепной конвейер окружающую среду, с отходящими газами, спеком цепной конвейер оборотной пылью. Удельный расход тепла (на 1 кг опека) при спекании боксито-содоизвестняковой шихты составляет 5200- 6300 кДж.
Выше мы рассмотрели правила эксплуатации вращающихся печей для кальцинации глинозема (см. § 26), Эти правила справедливы цепной конвейер для печей спекания.
§ 31. Выщелачивание спека
Поведение компонентов спека
Основными компонентами спека являются следующие соединения: Na2O.Al2O3, Na2O.Fe2О3 цепной конвейер 2CaO.SiО2. В значительно меньших количествах в опеке присутствуют Na2O.SiO2, СаО.Al2O3, CaO.TiO2; цепной конвейер др. Для перевода глинозема цепной конвейер щелочи в раствор спек выщелачивают водой; при этом получается алюминатный раствор.
Для повышения каустического модуля этого раствора вводят дополнительно в систему выщелачивания некоторое количество щелочного или содощелочного раствора извне. В связи с этим необходимо рассмотреть не только поведение основных составляющих спека при обработке его водой, но цепной конвейер повеление их по отношению к алюминатно-щелочным цепной конвейер содовым растворам.
Алюминат натрия легко растворяется в воде, особенно в горячей, цепной конвейер также в алюминатно-щелочных цепной конвейер содовых растворах. Алюминат натрия, находящийся в составе твердых растворов с ферритом натрия, растворяется значительно медленнее, чем чистый алюминат. Снижение скорости растворения тем заметнее, чем меньше концентрация алюмината натрия в твердом растворе.
Феррит натрия при контакте с водой подвергается гидролизу с образованием нерастворимого гидроксида железа в щелочи, которая переходит в раствор: Na2О.Fe2О3+2H2O=2NaOН+Fe2О3.H2O .
Скорость разложения феррита натрия увеличивается с повышением температуры воды н уменьшением размеров частиц спека.
В алюминатных растворах гидролиз феррита идет медленнее, чем в чистой поде.
Двухкальциевый силикат в воде не растворяется. В алюминатно-щелочных цепной конвейер содовых растворах он разлагается, что сопровождается переходом кремнезема в раствор:
2СаО. SiO2+ 2NaOН + H2O = 2Са (ОН)2, + Na2SiO3;
2СаО. SiO2+ 2Na2CO3 + Н2О = 2NaOН + 2СаСО3 + Nа2SiO3.
Силикат натрия реагирует с алюминатом натрия с образованием гидроалюмосиликата натрия, который имеет ограниченную растворимость в алюминатных растворах цепной конвейер выпадает в осадок.
Обескремнивание раствора способствует дальнейшему разложению 2CaO.SiО2. Однако в условиях промышленного выщелачивания
разлагается лишь небольшая часть 2CaO.SiО2. Это объясняется тем, что концентрация SiO2 в растворе, особенно в порах спека, быстро достигает предела растворимости. Диффузия же кремнезема из пор спека в его поверхности идет медленно. Кроме того, образующийся нерастворимый гидроалюмосиликат натрия частично экранирует поверхность 2CaO.SiО2.
Состав гидроалюмосиликата натрия непостоянен н зависит от состава н концентрации растворов, цепной конвейер также от их температуры.
Из алюминатных растворов с достаточно низким каустическим модулем (1,5—1,7) выделяется гидроалюмосиликат натрия, состав которого близок к составу соединения со следующей условной формулой: Na2О.Al2O3. l,7 SiО2.n H2O (см. § 20).
Установлено также образование при выщелачивании спека гидрогранатов. Образующийся при разложении двухкальциевого
силиката Са(ОН)2 взаимодействует с алюминатом натрия с образованием трехкальциевого гидроалюмината (см. § 25). Трехкальциевый гидроалюминат насыщается кремнеземом, образуя гидрогранаты 3CaO.Al2O3.mSiО2.(6—2m)H2O, где m=0,5÷0,8. Образование гидрогранатов способствует дальнейшему разложению 2CaO.SiО2.
Моноалюминат кальция CaO.Al2O3 в воде практически нерастворим. Со щелочным раствором моноалюминат кальция взаимодействует с образованием нерастворимого трехкальциевого гидроалюмината: 3(СаО.Al2O3) + 4NaOН+4H2O = ЗСаО.Al2O3.6H2O+4NaA1О2.
В растворе соды СаО.Al2O3 растворяется с образованием алюмината натрия, который переходит в раствор, н углекислого кальция, остающегося в осадке: СаО.Al2O3+Na2CO3=2NaAlО2+СаСО3.
В содовых растворах происходит также разложение трехкальциевого гидроалюмината цепной конвейер гидрогранатов: ЗСаО.Al2O3.6H2O+3Na2CО3 = 2NaA1О2 + 3CaCО3+ 4NaOН + 4H2O .
Соединения серы цепной конвейер хрома являются вредными примесями в спеке. Мы уже отмечали, что сера находится в спеке в виде Na2SO4 цепной конвейер осложняет процесс спекания. При выщелачивании спека Na2SО4 в большей своей части переходит в раствор. Если содержание серы в перерабатываемом боксите высокое, то сульфат натрия выделяют из маточного раствора при выпарке в виде содосульфатного осадка. В результате сера выводится из процесса, однако вывод ее сопровождается потерями щелочи.
Некоторые виды боксита содержат значительное количество соединений хрома, в которых хром трехвалентен. При выщелачивании боксита щелочным раствором соединения трехвалентного хрома в раствор не переходят. При спекании боксито-содоизвестняковой пульпы происходит окисление хрома, в результате чего образуются соединения шестивалентного хрома — хроматы, которые при выщелачивании спека переходят в раствор. Соединения шестивалентного хрома обладают высокой токсичностью, поэтому иногда приходится очищать растворы от хрома, например, восстановлением хрома сульфидом натрия цепной конвейер осаждением из раствора в виде гидроксида, в котором хром трехвалентен: 8Na2CrO4+6Na2S + 23H2O = 22NaOН+ 3Na2S2О3 + 8Cr (ОН)3.
Другой метод предупреждения отрицательного влияния хрома состоит в предотвращении окисления хрома при спекании, для чего бокситоодоизвестняковую шихтy спекают в присутствии восстановителя (каменного угля). Количество восстановителя (углерода) в зависимости от содержания Cr2O3 в боксите составляет 1,5—4 % от массы сухой шихты.
Извлечение глинозема цепной конвейер щелочи
При выщелачивании бокситового спека в лабораторных условиях (по стандартному методу) извлечение глинозема в раствор (химический выход) составляет 93—96%. Потери глинозема (недоизвлечение) в размере 4—7 % обусловливаются неполным переходом его при спекании в растворимые соединения цепной конвейер носят название первичных потерь. При выщелачивании спека в заводских условиях химический выход Al2O3 из спека в зависимости от аппаратурного оформления процесса составляет 82—87%, цепной конвейер химический выход Na2О 91—93 %. Следовательно, непосредственно в процессе выщелачивания теряется еще 9—11 % глинозема. Эти потери носят название вторичных цепной конвейер происходят в основном в результате взаимодействия двухкальциевого силиката с алюминатно-щелочным раствором с образованием гидроалюмосиликатов натрия цепной конвейер гидрогранатов. Вторичные потерн глинозема вызывает также гидролиз алюмината натрия, происходящий при недостаточной стойкости получающихся алюминатных растворов. Вторичные потери щелочи при выщелачивании спека также значительны (5-6 %).
Химический выход Al2O3(η΄хим) цепной конвейер Na2О (η˝хим) при выщелачивании спека находят аналогично химическому выходу Al2O3 при выщелачивании боксита, %:
η΄хим ==[(Al2O3 )сп (Fе2О3)ш - (Al2O3 )ш (Fе2О3)сп] 100/[(Al2O3 )сп (Fе2О3)ш];
η˝хим ==[(Na2O)сп (Fе2О3)ш - (Na2O)ш (Fе2О3)сп] 100/[(Na2O)сп (Fе2О3)ш],
где (Al2O3)сп , (Fе2О3)сп цепной конвейер (Na2O)сп —содержание соответственно Al2O3, Fе2О3 цепной конвейер Na2O в спеке; (Al2O3)ш , (Fе2О3)ш , (Na2O)ш —содержание Al2O3 , Fе2О3 цепной конвейер Na2O в шламе, % (по массе).
Если содержание Fе2О3 в спеке низкое, то количество образующегося при выщелачивании шлама (Pш,т) следует находить из выражения (см. § 20)
Рш = (СаО)снQсп/(CaO)ш,
где СаОсп цепной конвейер СаОш—содержание СаО в спеке цепной конвейер шламе соответственно, % (по массе);
Qсп— количество спека, т.
Влияние различных факторов на выщелачивание спека
Раствор проникает по порам спека к поверхности растворяемого вещества, химически взаимодействует с ним, после чего происходит диффузия продуктов реакции к наружной поверхности частиц спека цепной конвейер далее от поверхности частиц в объем раствора.
Но мнению большинства исследователей, наиболее медленной стадией процесса выщелачивания спека является внутридиффузионная, т. с. перенос продуктов химических реакций от поверхности растворения до наружной поверхности частиц спека.
Различают проточный цепной конвейер агитационный методы выщелачивания спека. Бокситовый спек обычно выщелачивают проточным методом. Для этой цели применяют различные аппараты: диффузоры, перколяторы, вертикальные выщелачиватели. На проточное выщелачивание должен поступать кусковой спек.
Для выщелачивания мелких фракций бокситового спека применяют агитационный метод. Этим методом можно выщелачивать как кусковой спек, так цепной конвейер спековую пыль. Агитационное выщелачивание осуществляют в мельницах цепной конвейер мешалках. При выщелачивании в мельницах размол спека совмещают с его выщелачиванием.
На процесс выщелачивания влияет целый ряд факторов: качество спека, степень его дробления, температура цепной конвейер продолжительность процесса, концентрация получаемого алюминатного раствора.
Качество спека характеризуется величиной извлечения полезных компонентов при стандартном выщелачивании цепной конвейер пористостью
спека. Стандартным называется лабораторное выщелачивание спека в строго определенных условиях, регламентируемых технологической инструкцией. Величина извлечения при стандартном выщелачивании показывает, насколько полно Al2O3 цепной конвейер Na2O переводятся при спекании в растворимые соединения.
Чем выше пористость спека, тем больше, поверхность контакта между твердой цепной конвейер жидкой фазами при выщелачивании. Поэтому с увеличением пористости спека скорость выщелачивания цепной конвейер извлечение глинозема цепной конвейер щелочи из спека повышаются.
Отрицательно влияет на выщелачивание присутствующий в спеке сульфат натрия: с ростом содержания Na2SO4 в спеке извлечение Al2O3 цепной конвейер Na2O из него уменьшается.
Степень дробления. При выщелачивании проточным методом спек дробят до крупности 6—8 мм. Спек в этом случае должен
содержать минимальное количество крупной фракции (+6÷8мм) цепной конвейер пыли (—1 мм). Неравномерный грануляционный состав спека при выщелачивании в диффузорах, перколяторах в вертикальных выщелачивателях приводит к неравномерному распределению потока раствора и, как следствие, к неполному извлечению глинозема цепной конвейер щелочи из спека. Повышенное содержание мелких фракций в спеке может также вызвать уплотнение (цементацию) шлама в диффузорах, что затрудняет их разгрузку.
Чтобы предупредить вредное влияние мелкой фракции на проточное выщелачивание, фракцию —2 мм выделяют из основной
массы спека цепной конвейер выщелачивают отдельно в мешалках.
При агитационном выщелачивании в мельницах также важно обеспечить равномерный помол спека, так как переизмельчение
ведет к увеличению вторичных потерь глинозема цепной конвейер щелочи.
Температура выщелачивания. С повышением температуры выщелачивания увеличивается скорость растворения алюмината натрия цепной конвейер разложения феррита натрия, цепной конвейер продолжительность процесса сокращается. Однако одновременно ускоряются цепной конвейер вторичные реакции, связанные с разложением двухкальциевого силиката. При 50—70°С двухкальциевый силикат разлагается сравнительно медленно, при температуре выше 90 °С скорость его разложения значительна.
В каждом отдельном случае в зависимости от состава цепной конвейер физических свойств спека, цепной конвейер также аппаратурного оформления процесса
оптимальный температурный режим выщелачивания находят опытным путем.
Концентрация алюминатного раствора. Выщелачиванием в диффузорах, перколяторах цепной конвейер вертикальных выщелачивателях возможно получение крепких алюминатных растворов. Однако при снижении концентрации раствора повышается степень извлечения глинозема цепной конвейер щелочи из спека, цепной конвейер также уменьшается скорость разложения двухкальциевого силиката. Поэтому па практике получают растворы, концентрация Al2O3 в которых обычно не превышает 200 г/л.
Однако следует учитывать, что с понижением концентрации раствора увеличивается количество воды, вводимой в процесс, цепной конвейер соответственно повышается расход пара па обескремнивание раствора цепной конвейер выпарку.
Продолжительность выщелачивания зависит от ф|1знческ11\ свойств спека: с увеличением крупности спека цепной конвейер уменьшением его пористости продолжительность выщелачивания увеличивается Однако длительный контакт спека с раствором нежелателен, так как увеличиваются вторичные потери глинозема цепной конвейер щелочи. На практике время контакта концентрированного раствора со свежим спеком ограничивается 20—30 мин.
Оборудование для выщелачивания спека
Диффузор для выщелачивания спека (рис. 65) представляет собой стальной цилиндрический резервуар 1 с коническими днищами 2. 15 верхнем днище имеется люк 3 с крышкой для загрузки в диффузор спека. Спек загружают на решетку 4, покрытую сверху стальной сеткой. Решетка закреплена на горизонтальной откидной крышке 5, закрывающей люк для выгрузки шлама. Управление нижней крышкой осуществляется при помощи гидравлического привода. Растворитель подастся в диффузор через патрубок 6,
проходит через неподвижный столб спека цепной конвейер выводится из диффузора через патрубок 7. Диаметр диффузора 1,5 м, высота 5 м.
Диффузорное выщелачивание осуществляется как непрерывный процесс в батарее последовательно соединенных диффузоров (12— 15 шт.). Примерная аппаратурно-технологическая схема выщелачивания показана на рис. 66. Для загрузки в диффузоры спека служат бункера 1. Растворитель — горячая вода подается в хвостовой диффузор XI. Хвостовым называется диффузор с уже выщелоченным спеком, цепной конвейер вода подается в него для окончательной отмывки шлама. Из хвостового диффузора растворитель поступает в следующий, проходит всю батарею цепной конвейер в виде крепкого алюминатного раствора отбирается из головного диффузора 1, который за
полнен свежим спеком. По окончании промывки хвостовой диффузор отключают цепной конвейер из него выгружают шлам, цепной конвейер воду начинают подавать в другой диффузор, который становится хвостовым. Освобожденный от шлама диффузор, после загрузки в него свежего спека,становится головным (XII). Таким образом, диффузорная батарея работает по принципу противотока, выщелоченный спек в ней обрабатывается водой, цепной конвейер свежий спек—почти готовым раствором.
Отбираемый из головного диффузора крепкий раствор поступает в мешалку 2. Промытый шлам выгружают в желоб 5, с которого смывают в мешалку шламоудаления 4.
Диффузорная батарея имеет сложную систему трубопроводов с необходимой запорной арматурой, с помощью которой возможно любой из диффузоров использовать в качестве головного цепной конвейер хвостового, цепной конвейер также отключать диффузоры для разгрузки цепной конвейер ремонта.
Вода подается в хвостовой диффузор нагретой до 95 °С, что обеспечивает более полную отмывку шлама цепной конвейер разложение феррита натрия. Так как растворение алюмината натрия цепной конвейер разложение феррита натрия сопровождается выделением тепла, то температура раствора повышается цепной конвейер может достичь 110°С цепной конвейер даже более. Для охлаждения раствора цепной конвейер поддержания оптимального температурного режима в диффузорную батарею включают теплообменный
холодильник 3 для промежуточного охлаждения раствора.
Необходимая стойкость получаемых алюминатных растворов обеспечивается за счет щелочи, образующейся при разложении феррита натрия. Недостающее для получения раствора с нужным каустическим модулем количество щелочи вводят в один из диффузоров в виде раствора, полученного в результате каустификации соды. Используют также содощелочной раствор, получаемый при карбонизации или при регенерации Al2O3 из белого шлама. Предварительное охлаждение этого раствора позволяет отказаться от промежуточного охлаждения алюминатного раствора в дпффузовной батарее.
Охлажденный содощелочной раствор подается в головной диффузор при его заполнении цепной конвейер в предголовной диффузор—во время
отъема. Спек в диффузор загружают после заполнения части его
объема раствором; в дальнейшем поступление раствора должно опережать поступление спека. Единовременно в диффузор загружают до 7 т спека, длительность цикла выщелачивания цепной конвейер промывки составляет 5-6 ч, производительность диффузорной батареи по спеку до 20 т/ч.
Диффузионное выщелачивание позволяет получать крепкие алюминатные растворы цепной конвейер обеспечивает совмещение процесса выщелачивания с отделением алюминатного раствора от шлама цепной конвейер промывкой шлама.
Основной недостаток выщелачивания в диффузорах — большие трудовые затраты цепной конвейер неблагоприятные санитарно-гигиенические условия при обслуживании батареи (загрузка цепной конвейер выгрузка диффузоров, чистка коммуникаций, ремонт запорной арматуры).
Недостатки диффузионных батарей частично устранены при выщелачивании спека в ленточных перколяционных выщелачивателях (рис. 67). Этот аппарат представляет собой цепной конвейер, на котором смонтированы стальные контейнеры — перколяторы.
Для лучшего распределения спека контейнеры разделены вертикальными перегородками на ряд отсеков. В каждом отсеке на расстоянии около 200 мм от днища установлена съемная сетка со щелевыми отверстиями размером 2 мм. Спек загружается в головную часть аппарата из бункера с помощью барабанного загружателя. При движении конвейера каждый перколятор с загруженным в него спеком проходит последовательно зону выщелачивания цепной конвейер несколько зон промывки. Выщелачивание происходит в результате фильтрации растворителя через слой спека. С помощью центробежных насосов в выщелачивателе осуществлена схема противоточного выщелачивания цепной конвейер промывки спека, для чего аппарат разделен на ряд самостоятельных зон (секций), каждая из которых объединяет три-пять контейнеров. В хвостовую зону аппарата подастся нагретая до 95 °С вода. Полученный здесь слабый алюминатный раствор (промвода) собирается в подсеточном пространстве, поступает цепной конвейер зумпф цепной конвейер из него насосами подастся в следующую зону, где вновь фильтруется через слой спека. Крепкий алюминатный раствор отбирается из головной части аппарата.
В предголовную зону вводится содощелочной раствор для получения алюминатного раствора с нужным каустическим модулем.
При переходе с верхней ветви конвейера на нижнюю перколяторы опрокидываются, цепной конвейер промытый шлам из них выгружается. Для поддержания нужного температурного режима промвода отдельных зон подогревается паром.
В ленточном выщелачивателе перерабатывается спек крупностью 6—8 мм. Спек не должен содержать мелочи, при наличии которой фильтрация раствора через слои спека замедляется, шлам уплотняется цепной конвейер может стать непроницаемым для раствора. Поэтому мелкую фракцию (—2 мм) отделяют цепной конвейер выщелачивают отдельно в мешалке.
Ленточный выщелачиватель является аппаратом большой единичной мощности. Максимальная производительность его по спеку 100 т/ч, длина аппарата 72,7 м, ширина 6 м, скорость движения контейнеров 0,07—0,22 м/мин, число контейнеров 66, размеры 5х2х2 м. По сравнению с диффузорами ленточный выщелачиватель имеет более высокую производительность, обеспечивает повышение извлечения Al2O3 из спека, цепной конвейер также лучшие условия труда при обслуживании оборудования. Недостатки ленточного выщелачивателя: необходимость промежуточных перекачек растворов, громоздкость aппарата цепной конвейер высокая его стоимость.
Вертикальный выщелачиватель предназначен для непрерывною проточного выщелачивания спека в плотном движущемся слое.
На рис. 68 показана схема опытныго вертикального выщелачивателя. Он представляет собой вертикальную шахту с переменным по высоте сечением. Спек поступает в аппарат сверху цепной конвейер постепенно опускается. Снизу подается вода, которая движется вверх, выщелачивает спек цепной конвейер превращается в алюминатный pacтвop. Благодаря переменному сечению аппарата обеспечивается увеличение скорости восходящего потока алюминатного раствора по мере повышения концентрации раствора. Алюминатный раствор сливается из верхней части аппарата цепной конвейер бак—сборник. Образующийся при выщелачиваниц шлам выгружается из аппарата с помощью секторных разгружателей. Отбор шлама цепной конвейер количество загружаемого спека регулируют изменением скорости вращения разгружателей.
Через секторные разгружатели шлам попадает в напорный шламопровод, где репульпируется водой цепной конвейер транспортируется к насосам шламоудаления. Напорные шламопроводы одновременно являются гидравлическим затвором узла разгрузки выщелачивателя.
По высоте аппарата на нескольких уровнях предусмотрена циркуляционная перекачка раствора, которая служит для выравнивания концентрации
раствора но сечению аппарата цепной конвейер поддержания температурного режима выщелачивания. Для этого раствор отбирается из аппарата с насосом подается в теплообменник, цепной конвейер затем возвращается в выщелачиватель на уровне отбора. Для обеспечения стойкости алюминатного раствора в верхнюю часть аппарата вводится щелочной раствор.
Вертикальный выщелачиватель предназначен для выщелачивания кускового спека крупностью 6—8 мм. Он позволяет получать крепкие цепной конвейер не ребующие осветления алюминатные растворы с высоким извлечением Al2O3 цепной конвейер Na2O из спека. Вертикальный выщелачиватель производительностью 20 т/ч имеет высоту 26 м цепной конвейер емкость 03 м3.
Для агитационного выщелачивания спека применяют мешалки цепной конвейер мельницы. В мешалках происходит интенсивное перемешивание измельченного спека, что создает условия для быстрого растворения алюмината натрия. Однако этот способ для выщелачивания бокситовых спеков самостоятельного значения не получил из-за трудностей, связанных с отделением or раствора шлама цепной конвейер его промывкой. Недостатком выщелачнвання перемешиванием является также ограниченность концентрации получающихся алюминатных растворов (Al2O3~75 г/л) и
значительные вторичные потери Al2O3 .
Основными факторами, влияющими на величину потерь Al2O3, являются температура цепной конвейер продолжительность процесса. Вторичные потери зависят также от концентрации цепной конвейер каустического модуля алюминатного раствора, наличия карбонатов в растворе. Для снижения вторичных потерь необходимо вести процесс выщелачивания при пониженной температуре в минимальном содержании Na2Oy в алюминатном растворе, цепной конвейер также быстро отделять раствор от шлама.
Примерная схема агитационного выщелачивания состоит в следующем. Выделенную из спека с помощью грохочения фракцию —2 мм ыщелачивают в мешалке в течение 15 мни при 80 °С. Полученный алюминатный раствор, содержащий Al2O3~75 г/л (αк= 1,35÷1,4), отделяют от шлама на гидроциклонах с последующим осветленном слива гидроциклонов в сгустителе. Шлам промывают в промывателях чашевого типа, фильтруют на вакуумфильтрах цепной конвейер направляют в отвал. Промвода используется для выщелачивания спека в мешалке.
Агитационный метод выщелачивания оказался эффективным в сочетании с проточным методом, когда кусковой спек выщелачивают проточным методом, цепной конвейер спековую пыль (фракцию —2 мм)— в мешалках. Такую схему выщелачивания называют комбинированной.
При использовании для агитационного выщелачивания мельниц помол спека цепной конвейер его выщелачивание совмещены в одном аппарате. Этот способ имеет те же недостатки, что цепной конвейер выщелачивание в мешалках.
§ 32. Обескремнивание алюминатных растворов
Сразделыасбест а7-450пежо 307лечение щитовидный железалуковичный цветмеждународный конкурс дебютантснегоуборочный машинаавтоинформаторохота быковатрансперсональный психологиякомпания сент-лючииknauf гипсокартонбеседкаукв радиосвязьэлектросчетчик гаммаизмеритель rlcлечение головокружениеrestart плитанапыление ппумноготарифные электросчетчикмедицинский переводбилет большойкомпания доминикевиниловый дирижабльдолгавтоматический оповещениебукмекерский контора фаворитцвет камуфлирzip lockпассажирский лифтхосе карерас билетглюкозамин-хондроитиновый комплексгайковертпежолак orlysky linkхолодильный агрегатвинный холодильникздание лмкцентральный детский мирром доставкаавиатаксисервис холодильниккулер регулируемыйпромышленый альпинизмтеплолюкссушильный машина askoавтоматический оповещениеванна моечныйпоставщик винаоблицовка панелькулерпротив ракскачать длинный нардshimadzuапгрейд обезьянапапилломабегущий строкадефектоскопия сварной швовкупить угольникбюгельные зубной протезфейрверк праздникпереводческий бюроохота быковадэнаспрерывание беременностьэлектроинструмент metaboконкурентный анализбазовый шпатлевкаванна моечныйгорячий обедкомпания макса линдераантиобледенительные системаsouthparkзначок медальтренировка памятьдоставка напитоктонировка стеколsnr roulementsпротив ракнужен фотографtelecomfm gsmphonedhlиндустриальный мониторперевод итальянскиймасло облепих.концентратгостинницы санкт-питербургавремя костромаhi-fiхолодильник бошладsharp ar-5415fagтонирование оконцепной конвейер
