Металлоизделия в Луганске и области

Металлокострукции, входные двери, заборы, оградки,
решетки, лестницы, ковка, модули,
вальеры, декоративная мебель

Получение глинозема по способу Байера

Способ Байера получил наиболее широкое распространение в мировой практике. Он был предложен в конце прошлого столетия австрийским химиком К.Н.Байером, работавшим в России.

Способ Байера относится к щелочным гидрохимическим процессам. В основе способа лежит обратимая химическая реакция

Al(OH)3 + NaOH г* NaAlO2 + 2Н20. (93)

В условиях обработки (выщелачивания) исходной руды раствором едкого натра эта реакция идет вправо, т.е. алюминий переходит в раствор в форме алюмината натрия. При разложении (декомпозиции) полученных растворов равновесие реакции сдвигается в обратную сторону и происходит гидролиз алюминатного раствора с образованием кристаллического осадка гидроксида алюминия.

В способе Байера технологический цикл по щелочи замкнут.

Затраченная на выщелачивание щелочь освоьождается при декомпозиции и возвращается в голову процесса на обработку новых порций руды.

Способ Байера обычно применяют для переработки высококачественных бокситов с относительно низким содержанием кремнезема. Согласно схеме, приведенной на рис. 118, исходный боксит дробят и затем измельчают в среде концентрированного оборотного раствора щелочи. Далее пульпу выщелачивают с целью перевода оксида алюминия в раствор. Выщелачивание боксита в зависимости от минералогической формы природного гидроксида алюминия протекает по следующим реакциям:

Al2O3 - H2O + 2NaOH = 2NaA102 + 2Н20; (94)

(диаспор, бемит)

Al2O3 ЗН20 + 2NaOH = 2NaAlO: - 4Н20 (95)

(гидраргиллит)

Наиболее легко выщелачиваются гидраргиллитовые бокситы; для растворения моногидратных бокситов требуются более высокие температура и концентрация щелочного раствора.

Одновременно с природными гидроксидами алюминия со щелочью взаимодействуют свободный кремнезем и различные алюмосиликаты. Этот процесс идет вначале с образованием силиката натрия по реакции

SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O. (96)

Силикат натрия реагирует затем с алюминатом натрия с образованием нерастворимого в щелочных растворах натриевого гидроалюмосиликата:

2NaA102 + 2Na2Si03 + 4Н20 = Na2O • Al2O3 • 2Si02 • 2Н20 + 4NaOH. (97)

Аналогичная картина имеет место при непосредственном растворении содержащегося в бокситах каолинита, который взаимодействует со щелочью по реакции

Al2O3 • 2Si02 • 2Н20+2Na0H=Na20 • Al2O3-2Si02-2H20 +H2O. (98)

Образование больших количеств нерастворимого гидроалюмосиликата натрия при выщелачивании бокситов недопустимо, так как ведет к неизбежным потерям дорогостоящей щелочи и к снижению извлечения в раствор алюминия. По этой причине бокситы с повышенным содержанием кремнезема перерабатывать способом Байера нецелесообразно.

Для выщелачивания бокситов и особенно бокситов, содержащих алюминий в форме моногидроксида, требуются температуры не ниже 180... 240 °С. Повышенные температуры одновременно способствуют увеличению скорости образования алюмината натрия и полноты извлечения алюминия из боксита. При таких условиях давление насыщенных паров водного раствора гораздовыше атмосферного. Поэтому выщелачивание бокситов проводят в специальных аппаратах - автоклавах, работающих под давлением.

Вертикальные автоклавы, используемые для выщелачивания бокситов, представляют собой стальные сосуды, работающие при давлениях до 4 МПа и температуре до 250 °С. Обогрев автоклавов может проводиться острым паром, вдуваемым непосредственно в пульпу, или с помощью обогреваемых змеевиков.

В отечественном глиноземном производстве получили распространение автоклавы вместимостью 25 ... 72 мэ с обогревом острым паром.

Автоклав (рис. 119) представляет собой вертикальный цилиндрический цельносварной сосуд диаметром 1,6 ... 2,5 м и высотой ... 17,5 м с эллиптическими днищами. Он снабжен трубой передавливания для разгрузки пульпы. Загружают пульпу в автоклав через штуцер в верхнем днище. Кроме того, в верхнем днище имеются патрубки для подключения термометра и манометра и для сдувки неконденси- рующихся газов. На цилиндрической части корпуса и в кижнем днище имеются люки для чистки автоклава и для производства ремонтных работ. Аппарат устанавливают на несущую конструкцию с помощью четырех опор, приваренных к корпусу. В греющий автоклав для подачи пара снизу введен барботер.

В зарубежной практике получили применение также автоклавы с полезным объемом до 150 M3, имеющие змеевики для нагрева пульпы и мешалки для ее перемешивания. Использование таких автоклавов предотвращает разбавление пульпы конденсатом греющего пара. Однако автоклавы с косвенным нагревом более сложны по конструкции и менее надежны в работе.

Выщелачивание бокситов в автоклавах можно проводить как в периодическом, так и в непрерывном автоматизированном режимах.

При периодическом выщелачивании пульпу с начала до конца обрабатывают в одном автоклаве. Оно включает следующие операции: загрузку пульпы, нагрев ее до необходимой температуры, выщелачивание и разгрузку автоклава. Длительность процесса при этом составляет около 3 ч, в том числе на выщелачивание затрачивается 1,5 ... 2 ч.

Форма заказа

Цветная металлургия

Горная проммышленность