Металлоизделия в Луганске и области

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

Получение глинозема способом спекания

Способ спекания относится к термическим методам производства глинозема. Сущность этого способа заключается в образовании алюмината натрия при высокой температуре в результате сложного взаимодействия смеси алюминиевой руды, соды и известняка. Полученный при спекании шихты спек выщелачивают водой. Раствор алюмината натрия после выщелачивания разлагают углекислотой с выделением гидроксида алюминия, который для получения безводного глинозема подвергают кальцинации.

Способ спекания пригоден для переработки практически любых видов алюминиевого сырья. В настоящее время он получил широкое распространение для переработки высококремнистых бокситов, кремневый модуль которых менее 5, а также нефелиновых концентратов. Большой вклад в разработку и внедрение способа спекания в алюминиевую промышленность внесли отечественные металлурги.

Технологическая схема получения глинозема из высококремнистых бокситов по способу спекания приведена на рис. 125. Исходные материалы - боксит и известняк - после дробления поступают в мельницы, где они измельчаются в среде оборотного содового раствора. В мельницы добавляют также некоторое количество свежей соды для возмещения ее потерь в процессе и оборотный шлам. Перед подачей в мельницы компоненты шихты дозируют в заданном соотношении; в случае необходимости сос- 314 тав шихты корректируют после измельчения путем смешивания различных шихт. Откорректированную шихту направляют на спекание.

Цель спекания - перевести содержащийся в руде алюминий в форму водорастворимого алюмината и связать кремнезем в малорастворимые кальциевые силикаты. Шихта поступает на спекание в виде пульпы с влажностью около 40 %. Компоненты іиихты дозируют из расчета 1 кмоль Na2CO3 на 1 кмоль Al2O3 и Fe2O3 и 2 кмоля CaCO3 на 1 кмоль SiO2.Примерная аппаратурно-технологическая схема спекания бок* сито-известковой шихты приведена на рис. 126. Для спекания используют трубчатые вращающиеся печи длиной 50... 185 м, диаметром 3... 5 м. Процесс спекания проводят при температурах в рабочей зоне печи 1200... 1300 °С. При этих условиях практически вся масса оксида алюминия превращается в алюминат натрия:

При дальнейшем повышении температуры по мере продвижения материала в печи и полном израсходовании соды образовавшиеся феррит и силикат натрия начинают взаимодействовать со свободными оксидами алюминия и кальция:

В результате спекания получается кусковой пористый частично оплавленный спек темно-серого цвета и печные газы, содержащие 10 ... 12 % CO2, которые используют в последующей операции карбонизации алюминатного раствора. Основными соединениями спека являются алюминат натрия и силикат кальция. Кроме них, в спеке могут присутствовать и другие соединения (CaO * Al2O3, 2СаО * Fe2O3, Na2O * Fe2O3 и др.). Связывание кремнезема в нерастворимый силикат кальция позволяет получать методом спекания глинозем из высококремнистых алюминиевых руд.Полученный спек по выходе из печи охлаждают в холодильнике и дробят до крупности 6...8 мм; измельченный продукт отправляют на выщелачивание. Выщелачивание проводят водой и оборотными (слабыми) растворами соды и алюмината натрия. Кусковой спек обычно выщелачивают проточным методом в диффузорах, перколяторах и трубчатых выщелачивателях, а мелочь (< 1 мм) - в механических мешалках или мельницах.

Диффузоры высотой 6 м и диаметром 1,5 м группируют в батери по 12... 15шт. Диффузорная батарея работает по принципу противотока: выщелоченный спек в хвостовом диффузоре обрабатывается горячей водой (до 95 °С), а свежий спек в головном аппарате - почти готовым раствором.

Диффузорная батарея имеет сложную систему трубопроводов с необходимой запорной арматурой, которая позволяет любой из диффузоров использовать в качестве головного или хвостового, а также полностью отключать отдельные аппараты для загрузки и ремонта.

Выщелачивание бокситового спека в диффузорах позволяет получать крепкие растворы, содержащие до 160 . . . 300 кг/мэ Al2O3. Однако этот метод выщелачивания характеризуется повышенными потерями глинозема и требует больших затрат ручного труда.

Выщелачивание спека на перколяционных конвейерных выщелачивателях позволяет частично устранить недостатки диффузорных батарей. Данные аппараты представляют собой горизонтальный цепной конвейер, на котором закреплены стальные контейнеры (перколяторы) с сетчатым днищем. Спек загружается в головной перколятор и далее каждый загруженный перколятор при движении конвейера проходит последовательно зону выщелачивания и несколько зон промывки. При этом растворитель и промывная вода просачиваются через слой спека сверху вниз.

Конвейерный перколятор работает по принципу противотока. В хвостовой перколятор с выщелоченным спеком подается нагретая до 95 °С вода, а головной с новой порцией спека обрабатывается промывными водами. Готовый крепкий алюминатный раствор отбирается из головной части аппарата. При переходе с верхней ветви конвейера на нижнюю перколяторы опрокидываются и промытый шлам из них выгружается. Порожний перколятор по нижней ветви транспортируется в голову аппарата и, поднявшись ведущей звездочкой вверх, поступает под загрузку спеком. Конвейерный выщелачиватель имеет 66 перколяторов размером.

По сравнению с диффузорами перколяционный конвейерный выщелачиватель имеет более высокую производительность, обеспечивает повышение извлечения глинозема на 1,5...2% и позволяет улучшить условия труда. Основными недостатками его являются громоздкость и высокая стоимость.

Наиболее совершенным аппаратом для алюминиевой промышленности является вертикальный трубчатый выщелачиватель непрерывного действия (рис. 129). Такой аппарат представляет собой вертикальный цилиндр высотой от 14 до 40 м и диаметром. 2 м. Спек поступает в аппарат сверху и за счет равномерной выгрузки красного шлама опускается вниз. Растворитель (горячая вода) проходит через столб спека снизу вверх и в виде алюминатного раствора отводится из верхней части аппарата.

Извлечение глинозема в алюминатный раствор, а также переход в него кремнезема зависят от качества спека, его вещественного состава, состава растворителя, температуры и продолжительности выщелачивания, конструкции выщелачивателя и др. Обычно при выщелачивании спека в раствор переходит 96% Al2O3.

Форма заказа

Цветная металлургия

Горная проммышленность