На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Разработка технологии получения ТКГА конверсией среднемодульного раствора при получении глинозёма Байер-гидрогранатным способом

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 04.11.2012. Сдан: 2012. Страниц: 13. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


     Содержание 

   Введение 3
1 Краткое описание технологии АО «Алюминий Казахстана» 5
2 Описание  технологии Байер-гидрогранатного  способа 10
2.1 Описание оборудования узла конверсии среднемодульного раствора 11
3 Расчетная  часть 14
3.1 Материальный  баланс 14
3.2 Расчет  количества оборудования 26
  Заключение 28
   Список литературы 29
 
 

      Введение 
 

     Возрастающее  потребление алюминия в автомобильной, пищевой, аэрокосмической, строительной, электротехнической и других отраслях промышленности обуславливает динамичный рост его производства.
     Увеличение  объемов производства алюминия требует  эквивалентного увеличения производства глинозема, единственного сырья  для изготовления первичного алюминия.[1]
     Известно  несколько способов переработки  низкокачественных бокситов на глинозем. В классическом способе Байера выщелачивание боксита в автоклавах ведут из расчета связывания диоксида кремния SiO2 в гидроалюмосиликат (ГАСН), который выводится в массе нерастворимого остатка на шламовое поле. Недостатками этого способа являются значительные потери щелочи и глинозема, что не позволяет экономически выгодно перерабатывать бокситы с кремневым модулем менее 8, а отвальные шламы становятся экологически вредными и непригодными для утилизации в промышленности.
     В классическом способе спекания боксита с известняком и содой диоксид кремния связывают в ортосиликат кальция 2CaO·SiO2 путем термической обработки шихты во вращающихся открытых печах при температуре 1100-1200 °С. Этот процесс требует больших затрат топлива и электрической энергии, осуществляется при значительных трудовых и эксплуатационных расходах, сопровождается значительным экологическим воздействием на воздушный бассейн (выбросы пыли, щелочные возгоны, газовые продукты горения топлива и др.).
      В комбинированном способе Байер-спекание, параллельный вариант, около 80% бокситового сырья подают на переработку в ветвь Байера, а около 20% – в ветвь спекания. В результате переработка сырья осуществляется с более высокими показателями, но сохраняются указанные выше недостатки и классического Байера, и классического спекания, в эквивалентных долях.
      В комбинированном способе Байер-спекание, последовательный вариант, бокситовое сырье перерабатывают способом Байера, а полученный при этом красный шлам подвергают термической обработке методом спекания. Общий результат обработки сырья складывается из суммы показателей двух автономных способов, с усиленной негативной ролью спекательного передела.[2]
     Гидрогранатовая технология переработки высококремнистых бокситов на глинозем рассматривается как альтернатива действующим схемам. Сущность нового технического решения состоит в переводе активной двуокиси кремния из состава боксита в пассивную форму связанного кремнезема в составе отвального шлама, представленную гидрогранатовыми соединениями, преимущественно железистой фазы. Эта технология переработки бокситов обусловлена минимальным уровнем потребления топлива и соды, снижением металлоемкости основного оборудования, достижением низкой себестоимости продукции и сокращением выбросов двуокиси углерода в атмосферу.
 

       1 Краткое описание  технологии АО  «Алюминий Казахстана» 

      АО  «Алюминий Казахстана» состоит из трех цехов: цех подготовки сырья (ЦПС), гидрометаллургический цех (ГМЦ) и цех спекания (ЦС).
      ЦПС осуществляет прием, дробление и  усреднение боксита, известняка, угля и антрацита, а также прием кальцинированной соды и выдачу перечисленного сырья в ГМЦ и ЦС. Боксит, известняк, уголь и антрацит выгружаются на территории завода роторными вагоноопрокидывателями в приемные бункера емкостью 280 м3 каждый. Сырье из бункеров по ленточным конвейерам поступает в отделение среднего дробления, где дробится до заданной крупности, а затем поступает в расходные склады. Расходные склады состоят из семи одноэтажных зданий, которые предназначены для хранения и усреднения боксита, известняка и угля. Четыре склада используют для боксита, два – для известняка и один – для угля. Усреднение сырья в расходных складах осуществляется при закладке штабелей передвижными реверсивными ленточными конвейерами. Поступающие партии сырья закладываются последовательно горизонтальными слоями. Дальнейшее усреднение происходит при выдаче сырья со склада роторным экскаватором, забирающим сырье по всему поперечному сечению штабеля.
      Тракт топливоподачи представляет собой  последовательную, поточную, транспортную, конвейерную схему механизмов и предназначен для сортировки и подачи угля в расходные бункера склада сырого угля, фабрики газификации угля. Конвейерные галереи тракта топливоподачи непосредственно связаны с галереями подачи угля основного технологического процесса. Заполнение расходных бункеров склада сырого угля производится периодически, по мере прибытия вагонов с углем на завод.
      Выдача  материалов в процесс из штабелей расходных складов производится роторными экскаваторами на ленточные конвейера, системой которых сырье подается по назначению: боксит – в бункер мокрого размола ГМЦ, известняк (чистый или в смеси с бокситом) и антрацит – в бункера участка подготовки шихты ЦС, уголь (топливо) – в бункера пылеугольного отделения ЦС. Для учета количества поданного сырья на конвейерах каждого направления транспортировки установлены весоизмерители.
      ГМЦ представляет собой Байеровскую  ветвь последовательной схемы получения  глинозема, состоящей из следующих  операций: размол боксита, вывод железистых песков, выщелачивание бокситовой пульпы, сгущение и промывка красного шлама, контрольная фильтрация алюминатного раствора, фильтрация красного шлама, вакуум охлаждение алюминатного раствора, декомпозиция алюминатного раствора, обработка гидрата, выпарка маточного раствора, содовыделение, кальцинация товарного глинозема.
      Боксит  из ЦПС ленточными конвейерами распределяется по бункерам каждой из девяти мельниц, емкость каждого бункера 300 м3. Из бункера боксит пластинчатым питателем вместе с оборотным раствором подается в стержневую мельницу, где дробится до определенной тонины, Оборотный раствор с выпарки и декомпозиции поступает в баки оборотного раствора, откуда распределяется на мельницы. Дозировка оборотного раствора обеспечивает получение каустического модуля вареной пульпы в заданных пределах. Для вывода вредных примесей боксита из технологического процесса на участке работает схема вывода железистых песков.
      Сырая пульпа из мешалок подается на выщелачивание. Выщелачивание боксита разбавленной пульпой и выдержка разбавленной пульпы (обескремнивание) производится в цепных мешалках, объединенных в нити. В нитках мешалки расположены каскадом, что обеспечивает непрерывное протекание пульпы самотеком. Выщелачивание ведется при атмосферном давлении, острым паром.
     Для увеличения времени обескремнивания дополнительно задействован сгуститель диаметром 20 м № 2/2 и мешалка № 248. Разбавление вареной пульпы производится первой промывной водой  от промывки красного шлама. Разбавление ведется до получения заданной концентрации жидкой фазы разбавленной пульпы.
      Осаждение красного шлама на переделах сгущения и промывки осуществляется в аппаратах  двух типов: одноярусный сгуститель диаметром 40 м и одноярусный сгуститель диаметром 20 м. Слив сгустителя поступает в мешалки слива, откуда насосом подается на контрольную фильтрацию. Сгущенный шлам из конусов сгустителя диаметром 40 м поступает на промывку, а из конусов сгустителя диаметром 20 м – на первую стадию фильтрации красного шлама и частично на промывку.
      Система промывки противоточная и трехкратная. Шлам подается в головной промыватель, горячая вода – в хвостовой. Шлам из конуса последних промывателей подается на ФКШ. Слив первых промывателей поступает на выщелачивание для разбавления вареной пульпы.
      Для контрольной фильтрации используются листовые вертикальные фильтры периодического действия, работающие под давлением типа ЛВАЖ-125, ЛВАЖ-225 и МВЖ-250. Отфильтрованный алюминатный раствор из баков чистого фильтрата насосами откачивается на декомпозицию.
      Фильтрация  красного шлама производится на дисковых вакуум-фильтрах непрерывного действия ДУ-100, ДОО-100. Фильтрация красного шлама производится в три стадии: на первой стадии фильтруется шлам со сгущения; на вторую стадию поступает репульпированный шлам с первой стадии; на третью стадию поступает репульпированный шлам со второй стадии и усредненный шлам с хвостовых промывателей. Отфильтрованный шлам откачивается в шламовые бассейны.
      Алюминатный раствор после контрольной фильтрации участка №2 поступает на узел вакуум-охлаждения. Часть алюминатного раствора ветви Байера поступает в отдельную мешалку, откуда откачивается на схему агломерации. Остальная часть алюминатного раствора ветви Байера смешивается с алюминатным раствором ветви спекания и подается в головной декомпозер узла декомпозиции №1 и на репульпацию затравочного гидрата. На узле вакуум-охлаждения расположены самоиспарители алюминатного раствора. Охлаждение алюминатного раствора в самоиспарителях основано на удалении тепла с паром, образующимся при вскипании раствора под вакуумом.
      Конденсация пара, полученного при испарении, осуществляется в барометрических  конденсаторах подшламовой и  оборотной водой. Оборотная вода после использования направляется в бассейны на охлаждение. Подшламовая вода откачивается насосами в цех спекания.
      Разложение  алюминатного раствора происходит на узле декомпозиции. Выкручивание происходит за счет разложения гидратной пульпы, представляющей собой смесь алюминатного раствора и затравочного гидрооксида алюминия, с выделением в осадок гидроксида алюминия. На увеличение степени разложения оказывают влияние следующие факторы: время разложения, количество и качество затравки, каустический модуль алюминатного раствора и его концентрация, наличие примесей, температурный режим.
      Обработка гидрата включает в себя: классификацию, сгущение, фильтрацию гидратных пульп после декомпозиции, контрольную фильтрацию маточного раствора. Гидратная пульпа, состоящая из маточного раствора и свежеосажденного гидрооксида алюминия с хвостовых декомпозеров, поступает самотеком на гидросепараторы и гидроциклоны, где происходит классификация гидрооксида алюминия.
      Для улучшения дисперсного состава  продукционного гидрата на участке  внедрена и работает схема двухстадийной  гидросепарации. По этой схеме пески гидросепараторов первой стадии фильтруются и направляются в качестве затравки на декомпозицию, где происходит дополнительный рост кристаллов. Гидратная пульпа с хвостового декомпозера батареи №7 классифицируется в гидросепараторах второй стадии и затем пески отправляются на продукционную фильтрацию. Слив гидросепараторов первой стадии поступает на сгущение. Слив гидросепараторов второй стадии смешивается с пульпой разгрузки батарей №8 и №9 и подается на дисковые фильтры затравочной фильтрации.
      Гидратная пульпа из-под конусов сгустителей направляется на затравочную фильтрацию, репульпируется алюминатным раствором и откачивается в качестве затравки в головные декомпозеры. Фильтрат затравочных фильтров смешивается со сливом сгустителей и отправляется на контрольную фильтрацию. Контрольная фильтрация маточного раствора осуществляется на фильтрах ЛВАЖ-125, 225. После контрольной фильтрации осветленный раствор откачивается на выпарку.
      Конусный  продукт гидросепараторов второй стадии и пески гидроциклонов направляются на продукционную фильтрацию, где происходит отмывание гидрата от щелочи и его фильтрация.
      Участок выпарки предназначен для упаривания воды и вывода примесей, накапливающихся в растворах при переработке исходного сырья. Выпарка должна обеспечить подачу оборотного раствора в голову процесса, с заданной концентрацией по Na2Оку.
      Упаривание  маточных растворов ведется в  выпарных батареях, состоящих из  последовательно соединенных выпарных аппаратов, обогреваемых паром с ТЭЦ и вторичным паром, образующимся при кипении растворов. Движение пара и раствора в батарее противоточное. При упаривании растворов происходит выделение примесей в твердую фазу, с последующим выводом их из процесса.
      Упаренный раствор крепких выпарных батарей  подается в кристаллизатор, с целью  укрупнения кристаллов твердой фазы, затем в сгуститель, где раствор отделяется от твердой фазы. Слив сгустителя самотеком поступает в бак оборотного раствора. Пульпа из-под конуса сгустителя фильтруется на барабанных фильтрах БОУ-20. Кек фильтров, представляющий собой смесь выделенных из растворов примесей, репульпируется оборотной водой (конденсатом) и откачивается на репульпацию красного шлама.
      Кальцинация гидроокиси алюминия является завершающей  операцией в технологии производства глинозема. Она ведется с целью обезвоживания гидроокиси алюминия и получения безводного негигроскопичного глинозема. Прокалка осуществляется в трубчатых вращающихся печах. Холодильники печей –трбчатые вращающиеся и кипящего слоя. Продукционная гидроокись алюминия с узла фильтрации системой ленточных конвейеров подается в бункера печей. Топливом служит мазут, который подается в горячую головку печи из форсунки. Гидрат подается с холодной головки печи и движется навстречу горящему факелу. Прокаленный глинозем из печи подается в холодильник. Охлажденный глинозем из холодильников поступает в бункера, из которых камерными насосами откачивается на склад глинозема.
      ЦС  перерабатывает красный шлам ветви  Байера и включает в себя переделы подготовки шихты, спекания, дробления спека и гидрохимической переработки спека. Разложение и последующая обработка растворов цеха спекания производится в гидрометаллургическом цехе. Шихта для печей спекания составляется из красного шлама, оборотной соды, оборотного белого шлама, свежей кальцинированной соды, известняка и угля-восстановителя. При необходимости в шихту вводится боксит.
      Приготовленная  шихта под давлением подается в печи спекания. Спекание производится в трубчатых вращающихся печах. Шихта по мере прохождения через печь последовательно подвергается процессам сушки, кальцинации, спекания и частичного охлаждения. В зоне спекания материал нагревается до температуры 1150 – 1200 °С. Топливом для печей спекания служит уголь (или мазут). В результате физико-химических превращений и частичного оплавления шихты получается спек. Охлажденный спек дробится до определенной крупности и поступает на выщелачивание гидрохимического отделения.
      Выщелачивание проводится в трубчатом выщелачивателе крепкой промывной водой противотоком, при котором алюминат натрия переходит в раствор. Слив трубчатых аппаратов поступает на сгущение серого шлама. Разгрузка сгустителя поступает на узел фильтрации серого шлама. Фильтрация производится на фильтрах ДОО-100 через капрон. Кек промывается в вертикальных аппаратах и откачивается в отвал, фильтрат объединяется со сливом сгустителей и поступает на уел автоклавного обескремнивания.
      Обескремнивание происходит в автоклавных батареях за счет высокой температуры и времени выдержки. После обескремнивания раствор поступает на сгущение. Слив сгустителей фильтруется на фильтрах ЛВАЖ и откачивается на узел вакуумного охлаждения, а белый шлам из под конуса сгустителей частично откачивается откачивается на УПШ и частично является затравкой для обескремнивания раствора в автоклавных батареях. Для поднятия кремниевого модуля отфильтрованного раствора запущена схема глубокого обескремнивания части слива сгустителей.
      Шлам  после выщелачивания в трубчатом  выщелачивателе поступает в стержневые мельницы домола в смеси со слабой промывной водой. Далее шлам откачивается на узел промывки шлама. Промывка шлама трехстадийная противоточная. Слив первой стадии промывателей является крепкой промывной водой и поступает на трубчатые выщелачиватели. Слив второй стадии является слабой промывной водой и поступает на стержневые мельницы домола. На третью стадию подается горячая вода.
    Шламы цеха спекания, промывки и вертикальных выщелачивателей откачивают на распределительные коробки шламоудаления. Туда же производятся сбросы шламов всего завода. Шламы объединяются в шламобассейнах и насосами откачиваются в шламонакопители ЭЦ.[3]
 

       2 Описание технологии  Байер-гидрогранатного  способа 

      Способ  гидрохимической переработки алюмосиликатного сырья осуществляется следующим образом.
      В первой части полного технологического цикла используют классический способ Байера, где перерабатывают низкокачественный боксит.
      Во  второй части технологического цикла  осуществляют переработку красного шлама гидрогранатным способом, при этом извлеченные из шлама окись натрия и алюминия возвращаются в первую часть цикла в виде гидрохимического раствора алюмината натрия.
      Берут 1 тонну сухого красного шлама, а  также жидкую фазу, и смешивают  с высокомодульным алюминатным  раствором. Полученную суспензию выдерживают в мешалке в течение 30 минут, после чего подают в автоклавную установку гидрохимического выщелачевания.
      Рыжую соду из ветви Байера смешивают с  кальцинированной содой, оборотной 10-водной содой и железосодержащий материал (железную окалину), добавляют воду и высокомодульный раствор. Полученную шихту подают во вращающуюся печь с целью термической каустификации карбонатовнатрия при температуре 1000 °С, которую осуществляют посредством синтеза железистого клинкера, содержащего в основном феррит натрия Na2Fe2O4.
      Клинкер смешивают с товарной известью и подвергают мокрому размолу и репульпации в высокомодульном растворе. Полученную известково-клинкерную суспензию, содержащую трехкальциевый гидроферрит 3CaO · Fe2O3 · 6H2O и гидроокись кальция Са(ОН)2 в твердой фазе, а также высокомодульный раствор в жидкой фазе, направляют непосредственной в поток шламовой суспензии, которую подают на установку выщелачивания красного шлама.
      Общий поток суспензии подвергают выщелачиванию при температуре 235 °С в течение 1 часа в автоклавной установке, составленной из рекуперативного пульпо-пульпового теплообменника и пустотелых автоклавов стандартного типа, с острым нагревом пульпы водяным паром с давлением до 4,0 МПа.
      Гидрогранатовый шлам отделяют от жидкой фазы, затем промывают водой, фильтруют и выводят на сухое шламовое поле.
      Среднемодульный алюминатный раствор подвергают конверсии, для чего в раствор вводят гидроокись кальция. При длительной выдержке пульпы в мешалках, при температуре 60-80 °С и непрерывном перемешивании, устанавливается равновесное состояние, при котором вся регенерированная из красного шлама окись алюминия переходит в твердую фазу – трехкальциевый гидроалюминат (ТКГА).
      Суспензию ТКГА подвергают вакуумной фильтрации и отделяют влажный осадок. Жидкую фазу, представляющую собой слабый высокомодульный раствор (ВМР), подвергают концентрирующей выпарке.
      Часть потока концентрированного ВМР подвергают специальной обработке, включающей охлаждение раствора до 25…30 °С, кристаллизацию в мешалке и центрифугирование. В результате обработки из циркуляционного потока высокомодульного раствора последовательно выводят первоначально гидрат сульфата натрия, а затем гидрат карбоната натрия.
      Очищенный крепкий раствор ВМР возвращают в начало гидрохимической ветви  по назначению.
Условно сухой кек ТКГА репульпируют крепким  высокомодульным раствором. Объем раствора адекватен величине окиси натрия, регенерированной из красного шлама и содовых потоков на узле термической каустификации. Полученную пульпу подвергают автоклавной обработке при температуре 235°С в течение 30 минут в специальной установке, составленной из пульпо-пульпового рекуперативного теплообменника и автоклавов с мешалкой и греющими элементами. После установления равновесного состояния, при котором вся связанная в ТКГА окись алюминия переходит в раствор, автоклавную известковую суспензию охлаждают до температуры 105°С и подвергают немедленной фильтрации на камерном фильтрпрессе.
      Кек Са(ОН)2 передают на конверсию новой порции среднемодульного алюминатного раствора, а фильтрат в виде гидрохимического раствора алюмината натрия передают в соответствующую точку ветви Байера. [4] 

      2.1 Описание оборудования узла конверсии среднемодульного раствора 

      Вертикальный  выщелачиватель. Вертикальный выщелачиватель представляет собой аппарат для непрерывного проточного выщелачивания красного шлама в присутствии известьсодержащей добавки. Аппарат состоит из следующих основных узлов: бункера для красного шлама, питателя, вертикальной трубы для выщелачивания, секторного разгружателя шлама и гидравлической системы подачи в выщелачиватель шламовой суспензии. Вертикальная труба имеет переменное по высоте сечение и состоит из нескольких цилиндрических участков различных диаметров, соединенных усеченными конусами. Этим обеспечивается увеличение скорости восходящего потока по мере повышения концентрации алюминатного раствора.
      По  высоте аппарата предусмотрена организация  поперечных перекачек, обеспечивающих выравнивание концентрации раствора по сечению. Для регулирования температурного режима установлена наружная водяная рубашка. Горячая вода для выщелачивания закачивается через патрубок под конус, чем обеспечивается равномерный вход жидкости по сечению.
      Гидравлический  затвор в зоне выгрузки шлама из аппарата обеспечивается при закачке холодной воды под вспомогательный конус, расположенный ниже конуса, под которым подается горячая вода. Регулирование гидравлического режима подачи холодной воды по разнице температур воды, отходящей через узел разгрузки, и воды в промежуточной зоне между конусами.  

      
 

      Рисунок 1 – Вертикальный выщелачиватель: 1 – корпус; 2 – секторный разгружатель шлама; 3 – бункер; 4 – шибер. 

      Вертикальный  выщелачиватель обеспечивает получение среднемодульного алюминатного раствора с высоким извлечением полезных компонентов.[5]
      Сгуститель. Схема сгустителя периодического действия представлена на рисунке 2. Разгрузка осадка производится через задвижку в нижнюю трубу. Осветленный раствор удаляется постепенным понижением подвижного сифона. Такие отстойники работают группами по шесть и более штук. В то время как некоторые из них разгружаются, в другихидет отстаивание.  

      
 

      Рисунок 2 – Схема сгустителя периодического действия 

      Разделение  смеси путем отстаивания происходит довольно медленно, так как скорость опускания взвешенных частиц обычно весьма незначительна. На скорость осаждения влияние оказывает вязкость жидкости, поэтому в некоторых случаях стремятся ее уменьшить путем подогрева. При этом необходимо предохранить жидкость от восходящих конвекционных токов, так как они будут работать против процесса отстаивания.
      Для слива жидкости существует несколько  приемов: сифонная трубка с шаровым  поплавком, краны по высоте отстойника.[6]
 

       3 Расчетная часть 

      3.1 Материальный баланс 

      При переработке классическим способом Байера низкокачественного боксита массой в %:
       Al2O3        SiO2
       Fe2O3
       ТiO2
       CaO
       П.п.п.
       Прочие
       Влажность
48,5 18,8
9,2
1,3
0,48
18
3,72
21%
из 1,435 тонны сухого боксита получают:
       Красного шлама         Алюминатного  раствора:
       Na2Оку
       Al2O3
       Оборотной («рыжей») соды
       Na2Ообщ
       Al2O3
1 тонну 7,2 м?
139,65 г/дм?
148,5 г/дм?
69,13 кг
11,35 кг
0,7 кг
      После этого осуществляют переработку  красного шлама по гидрогранатному способу, при этом из шлама окись натрия и окись алюминия возвращают в первую часть цикла в виде гидрохимического раствора алюмината натрия.
      В 1 тонне сухого красного шлама содержится:
 
      Al2O3       SiO2
      Fe2O3
      ТiO2
      CaO
      Na2Ообщ
      П.п.п.
      Прочие
кг 270,0
268,0
116,0
26,0
36,0
164,0
90,0
30,0
% 27,0
26,8
11,6
2,6
3,6
16,4
9,0
3,0
 
      1) Вместе с сухим красным шламом поступают 0,98 м? жидкой фазы содержащей Na2Ообщ  = 17,1 кг; Al2O3 = 15,7 кг. Все это смешивается с 3,65 м? с высокомодульным алюминатным раствором с концентрацией Na2Oку = 250 г/дм? и  ?к= 30 из расчета полученную суспензию с соотношением ж : т = 5,6 и растворенного диоксида кремния 5-8 г/дм?. Все это выдерживают в мешалке в течение 30 минут, после чего подают в автоклавную установку гидрохимического выщелачивания.
      Определяем  количество Na2Оку находящуюся в смешанном высокомодульном алюминатном растворе, кг: 

      Na2Оку  = 3,65 ·  250 = 912,5                                  (1) 

      Тогда количество Al2O3 в этом растворе составит 

      Al2O3 = 1,645 · Na2Оку / ?к  = 912,5 / 30 · 1,645 = 50,0354 кг        (2)
      или 13,7083 г/л 

      Определяем  концентрацию Na2Ообщ в жидкой фазе увлекаемой красным шламом 

      Na2Ообщ  = 17,1 / 0,98 = 17,45 г/л                                 (3) 

      А так же определяем концентрацию Al2O3: 

      Al2O3 = 15,7 / 0,98 = 16,02 г/л                                (4) 

      Для определения Н2О находим плотность в жидкой фазе, увлекаемой красным шламом. Для этого используем диаграмму равновесных состояний системы Al2O3 – Na2O – H2O [Троицкий И.А. Металлургия алюминия. – Москва, «Металлургия», 1977г.]. В соответствии с этой диаграммой плотность алюминатного раствора, содержащего 17, 45 г/л Na2O и 16,02 г/л Al2O3 составляет 1030 г/л.
      Отсюда, находим содержание воды в жидкой фазе красного шлама 

      1030 – 17,45 – 16,02 = 996,53 г/л                              (5) 

      Определим концентрацию Al2O3 в высокомодульном алюминатном растворе: 

      Al2O3 = 1,645 · Na2O / ?к = 1,645 · 250 / 30 = 13,7083 г/л            (6) 

      В соответствии с диаграммой равновесных состояний системы Al2O3 – Na2O – H2O [Троицкий И.А. Металлургия алюминия. – Москва, «Металлургия», 1977г.] плотность высокомодульного раствора, содержащего 17,45 г/л Na2O и 16,02 г/л Al2O3 составляет 1270 г/л. Отсюда: 

      1270 – 250 – 13,7083 = 1006,2917 г/л                       (7) 

      А в 0,98 м? жидкой фазы содержится Н2О, кг: 

      996,53 · 0,98 = 976,6                                   (8) 

      где 996,5 кг – количество воды в жидкой фазе красного шлама
          0,98 м? – объем  жидкой фазы
      Определим состав высокомодульного алюминатного раствора, кг: 

      Al2O3 = 13,7083 · 3,65 = 50,0354                                (9) 

      Na2O = 250 · 3,65 = 912,5                                    (10) 

      Н2О = 1006,2917 · 3,65 = 3672,96                            (11) 

      где 13,7083 г/л; 250 г/л; 1006,2917 г/л – концентрация в высокомодульном растворе соответственно Al2O3, Na2O и Н2О
      3,65 м3 – количество высокомодульного алюминатного раствора 

      2) Приготовление клинкера
      Рыжую соду из ветви Байера смешивают с 41,0 кг кальцинированной соды, с 145,8 кг оборотной 10 - водной соды и 177,7 кг Fe2O3-содержащего материала (железная окалина), добавляют 105,5 кг воды и высокомодульный раствор (0,06 м3). Полученную шихту с влажностью 40 % подают во вращающуюся печь с целью термической каустификации карбонатов натрия при температуре 1000°С, которую осуществляют посредством синтеза железистого клинкера, содержащего в основном феррит натрия Na2Fe2O4.
      При получении 1 т красного шлама образуется 69,13 кг оборотной рыжей соды. В  моногидрате соды Na2O · CO2 · H2O состава содержится, кг:  

      CO2 = 69,13 · 44 / 124 = 24,53                              (12) 

      Na2O = 69,13 · ( 2 · 23 + 16) / 124 = 34,565                    (13) 

      H2O = 69,13 · 18 / 124 = 10,035                             (14) 

      где 69,13 – масса оборотной рыжей соды
            44; 62; 18 – молекулярная масса соответственно  CO2, Na2O, H2O
            124 – молекулярная масса моногидрата Na2O · CO2 · H2O
      При приготовлении клинкера добавляют  кальцинированную соду Na2O · CO2. Находим содержание в ней Na2O и CO2 аналогично, кг:  

      CO2 = 41 · 44 / 106 = 17,02                                (15) 

      Na2O = 41 · 62 / 106 = 23,98                               (16) 

      где  41 кг – масса кальцинированной соды
      44 и 62 – молекулярная масса соответственно CO2 и Na2O
      106 – молекулярная масса Na2O · CO2
      Также нам требуется 10–водная сода Na2O · CO2 · 10H2О. Определяем количество содержащегося в ней Na2O, CO2, и 10H2О, кг: 

      Na2O = 62 · 145,8 / 286 = 31,61                            (17) 

      CO2 = 44 · 145,8 / 286 = 22,43                             (18) 

      10H2O = 180 · 145,8 / 286 = 91,76                         (19) 

      где 62; 44; 180 – молекулярная масса соответственно Na2O, CO2, и 10H2О
      145,8 – масса оборотной 10–водной  соды
      286 – молекулярная масса 10–водной  соды Na2O · CO2 · 10H2О
      В высокомодульном алюминатном растворе содержится, кг:  

      Al2O= 13,7083 · 0,06 = 0,8226                          (20) 

      Na2O = 250 · 0,06 = 15                               (21) 

      H2O = 1006,2917 · 0,06 = 60,3774                        (22) 

      где 13,7083 г/л; 250 г/л; 1006,2917 г/л – концентрация в высокомодульном растворе соответственно Al2O3, Na2O и Н2О
      0,06 м3 – количество высокомодульного алюминатного раствора
      Всего получается 76,2 кг.
      Клинкер в количестве 248,0 кг (Fe2O3 = 168,8кг; Na2Oобщ = 67,4кг) смешивают с 460,0 кг товарной извести (СаО = 429,5 кг) и подвергают мокрому размолу и репульпации в высокомодульном растворе (Na2Oку = 250 г/дм? и ?к = 30) в количестве 1,24 м?. Данные для приготовления клинкера приведены в таблице 1.  

      Таблица 1 – Приготовление клинкера 

Компоненты Введено, кг Получено, кг
Рыжая сода Кальцинированная сода
Оборотная 10–водная сода Железосодержащий  материал Вода Высокомодульный раствор  
Всего
Клинкер Потери с  газами Потери
Al2O3           0,8226 0,8226 0,8226    
Fe2O3       169,7     169,7 168,8   0,9
Na2Oо 34,565 23,98 31,61     15 105,155 67,4   37,75
СО2 24,53 17,02 22,43       63,98 3 60,98  
Н2О 10,035   91,76   105,5 60,3774 267,6724 0 267,6724  
Прочие       8,0     8,0 8,0    
Итого 69,13 41,0 145,8 177,7 105,5 76,2 615,33 248,0226 328,6524 38,65
 
      3) Приготовление известково–клинкерной суспензии
      Полученную  известково-клинкерную суспензию в  количестве 1,45 м?, содержащую трехкальциевый гидроферрит 3CaO · Fe2O3 · 6H2O и гидроокись кальция Са(ОН)2 в твердой фазе, а также высокомодульный раствор (Na2Oку = 334 г/дм? и Al2O3 = 18,5 г/дм?) в жидкой фазе, направляют непосредственно в поток шламовой суспензии, которую подают на установку выщелачивания красного шлама.
      Для этого нам понадобиться высокомодульного алюминатного раствора в количестве 1,24 м?, в котором содержится 

      Al2O3 = 13,7083 · 1,24 = 16,998292 кг                          (23) 

      Na2O = 250 · 1,24 = 310 кг                                  (24) 

      H2O = 1006,2917 · 1,24 = 1247,801708 кг                       (25)  

      где 13,7083 г/л; 250 г/л; 1006,2917 г/л – концентрация в высокомодульном растворе соответственно Al2O3, Na2O и Н2О
        1,24 м3 – количество высокомодульного  алюминатного раствора
      Найдём Na2Oкарб: 

      Na2
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.