 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Производство оксида алюминия сухим щелочным способом или методом спекания
|
|
!!! Процесс производства оксида алюминия (глинозёма) методом спекания универсален и пригоден для переработки всех видов алюминиевого сырья.
В основе метода спекания лежит процесс образования алюминатов натрия (и калия в случае нефелинов) в результате взаимодействия при высокой температуре оксида алюминия руде с карбонатами металлов, с последующим выщелачиванием алюминатов водой и разложением их оксидом углерода IV/
На практике его применяют для нефелинов и бокситов с высоким (более 5%) содержанием оксида кремния (Рис. 8.3).
Процесс спекания состоит из следующих операций:
1-я операция – измельчение алюминиевой руды Al2O3∙Fe2O3 и известняка Ca2CO3 с образованием шихты.
2-я операция – мокрый размол шихты – полученную шихту тонко измельчают в шаровых мельницах с добавлением раствора соды Na2CO3 для получения жидкой пульпы.
3-я операция - спекание пульпы.
При использовании нефелинов протекает следующая реакция:
Na2O(K2O)∙Al2O3∙2SiO2 + 4CaCO3 =
2Na(K)AlO2 + 4CO2 + 2(CaO∙SiO2)
Рис. 8.3. Принципиальная схема производства глинозёма по сухому методу
Реакция спекания - протекает при температуре 1000-1200ºС. Жидкую пульпу форсункой подают в печь противотоком топочным газам. В барабанной вращающейся печи (длиной 150 м и диаметром 5 метров) пульпа последовательно проходит зоны сушки, разложения, спекания и охлаждения.
4-я операция – дробление получившегося спёка и выщелачивание из него водой алюминатов натрия и калия.
Измельчённый спек выщелачивается слабым оборотным раствором при интенсивном перемешивании, в результате чего в раствор переходят алюминаты натрия и калия, а также частично – силикат натрия.
5-я операция - обескремнивание раствора – удаление из растворов алюминатов натрия и калия непрореагировавшего оксида алюминия и примеси оксида кремния в виде белого шлама.
Обескремнивание осуществляют путём добавления известкового молока (Ca(OH)2) в автоклавах при температуре 150-160ºС.
Белый шлам отделяют отстаиванием и фильтрацией.
6-я операция – карбонизация раствора алюминатов действием оксида углерода (IV) и осаждение образовавшегося гидроксида алюминия по реакции:
2Na(K)AlO2 + CO2 + 3H2O = Al(OH)3↓ + Na2CO3(K2CO3)
При карбонизации раствора алюминатов в качестве побочных продуктов образуются смесь карбонатов калия и натрия, получившая название «содопродукт».
7-я операция – сгущение гидратной пульпы с последующим отделением гидроксида алюминия на вакуум-фильтре.
8-я операция - упаривание фильтрата (маточного раствора) до образования оборотного щёлока.
Содержащий карбонаты фильтрат (или маточный раствор) упаривается до начальной концентрации и возвращается на операцию мокрого измельчения или из него выделяется твёрдый содопродукт.
9-я операция - кальцинация или обезвоживание гидроксида алюминия:
2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O
Гидроксид алюминия подвергают прокаливанию при 1200ºС за счёт сжигания внутри жидкого или газообразного топлива во вращающихся барабанных печах.
К оксиду алюминия, полученному методом спекания, предъявляются те же требования в отношении чистоты и физ.-хим. свойств, что и к продукту, полученному методом Байера: содержание оксида кремния 0,06-0,015%.
Степень извлечения оксида алюминия составляет от 85 до 92%.
!!! Шлам, полученный при обработке алюмосиликатов, после добавления известняка перерабатывают в портландцемент.
Дата публикования: 2014-11-26; Прочитано: 589 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
