в результате происходит очистка алюминатных растворов от кремнезема, но при этом теряется едкий натрий и глинозем. Гематит в раствор не переходит, а образует нерастворимый остаток – красный шлам, который идет в отвал. Примеси V2O5, Р2O5, Cr2O3, сера в форме различных соединений переходят в алюминатный раствор или могут выпадать вместе с Al(OH)3 , загрязняя глинозем и осложняя технологические операции.
Непрерывное выщелачивание бокситов осуществляют в батарее последовательно соединенных автоклавов.
Скорость выщелачивания зависит от таких факторов, как тонкость помола, минералогические свойства бокситов, температура и др. Ускоряет выщелачивание измельчение бокситов.
Разложение алюминатного раствора. Алюминат натрия представляет собой соль, образованную слабой метаалюминиевой кислотой и сильным основанием, поэтому эту соль подвергают гидролизу. В результате гидролиза происходит выделение в осадок кристаллов гидроксида алюмината натрия по реакции:
NаАlO2 + 2Н20 = NаОН + А1(ОН)3
Реакция разложения алюмината натрия необратима. Смещение реакции вправо обусловливают понижение температуры и разбавление раствора водой. Ускорению кристаллизации гидроксида алюминия способствует увеличение поверхности кристаллизации, т. е. числа центров кристаллизации, что достигается введением затравки из свежеосажденного гидроксида алюминия. Введение затравки из свежеосажденных кристаллов гидроксида алюминия с перемешиванием называется выкручиванием. Количество затравки, добавляемой в раствор, выражается затравочным числом, которое представляет собой отношение А1203 в затравке к А1203 в алюминатном растворе. Выкручивание проводят в цилиндрических железных баках—декомпозерах.
По окончании декомпозиции пульпа поступает в сгустители и на фильтры, где происходят промывка и отделение гидрата от раствора. Щелочной раствор объединяется с промывными водами и идет на выпаривание. Гидроксид алюминия классифицируется на два класса. Мелкая фракция используется в качестве затравки и направляется в головной декомпозер. Крупная фракция после тщательной промывки идет на кальцинацию.
Кальцинация (обезвоживание и обжиг) гидроксида алюминия является завершающей операцией при производстве глинозема. Обезвоживание гидроксида алюминия ведут в трубчатых вращающихся печах при 1150-1200° в печах с кипящем слоем. В процессе обезвоживания важно, чтобы получаемый оксид алюминия был негигроскопичен. При нагреве происходят последовательно следующие структурные превращения:
А1(ОН)3 ® AlOOH ® g-А1203 ® a-А1203
a-А1203 (корунд) практически не гигроскопичен, g-А1203 – модификация, полученная при низких температурах, гигроскопична, но при повышении температуры кристаллы g-А1203 растут и их способность поглощать влагу уменьшается. В окончательно прокаленном глиноземе обычно содержится 30—50 % a-А1203, а остальное g-А1203. Полученный глинозем охлаждают в трубчатых холодильниках и транспортируют на заводы электролизного получения алюминия.
Расходные показатели при производстве глинозема по способу Байера следующие: на 1 т А12О3 расходуется боксита 2,2-2,5 т, каустической щелочи 0,11 т, извести 0,12 т, электроэнергии 300-320 кВт-ч, пара 8-10 т, воды 150 м3. Как указывалось ранее, способ Байера эффективен только в случае переработки низкокремнистых бокситов, так как наличие кремнезема вызывает потери А12О3 и NаОН, поэтому применяют другие способы получения глинозема.
Металлический алюминий получают электролизом глинозема, растворенного в криолите. Промышленные месторождения криолита редки, поэтому все страны получают криолит и другие фтористые соли, необходимые для электролиза, искусственным путем. Сырье для производства криолита и др. фтористых солей служит плавиковый шпат, или флюорит. После обогащения плавикового шпата получают концентрат, содержащий 96% CaF2. Из концентрата можно получить криолит двумя способами – кислотным и щелочным. Наиболее распространен кислотный способ получения криолита. Сущность этого способа заключается в следующем. Плавиковый шпат нагревают в смеси с крепкой серной кислотой во вращающихся трубчатых печах при температуре ~200°С. В результате происходит разложение плавикового шпата с образованием фтористого водорода и гипса по реакции:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.