Производство глинозема: Лабораторный практикум по дисциплине «Металлургия легких металлов», страница 3

3.  Провести выщелачивание боксита при температуре 225 ºС в течение 2 часов с добавкой 4 % извести от веса боксита. Для этого 30 г боксита и 1,2 г оксида кальция поместить в автоклав. Затем залить рассчитанное количество оборотного раствора и перемешать содержимое стеклянной палочкой.

По окончании выщелачивания извлечь автоклавы из термостата и охладить проточной водой до полного охлаждения пульпы.

4.  Отфильтровать пульпу, полученную в результате выщелачивания, на воронке Бюхнера под вакуумом и промыть красный шлам 5...6 раз небольшими порциями горячей воды, смешивая промывные воды с основным раствором.

5.  Точно определить объем полученного раствора. После тщательного перемешивания в мерную 250-миллиметровую колбу отобрать 10 мл раствора на анализ (см. приложение).

6.  Подлежащий карбонизации алюминатный раствор перелить в фарфоровый стакан, нагреть на песчаной бане до 80...85 ºС и поставить в термостат.

При достижении необходимой температуры ввести в раствор стеклянную трубку, по которой подается углекислота из баллона, регулируя количество подаваемой углекислоты таким образом, чтобы осуществлялось перемешивание раствора газом.

Через 30 минут после начала карбонизации определить полноту разложения алюминатного раствора. Для этого отобрать несколько капель карбонизируемого раствора и отфильтровать его через стеклянную воронку в пробирку от осадка гидроокиси алюминия. К фильтрату добавить 2...3 капли фенолфталеина и 3 мл 10-процентного раствора хлористого бария. Если розовое окрашивание не исчезает от прибавления хлористого бария, то это указывает на наличие каустической щелочи, а, следовательно, на неполноту разложения алюминатного раствора. Карбонизацию ведут до полного исчезновения розового окрашивания при прибавлении хлористого бария.

7.  Гидроксид алюминия, полученный от карбонизации раствора, отделить на воронке Бюхнера от маточника, промыть 5-6 раз горячей водой, просушить, прокалить и взвесить.

Обработка опытных данных

1.  По анализу полученного в результате выщелачивания алюминатного раствора определить извлечение  из боксита в раствор и рассчитать каустическое отношение в нем.

2.  По весу прокаленного глинозема рассчитать выход его из боксита и сопоставить с выходом, полученным по данным анализа раствора.

Содержание отчета

На титульном листе отчета указывается фамилия студента и название лабораторной работы.

Отчет должен содержать: цель работы; схемы технологического процесса и установок для выщелачивания боксита и карбонизации алюминатного раствора; основные химические реакции; необходимые расчеты; анализ полученных результатов; выводы.

Контрольные вопросы

1.  Физико-химические основы способа Байера.

2.  Технологическая схема производства глинозема методом выщелачивания алюминатного раствора.

3.  Основные факторы, влияющие на скорость и степень выщелачивания бокситов.

4.  Сущность процесса декомпозиции.

5.  Назначение операции прокаливания.

Правила техники безопасности

1.  Перед началом работы пройти общий инструктаж по технике безопасности.

2.  При осуществлении процесса карбонизации следить за скоростью подачи углекислого газа в раствор.

3.  При прокаливании красного шлама и гидроксида алюминия плавно опускать тигли в печь.

4.  Операции завинчивания и отвинчивания крышки автоклава, регулирование скорости подачи углекислого газа из баллона должны осуществляться лаборантом.

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А   2

ПОЛУЧЕНИЕ ГЛИНОЗЕМА ПО СПОСОБУ СПЕКАНИЯ БОКСИТА С СОДОЙ И ИЗВЕСТНЯКОМ

Введение

Спекание представляет собой процесс обжига смеси из тонкоизмельченных сырьевых материалов – высококремнистого алюминиевого сырья, известняка и соды – с получением спека с заданными минералогическим составом и физическими свойствами. Цель спекания заключается в переводе оксида алюминия в хорошо растворимый алюминат натрия, а кремнезема – в малорастворимый двухкальциевый силикат. Основные реакции, протекающие при спекании, могут быть выражены следующими уравнениями:

Na2CO3 + Al2O3 = Na2O·Al2O3 + CO2,                          (11)

2CaCO3 + SiO2 = 2CaO·SiO2 + 2CO2,                            (12)