3. Характеристика шихт глиноземного производства по способу спекания. Сфера промышленного применения.

В состав бокситовой шихты для способа спекания входят: боксит, известняк, оборотный содовый раствор, свежая сода для компенсации потерь щелочи в процессе и оборотные продукции (шламы обескремнивания, шлам каустификации).

При переработке боксита по способу спекания используют двух- и трехкомпонентную шихту – боксит+сода+известь или боксит+сода.

К боксито-содовой шихте (пульпе) предъявляются следующие требования:

• влажность шихты – не более 35,5 максимум 40 % (нефелиновой – 30 %);

• тонина помола – не более 25 % фракции + 100 меш (0,147 мкм), (не более 5 % фракции более 74 мкм);

• состав шихты после окончательной корректировки должен отвечать щелочному модулю шихты (μщ) (молярному отношению):

где КО – каустическое отношение (модуль);

и известковому модулю шихты:

Способом спекания перерабатывают бокситы (с получением бокситового спека), нефелиновые концентраты и руды (нефелиновый спек), байеровские шламы последовательного способа Баер-спекание (шламовый спек) и каолины или алюмокальциевые шлаки (алюмокальциевый саморассыпающийся спек).

Бокситы-основное сырье Al промышленности на современном этапе. В наст. время разведанные мировые запасы бокситов оцениваются примерно в 65 млрд.т

Боксит-сложная горная порода, состоящая из оксидов и гидроксидов Al,Fe,Si,Ti. В качестве примесей постоянно присутствуют Ca и Mg, хлориты, сульфаты,сульфиды и органические соединения (гумины и битумы).Основные глиноземсодержащие минералы бокситов-гиббсит,бемит и диаспор.Качество бокситов определяется содержанием Al₂O₃ и SiO₂.На практике для оценка качества боксита используют значение кремневого модуля-µ_Si. Чем выше модуль, тем лучше боксит. Нефелины-второй после бокситов тип руд, имеющий важное значение для отечественной промышленности. Эти руды в качестве основной составляющей содержат минерал нефелин-(Na,K)₂O· Al₂O₃·2 SiO₂. К настоящему времени выявлены три основных вида нефелиновых руд-нефелиновый концентрат, нефелиновые уртиты и нефелиновые сиениты.

7

1. Система Al 2o3-Fe2o3-SiO2-CaO. Взаимодействие между CaO и Al 2o3.

Взаимодействие между CaCO₃ и Al₂O₃

При высыхании температурах взаимодействия образуются алюминаты кальция, которые важны не только в производстве глинозема, но и целлита, огнеупоров, керамики. Поэтому система CaO – Al₂O₃ изучалась многократно и тщательно. Согласно последним данным, при спекании различных шихт, не содержащих щелочь, в спеках образуются CaO∙Al₂O₃; 12 CaO∙7Al₂O₃; 5CaO∙3Al₂O₃, представленное твердым раствором алюминатов кальция с SiO₂; и MgO др. компонентов.

2. Технологическая схема, аппаратурное оформление отделения подготовки шихты в способе спекания.

ОПШ предназначено для мокрого размола нефелиновой руды и известняка, смешения их и приготовления шихты для спекания, а так же для приготовления извести, известкового молока и каустического раствора.

Приготовление шихты заключается в сухом дроблении и мокром измельчении известняка и нефелиновой руды в дробилках и трубчатых шаровых мельницах с добавлением оборотного раствора и последующим их смешением и доизмельчением в мельницах домола.

Для получения шихты необходима точная дозировка всех трех компонентов (нефелиновой руды, известняка, оборотного раствора), обеспечивающая поддержание известнякового и щелочного модулей шихты на заданном уровне, где:

- известняковый модуль - молярное отношение оксида кальция к диоксиду кремния (М изв = 1,07(СаО/SiO₂));

- щелочной модуль - молярное отношение суммы оксидов натрия и калия в пересчете на оксид натрия к оксиду алюминия (Мщел.= 1,645 (Na₂O +0,659K₂O)/ Al₂O₃).

Известняк в процессе производства дозируется для связывания диоксида кремния в нефелиновой руде в двухкальциевый силикат (2СаОSiO₂), который образуется при спекании шихты и выводится из процесса производства глинозема на переделе выщелачивания в виде нефелинового шлама.

Дозировка известняка на тонну руды ведется из расчета: на одну молекулу диоксида кремния (SiO₂) берутся две молекулы оксида кальция (СаО), поэтому известняковый модуль шихты должен быть близок к 2,0

Нефелиновая руда поступает из отделения подготовки руды через систему ленточных конвейеров и сбрасывающей тележкой загружается в бункера, а затем через весоизмеритель подается в мельницы. В мельницы подается также оборотный содовый раствор, который готовится в коррекционном бассейне №8 путем смешивания крепких и слабых растворов до необходимой концентрации. Концентрация оборотного раствора задается из расчета: на одну молекулу оксида щелочных металлов (( Na, K) ₂O) в шихте одна молекула оксида алюминия (Al₂O₃), поэтому щелочной модуль должен быть близок 1,0. Эту задачу решает подсистема АСУТП « Шихта -3М».

При приготовлении шихты руду размалывают в четыре стадии. На первых двух стадиях руду измельчают в среде содового раствора, после чего её смешивают с известняком, и полученную смесь домалывают на третьей и четвертой стадии. После совместного измельчения руды и известняка в среде содового раствора полученная шихта, для соответствия паспортным данным, корректируется в коррекционных бассейнах.