1. Назначение операции подготовки шихты спекания глиноземсодержащего сырья. Способы корректировки шихты.

Аппаратура и технология этого передела определяются следующими требованиями процесса спекания: компоненты шихты должны быть тонко измельчены, точно сдозированы и хорошо смешаны; шихта должна содержать минимальное количество влаги, необходимое для обеспечения ее текучести (увеличение влаги в шихте приводит к увеличению расхода топлива на ее испарение и уменьшению производительности печей спекания); в шихте должны быть строго выдержаны заданные молекулярные соотношения компонентов.

Приготовление шихты сводится к выполнению следующих операций: а)   дробление боксита известняка; б) мокрого размола компоненты шихты; в) корректировки шихты.

Как правило, эти руды поступают на завод в виде крупных кусков. В зависимости от крупности, твердости и влажности дробление руд проводится в несколько стадий в щековых, капусных, и малотоковых дробилках. Крупность дробления должна быть достаточной для последующей операции – размола.

Взмол ведут в трубчатых мельницах при производстве глиноземе из бокситов, боксит и известняк размалывают вместе в содовом растворе после выпарки. Для компенсации потерь щелочей в шихту подают свежую соду. При переработке бокситов и нефелинов в шихту вводят белый шлам от обескремнивания алюмосиликатных растворов.

Компоненты дозируют таким образом, чтобы после окончания размола получить шихту требуемого состава.

Шихту после размола закачивают в емкости с воздушным перемешиванием, называемые коррекционными бассейнами, в которых осуществляют окончательную корректировку шихты. Из коррекционных бассейнов пульпа через питающие бассейны откачивается на печи спекания.

Поступающая на спекание шихтa должна отвечать следующим примерным требованиям: влажность шихты 28—30 %, содержание фракции +0,08мм 3—4%, щелочной модуль шихты 1, кальциевый модуль шихты 2. Щелочной модуль известняково-нефелиновой шихты находят как молекулярное отношение суммы (Na2О+К2O) * к Al2O3 , а кальциевый модуль—как молекулярное отношение СаО к SiO2 в шихте. При таком соотношении между основными компонентами шихты Al2O3 связывается при спекании в алюминаты натрия и калия, а кремнезем —в двухкальциевый силикат.

Молекулярное отношение R2О к Al2O3 в кольском нефелиновом концентрате близко к 1, что обеспечивает непосредственное получение шихты с нужным щелочным модулем. Если в нефелиновом сырье щелочи недостаточно для получения шихты с нужным щелочным модулем, то недостающее ее количество вводят в шихту с оборотным содовым раствором. Можно также использовать для этого часть полученной соды.

2. Характеристика аппаратурно-технологических схем для выщелачивания спеков, их преимущества и недостатки.

Назначение выщелачивания – максимально возможный перевод оксида алюминия и натрия из нефелиновых спеков в алюминатный раствор и отмывка шлама от алюминатного раствора. Шлам отмывают горячей водой, которую затем используют для выщелачивания спека. 2CaO*SiO₂ основная масса в шлам, кремнезем частично переходит в алюминатный раствор в кол-ве 2,5-3 г/л модуль кремневый 30-40ед

Проточное выщелачивание спека проводится в две стадии:

первая стадия - в трубчатых выщелачивателях;

вторая стадия - в стержневых мельницах с последующей промывкой шлама в системе сгустителей

Спек из силоса емкостью 6000 т. ленточным конвейером, через весоизмеритель и течку подается за первый виток спирали в нижнем конце трубчатого выщелачивателя и спиралью за счет вращения выщелачивателя перемещается в верхний разгрузочный конец аппарата. Трубчатый выщелачиватель установлен с уклоном, оснащен внутренней трёхзаходной спиралью, предназначенной для транспортировки спека. Выщелачивание осуществ­ляется оборотным раствором по принципу противотока.

Со стороны разгрузочной части в трубчатый аппарат подают оборотный раствор (смесь содощелочного раствора и промводы сгустителей), который за счет наклона аппарата движется навстречу спеку, обогащается растворенными алюминатами натрия, калия и сли­вается из аппарата. Пребывание спека (шлама) в аппарате примерно 30 мин. Для улучшения контакта раствора и шлама в спиралях вырезаны отверстия

Спек, прошедший трубчатый аппарат, разгружается в стержневую мельницу и до из­мельчается для повышения степени извлечения.

Крепкий алюминатный раствор (слив трубчатых аппаратов) сливается в кони­ческий сборник, откуда насосами откачивается на гидроциклоны диаметром (350, 500) мм для отделения твердой фазы от раствора. Осветленный крепкий алюминатный раствор после гидроциклонов перекачивается в приемные мешалки отделения обескремнивания

В стержневые мельницы кроме шлама из трубчатого аппарата поступают пески гидроциклонов. Пульпа стержневых мельниц поступает в репульпатор, куда так же подаётся слив промывных сгустителей основной нитки промывки шлама

оборотный раствор для трубчатых аппаратов и мельниц,конц оксида Ал не более 40г/л, модуль каустич 1,7-2,1 ед.температ воды не менее 80градус. Алюминатный раствор конц оксид Ал 75-90 г/дм3. модуль каустич 1,4-1,5ед. Извлечение оксида Ал не менее 82,5%, извлечение оксидов К и Na не менее 82%

Агитационное выщелачивание

Агитационное выщелачивание спека осуществляется в стержневых мельницах с последующей промывкой шлама в вертикальных аппаратах и затем в четырех параллельно работающих технологических нитках промывки (одна нитка промывки - 8 сгустителей, все­го 32 сгустителя).

Спек из силоса челюстным дозатором подается на ленточные конвейеры и далее в течки стержневых мельниц. В стержневые мельницы для выщелачивания спека подаются содощелочной раствор и промвода. Из мельниц выходит пульпа с Ж:Т = 1,0 - 1,5 ед. и со­держанием частиц шлама 1 мм 15 - 25 % (остаток на сите + 1,0 мм).

Изменением расхода содощелочного раствора корректируется каустический модуль алюминатного раствора, а изменением расхода промводы - концентрация А1₂0₃ в раство­ре.

Пульпа из репульпаторов мельниц размола при Ж:Т = 3,0 - 4,0 ед. распределяется в вертикальные аппараты.

В вертикальных аппаратах происходит классификация шлама по классу 0,2 мм и промывка крупной фракции горячей водой. Слив вертикальных аппаратов, содержащий мелкие частицы шлама поступает в головные сгустители четырех технологических ниток промывки. Осветлённый слив головных сгустителей насосами откачивается в отделение обескремнивания алюминатного раствора

Шлам из конусов головных сгустителей идет на промывку в систему последовательно работающих сгустителей при противоточном движении шлама и промводы. Во все сгусти­тели для увеличения скорости осветления раствора подается флокулянт.

Промытый и осаждённый в вертикальных аппаратах шлам содержащий час­тицы более 0,2 мм, разгружается через конуса аппаратов и насосами направляется для из­мельчения в шаровые мельницы домола. Из мельниц домола шлам подаётся в хвостовые сгустители для сгущения. Сгущённые пески из конусов хвостовых сгустителей сбрасывают­ся в репульпатор и откачиваются в мешалки шламоудаления, а слив поступает на репульпацию шлама по схеме противоточной промывки

Алюминатный раствор концентрация оксида алюминия (А1₂0₃) 75-90 г/дм3. концентрация карбонатной щелочи в пересчете на оксид натрия (Na₂0 кб)12-16 г/дм3. М ку 1,4-1,5

P/S

Дробленый спек выгружается из бункера через автоматический щелевой дозатор, производительностью 600 т/ч. Спек доставляют до мельниц ленты конвейера шириной 1,2 м со скоростью 1,6 м/с.

Процесс агитационного выщелачивания проводится в 3 – х мельницах стержневого типа МСП 4,5 х 6,0 м, производительность которых составляет 330 т/ч, а номинальная вместимость – 85 м³

После выщелачивания алюминатная пульпа поступает в мешалки 4,5 х 4,5 м вместимостью 72 м³. Также на стадии выщелачивания установлена 1 мешалка – зумпф 1,5 х 2,5 м.

Из мешалок пульпа откачивается насосами 8 ГРТ-8 производительность 400 м³/час в вертикальные аппараты АТК «Слой» высотой 25 м.

Нитка фильтрации включает:

- 32 сгустителя для промывки и отделения шлама, в том числе

а) 8 головных сгустителей;

б) 24 промывных сгустителя

- 56 насосов центробежных 8ГРТ-8 фильтрации и промывки шлама

-8 насосов 5ГРТ – 8 хвостового сгустителя

- 8 мешалок – зумпф 2,0 х 2,5 м

- 8 насосов зумпфов 5ГРТ- 8

- 16 насосов 8ГРТ-8 гидрозатворов

- 4 распределительные коробки производительностью 200 – 500 м³ /ч

Пески сгустителей поступают в репульпаторы, роль которых играют 32 бака «Свечка» 0,5 х 2 м. Рабочая вместимость бака составляет 15,9 м³.

Характеристики сгустителей:

вместимость – 110 м³;

диаметр цилиндра – 5750 мм;

высота цилиндра – 3000 мм;

высота конуса – 3400 мм.

В узле оборотного раствора задействованы:

- 5 мешалок диаметром 5,6 х 9 м рабочей вместимостью 225 м³;

- 6 насосов центробежных 350 Д-90, 8ГРТ-8;

- 1 мешалка – зумпф;

Насос 350 Д – 90 предназначен для перекачки промводы и алюминатного раствора, обладает производительностью 1260 м³/ч.

НА АГИТАЦИИ извлечение больше. время выщелачив15 мин

проточка 30 мин выщелачив