3.2 Вилуговування бокситів

Необхідне число реакційних автоклавів знаходять по рівнянню:

; (3.3)

де а - годинний об'єм сирої пульпи в м³;

b - годинний потік пари, що подається на підігрів пульпи м³;

t - тривалість вилуговування, год.;

d - місткість одного автоклава, м³;

е - коефіцієнт використання автоклава, 0,93...0,96.

У тому випадку, коли нагрів в автоклаві здійснюється «глухою» парою, тобто через трубки або змійовики, то «b» в цій формулі відсутній.

При розрахунку матеріального балансу сировини пульпа визначається по вазі в т або кг, тому її треба перерахувати в об'єм. Об'єм сирої пульпи в м³ на 1т глинозему або в годину звичайно знаходять як суму об'ємів відповідних її компонентів:

V_п = V_б + V_вл + V_к + V_об + V_вап; (3.4)

де V_п - об'єм пульпи м;

V_б - об'єм сухого бокситу, м;

V_вл - об'єм вологи бокситу, м;

V_к - об'єм каустичного лугу, м;

V_об - об'єм обігового розчину, м;

V_вап - об'єм вапно, м.

Якщо вводяться ще якісь добавки, то враховується і їх об'єм.

При розрахунках чистого способу Байєра втрати лугу компенсуються каустиком. При розрахунках паралельного варіанту Байєр-спікання цього компоненту в пульпі як правило немає, втрати компенсуються введенням соди в гілку спікання.

Об'єм сухого бокситу:

; (3.5)

де Q_c - кількість сухого бокситу на 1т глинозему або годинний потік;

_  - щільність сухого бокситу, т/м³;

Q_c = 51 ∙ 2626,6 = 133,96 т/год;

V_б = 133,96 / 3 = 44,65 м³;

Щільність сухого бокситу в широкому інтервалі коливається в межах від 2,6 - рихлі гиббситові боксити, до 3,5 - щільні беміт-діаспорові боксити.

Об'єм вологи бокситу:

, м³; (3.6)

де  - вміст вологи в натуральному бокситі в долях одиниці (11%).

V_вл = 133,96 ∙ 0,11 / (1 - 0,11) = 13,96;

Об'єм каустичної луги, м³:

; (3.7)

де Т - питома витрата каустичного лугу на 1 т глинозему або в годину в перерахунку на Na₂O;

(Na₂O)_к - концентрація Na₂O_к у каустичному лузі, г/дм³.

Т = m_k ∙ Q_б._н; (3.8)

(Na₂O)_к = ; (3.9)

де m_k - кількість каустику в перерахунку на 1 т глинозему, т;

Q_б.н - годинний потік по натуральному бокситу, т/год;

k - кількість Na₂O_k у каустику, кг;

х - кількість каустику на 1 т глинозему, кг

(Na₂O)_к = 143,36 ∙ 100 / 470,47 = 30,47 г/л;

П = 0,47 ∙ 134,01 = 63,05 т/год;

V_k = 63,05 / 30,47 = 2,07 м³;

Щільність обігового розчину визначається і приводиться в початкових даних для розрахунку матеріального балансу.

Об'єм вапна, м³:

; (3.10)

де Р_в - витрата вапна в т;

_в - щільність вапна, т/м³.

Для обпаленого вапна вона коливається в межах 3-3,2 г/м³. Якщо вводиться вапняне молоко, то його щільність складає 2,2-2,4 т/м³. Годинний потік пари на вилуговування, визначається з балансу.

V_из = 0,05 ∙ 134,01 / 2,3 = 2,98 м³.

Об'єм обігового розчину:

V_oб = Q_б.с ∙ V; (3.11)

V_oб = 133,96 ∙ 8,06 = 1079,71 м³;

де Q_б.с - годинний потік по сухому бокситу, т/год;

V - об'єм обігового розчину, м³.

V_п = 44,65 + 13,96 + 2,07 + 1079,71 + 2,98 = 1143,37 м³.

Місткість одного автоклава може бути прийнята від 25 до 80 м³ за різними літературними даними.

Необхідне число реакційних автоклавів:

n = 1143,37 ∙ 2 / (80 ∙ 0,96) = 29,8.

До установки приймемо 30 автоклавів з перемішуючим пристроєм.