Введение

Целью курсового проектирования является приобретение навыков в расчете и конструировании специфических узлов производства глинозема, а также выработка умения применять теоретический материал при решении практических задач.

Одной из важнейших проблем, стоящих перед российской алюминиевой промышленностью, в обозримой перспективе остается обеспечение алюминиевых заводов России глиноземом. Особенно резко возросла зависимость России от импорта глинозема после распада СССР и прекращения поставок глинозема из Югославии и Венгрии, которая осуществлялась по долгосрочным соглашениям в рамках бывшего содружества стран-членов СЭВ.

Способ Байера– это гидрохимический способ получения глинозема из бокситов. Этот способ был открыт в России Карлом Иосифовичем Байером в 1895-1898 гг. Большой вклад в разработку способа, особенно для выщелачивания бокситов диаспор-бемитового типа, внесли ученые Д.П.Манойлов, Ф.Н.Строков, Ф.Ф. Вольф, И.С. Лилеев, С.И. Кузнецов и др. В настоящее время более 95 % глинозема получают способом Байера.

Отличительной особеностью способа спекания от чисто гидрометаллургического является операция спекания - пирометаллургический передел. Цель этой операции - связать кремний в малорастворимые при последующей гидрометаллургической переработке соединения, чтобы затем на стадии выщелачивания спека вывести кремний из процесса.

С увеличением содержания SiO₂переработка боксита по способу Байера становится экономически невыгодной, т.к. значительно увеличиваются потери щелочи и алюминия с красным шламом в виде соединения гидроалюмосиликата натрия

Глинозем – это технический оксид алюминия Al₂O₃– белый кристаллический порошок, состоящий из модификаций α-Al₂O₃ и γ-Al₂O₃. Нерастворим в воде; содержит небольшое количество примесей: SiO₂, Fe₂O₃, TiO₂, V₂O₅, Сr₂O₃, MnO, ZnO, P₂O₅, Na₂O, K₂O, H₂O – в сумме не более 0,95-1,88 %.

1.Способ Байера

Основан на свойстве алюминатных растворов находиться в метастабильном (относительно устойчивом) состоянии при повышенных температурах и концентрациях (Na₂O_Kи Al₂O₃) и на самопроизвольном разложении (гидролизе) растворов с выделением в осадок гидроксида алюминия с понижением температуры и концентрации Na₂O_K. Суть способа Байера состоит в выщелачивании предварительно измельченного боксита щелочно-алюминатным раствором и дальнейшем выделении из раствора гидроксида алюминия. Алюминийсодержащие минералы взаимодействуют с раствором каустической щелочи (NaOH), в результате чего алюминий переходит в раствор в виде алюмината натрия.

В основе способа лежат реакции

Al2O3·nH2Oтв+ 2NaOHр-р+ (3-n)H2Oр-р→ 2NaAl(OH)4р-р ;

(1)

NaAl(OH)4р-р↔ Al(OH)3тв+ NaOHр-р .

(2)

По реакции (1) происходит растворение минералов боксита (гиббсита, бёмита, диаспора) в щелочном растворе. Реакция (2) соответствует процессу разложения насыщенного алюминатного раствора. В зависимости от состава боксита и местных условий могут быть различные варианты этой схемы. Технологические параметры способа Байера (температуры, концентрации растворов и т.д.) могут колебаться в относительно большом диапазоне, в зависимости от типа и качества боксита.