Министерство образования и науки РФ

ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Кафедра: Металлургия легких металлов

Оценка проекта_____________________

Члены комиссии____________________

__________________________________

УЧАСТОК СГУЩЕНИЯ И ПРОМЫВКИ КРАСНЫХ ШЛАМОВ В ОДНОКАМЕРНЫХ АППАРАТАХ ГЛИНОЗЕМНОГО ЦЕХА .

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

080502 171123022 ПЗ

Руководитель

к.т.н. доц. ____________________________________ В. Н. Корюков

Студент

гр. _____________________________________________ А.Н. Горенкова

Каменск-Уральский

2011

Содержание.

Введение 3

Глава 1. Описание аппаратурно-технологической схемы. 5

Глава 2. Материальный баланс цеха 13

Глава 3. Расчёт количества основного оборудования. 53

Заключение. 54

Список литературы. 55

Введение

Задачей узла сгущения и промывки красного шлама является отделение щелоче-алюминатного раствора от красного шлама, для дальнейшей его переработки на участках декомпозиции глиноземного цеха.

Узел сгущения и промывки красного шлама глиноземного цеха включает в себя следующие операции: - отделение основной массы алюминатного раствора от красного шлама в сгустителях; - промывка шлама в системе промывателей с целью наиболее полного отделения

щелоче-алюминатного раствора от шлама (снижение потерь щелочи с красным шламом).

Процесс сгущения состоит из свободного осаждения частиц красного шлама под действием силы тяжести и дальнейшего уплотнения шлама. При этом важно получить слив алюминатного раствора с минимальным содержанием твердой фазы, а шлам с наименьшим содержанием жидкости.

На процесс осаждения шлама влияет: крупность частиц шлама, минералогический состав боксита, вязкость алюминатного раствора (концентрация и температура), ввод и свойства коагулянтов, флокулянтов.

Основная масса красного шлама (более 70%) представлена частицами крупностью от 1,0 до 10 мкм. При малом весе и величине, близкой к коллоидным мицеллам, частицы шлама очень медленно осаждаются под действием силы тяжести. Однако они способны к агрегации, в результате которой собираются в хлопья и после чего быстрее осаждаются в щелоче-алюминатном растворе. Поскольку шлам полидисперсен, его частицы осаждаются с разной скоростью. Крупные частицы падают быстрее мелких и чаще сталкиваются с мелкими. При наличии крупных частиц в шламе хлопья образуются лучше и скорость отстаивания шлама выше.

Отдельные частицы красного шлама в алюминатном растворе обладают положительным зарядом. Отталкивание одноименно заряженных частиц шлама обуславливает плохое отстаивание и уплотнение шлама. Положительно заряженные частицы постепенно разряжаются гидроксильными ионами, которые теряя свой заряд, освобождают кислород, остающийся в виде тонкой пленки на поверхности частиц, препятствующей дальнейшему отстаиванию и уплотнению шлама.

Под влиянием добавок коагулянтов и флокулянтов частицы шлама теряют свой заряд и становятся электронейтральными.

Низкомолекулярные неорганические или органические электролиты, приводящие к агрегации частиц, называют коагулянтами (ржаная мука, ячневая мука, крахмал, торфяная вытяжка, лигнин).

К флокулянтам относятся неорганические или органические высокомолекулярные соединения, имеющие молекулярный вес до 20 миллионов г/моль (полимеры, сополимеры).

Отделение алюминатного раствора от красного шлама осуществляется сгущением (отстаиванием) в непрерывно действующих аппаратах - сгустителях.

При постепенном осаждении массы шлама в сгустителе образуется несколько зон:

- зона осветленного раствора, так называемый слив, очищенный от частиц красного шлама и непрерывно удаляемый из аппарата;

- зона сгущения, где происходит осаждение шлама под действием силы тяжести;

- зона уплотнения, где под действием вышележащих слоев происходит вытеснение алюминатного раствора из шлама;

- зона уплотненного шлама, который непрерывно выводится из аппарата.

Для предотвращения гидролиза алюмината натрия и улучшения процесса осаждения во всей системе сгустителей должна поддерживаться температура не менее 100-102 ºС.

Промывка красного шлама предназначена для возврата в производство щелоче-алюминатного раствора, уносимого сгущенным шламом из конусов сгустителей. Промывку ведут в системе промывателей, аппаратов аналогичных по устройству сгустителям. Промывка красного шлама производится по принципу противотока: шлам при движении обрабатывается все более слабой промывной водой, а перед последним промывателем свежей горячей водой. При нормальной работе промывателей понижение концентрации щелочи в промывной воде каждого последующего ряда должно быть более, чем в 2 раза.

Производительность сгустителей и промывателей определяется по сливу (м³) и съему шлама (кг) с квадратного метра площади отстаивания в единицу времени (м³/м²час;

кг/ м² час). Шлам, циркулирующий в сливах, значительно снижает производительность отстойной аппаратуры.