Вариант 3

1. Получение глинозема по способу Байера (привести общую технологическую схему). Физико-химическая сущность процесса. Поведение минералов боксита при выщелачивании.

2. Рассчитать дозировку нефелиновой руды и известняка на 1 т глинозема.

Исходные данные для расчета:

а) молярный состав шихты:

Na₂O+K₂O/Al₂O₃ = 1.02 CaO/SiO₂ = 2.0

б) химический состав продуктов (табл.2):

Таблица 2

Продукт	Na2O	Al2O3	K2O	Fe2O3	SiO2	CaO	п.п.п.
Боксит	10,9	26,8	2,9	4,5	40,5	7,7	3,8
Известняк	-	0,7	-	-	2,0	53,1	42,0
Белый шлам	18,2	22,4	1,9	0,5	19,0	12,0	13,5

в) сода дозируется в виде 100 % Na₂CO₃;

г) количество белого шлама принять равным 273 кг/т глинозема;

д) выход глинозема из составляющих шихты при спека­нии принять равным 85 %.

3. Как изменится удельный расход электроэнергии алюминиевого электролизёра, если межполюсное расстояние увеличить с 4,6 до 5 см? Сила тока на электролизёре составляет 170 кА, площадь анода 850*270 с, удельное сопротивление электролита – 0,48 Ом*см, выход по току 0,85.

Литература [1 3,4, 5]

ВАРИАНТ 4

1.. Теоретические основы процесса выщелачивания бок­ситов по способу Байера. Поведение примесей при выщелачивании. Влияние различных факторов на процесс. Аппаратурно-технологическая схема и оборудование для выщелачивания бокситов.

2. Определить количество Al₂O₃ и Na₂O в мешалке бок­ситовой пульпы с внутренними размерами: диаметр 2,5 м и вы­сота 8 м. Уровень заполнения мешалки пульпой 6 м, высота донного осадка 0,3 м; отношение Ж:Т в пульпе равно 4. Жидкая фаза пульпы имеет α_к= 3,3, содержит, г/дм³, 120 Al₂O₃ и 13 Na₂O_у. А твёрдая фаза содержит, % масс, 49,0 Al₂O₃ , 5 SiO₂ , 26 Fe2O3.Плотность жидкой и твёрдой фаз, кг/м³, равны 1400 и 3300.

3. Масса исходного расплава 1600 кг. Его криолитовое отношение (к.о.) равно 2,2. Добавили 300 кг NaF. Определить к.о. нового расплава.

Литература [1,4, 5, 6].

ВАРИАНТ 5

1. Отделение алюминатного раствора от красного шла­ма в способе Байера. Теоретические основы, аппаратурно-технологическая схема и аппаратура для процесса сгущения. Использование коагулянтов и флокулянтов при сгущении красного шлама. Аппаратура для контрольной фильтрации. Шламовое хозяйство. Экология производства.

2. Для лабораторных исследований необходимо приго­товить 2 дм³ синтетического алюминатного раствора следую­щего состава, г/дм³: 190 Na₂O_к, 185 Al₂O₃, 40 Na₂O_У. Определить а_к и α₀ в растворе и рассчитать навески NaОН, Na₂CO₃ и ме­таллического алюминия, содержащего 99,97 % основного ве­щества.

3. Определить производительность мельниц размола боксита по пульпе и по сухому веществу, если производительность отделения по сухому бокситу равна 500 т/ч, влажность исходного боксита – 6%, отношение Ж:Т = 5,5, плотность боксита и оборотного раствора равны, соответственно, 2,85 и 1,42 г/см³. Всего в отделении установлено 6 мельниц.

Литература [1,3,4,6].

ВАРИАНТ 6

1.Разложение алюминатного раствора выкручиванием. Теоретические основы процесса. Влияние различных факторов на показатели декомпозиции. Аппаратурно-технологическая схема, устройство декомпозеров. Отделение гидроксида алюми­ния от маточного раствора. Оборудование. Качество А1(ОН)₃.

2. Определить затравочное отношение (з.о.) при деком­позиции, если суточный поток алюминатного раствора составляет 2500 м³, затравочной пульпы 1000 м³. Концентрация Al₂O₃ в алюминатном растворе 130 г/дм³, содержание твердого в за­травочной пульпе 750 г/дм³ (потерями гидроксида с маточным раствором при фильтрации затравки можно пренебречь).

3. Для проведения лабораторных исследований взято 0,6 л алюминатного раствора следующего состава: концентрации Al₂O₃ – 160г/л; Na₂O_к – 165,5 г/л; SiO₂ – 0.46 г/л. Необходимо приготовить алюминатный раствор с кремнёвым модулем, равным 30 ед. Определить количество силиката натрия состава Na₂SiO₃·9H₂O для получения заданного кремнёвого модуля и каустический модуль полученного алюминатного раствора. Выразить концентрацию Al₂O₃; Na₂O_к; SiO₂ % масс. Плотность алюминатного раствора принять равной 1,27 г/см³.

Литература [1,4, 5].

ВАРИАНТ 7

1. Кальцинация гидроксида алюминия. Фазовые и струк­турные превращения при кальцинации. Аппаратурно-технологическая схема. Оборудование для кальцинации. Каче­ство глинозёма.

2. Рассчитать состав алюминатного раствора, получае­мого после выщелачивания боксита следующего состава ( в пе­ресчёте на сухое вещество), % по масс.: 53,2 Al₂O₃; 22,8 Fe₂O₃; 4,1 SiO₂; 2,1 ТiO₂; 1,9 СаО. Влажность боксита равна 7,0 %. Хи­мический выход А1₂О₃ равен 92,0 %. Состав оборотного раство­ра, г/дм³: 300 Na₂O_к; 129,9 А1₂О₃. Плотность раствора -1420 кг/см³; Ж:Т -5,5.

3. Определить время выщелачивания боксита в 6 автоклавных батареях. В батарее находится 7 реакционных автоклавов с рабочим объёмом 31 м³ каждый. Коэффициент использования батарей 0,9. Объёмный расход сырой пульпы 0,13 м³/с, расход пара на выщелачивание 72,1 кДж/с; среднее теплосодержание пара 2,822 кДж/кг.

Литература [ 18,3,6].

ВАРИАНТ 8

1. Выпарка маточных растворов и каустификация соды. Основы процессов. Аппаратурно-технологические схемы. Обо­рудование.

2. На каустификацию поступает 91 кг соды (Na₂СОз). В процессе каустификации образуется 77,5 кг СаСО₃. Рассчитать, какова степень каустификации и расход извести, если в ней со­держится 86,4 СаО_акт, а дозировка составляет 125 % от стехиометрического количества.

3. Найти годовую потребность в глинозёме электролизной серии, содержащей 200 ванн, каждая из которых работает с силой тока 160 кА и выходом по току 0,87. Принять машинное время электролизёра равным 0,98, а механические потери глинозёма 1% от расхода на электролиз.

Литература [ 1,3,7, 8].

ВАРИАНТ 9

1. Производство глинозёма сухим щелочным способом. Теоретические основы способа спекания. Механизм спекообразования. Взаимодействие компонентов шихты при спекании. Технология спекания. Аппаратурно-технологическая схема. Качество спёка. Влияние различных факторов на качество спёка.

2. Рассчитать расход боксита, известняка и соды на 1 т товарного глинозёма.

Исходные данные для расчета:

а) молярный состав шихты:

Na₂O/Al₂O₃+Fe₂O₃ = 1.0 CaO/SiO₂+TiO₂ = 2.0

б) товарный выход глинозёма 84,6 %, содержание Al₂O₃ в товарном глинозёме - 99 %.

в) химический состав продуктов (табл.3).

Таблица 3

Продукт	Na2O	Al2O3	Fe2O3	SiO2	TiO2	CaO	CO2	п.п.п.	Прочие
Боксит	-	48,0	24,0	8,14	2,6	2,8	2.2	10,8	1,5
Известняк	-	-	-	1,3	-	54,8	42.6	-	1,9
Сода	57,66	-	-	-	-	-	40.9	-	1,4

3. В расплав NaF+AlF₃ с криолитовым отношением (к.о.) равным 2,1 добавили 500 кг AlF₃, после чего к.о. стало равным 1,8. Определить массу исходного расплава.

Литература [1, 4,3,5].