Файл: Высокотемпературное выщелачивание бокситов.docx

Оглавление

Введение 3

Глава 1. Литературный обзор 8

1. 
   Сырьевая база глиноземной промышленности в России и за рубежом 8
   
2. 
   Способы переработки низкокачественных высококремнистых бокситов 12
   
3. 
   Пути усовершенствования комбинированного способа Байер-спекание 25
   
4. 
   Постановка задачи исследования 34
   

Глава 2. Исследование возможности использования пылей электрофильтров спекательных печей для усовершенствования процесса Байер-спекание 37

1. 
   Изучение физико-химических свойств пылей электрофильтров, образуемых от спекания 2-х и 3-х компонентных бокситовых шихт 40
   
2. 
   Выводы по главе 63
   

Глава 3. Влияние добавки пыли электрофильтров печей спекания на совместное выщелачивание бокситов и спеков 65

---

1. 
   Изучение совместного выщелачивания бокситов, спеков и пылей электрофильтров в цикле Байера 65
   
2. 
   Влияние пыли электрофильтров на процесс сгущения красных шламов 78
   
3. 
   Выводы по главе 87
   

Глава 4. Предлагаемая технологическая схема и ее финансово-экономическая оценка 90

Заключение 97

Список литературы 101

Введение

Актуальность темы исследования

В настоящее время в мире производится около 100 млн тонн глинозема ежегодно, из них более 90% получают из бокситов при помощи процесса Байера, оставшуюся часть – кислотными или пирометаллургическими способами.

По способу Байера, запатентованному Карлом Джозефом Байером в 1892 году, бокситовая руда после дробления и измельчения подвергается выщелачиванию в щелочно-алюминатом растворе. Затем, после отделения не растворившегося остатка (красного шлама), насыщенный по глинозему щелочно- алюминатный раствор подвергается декомпозиции, которая была также запатентована Карлом Байером в 1889 году.

Во время декомпозиции из раствора путем гидролиза в присутствии затравки выделяется около 50% растворенного глинозема в виде гидроксида алюминия. После отделения от маточного раствора, гидроксид алюминия промывается и отправляется на кальцинацию при температуре свыше 1000 ^оС для получения глинозема.

Маточный раствор, полученный после декомпозиции и отделения гидроксида алюминия, отправляется в голову процесса

---

для выщелачивания новых порций боксита. Таким образом, осуществляется цикл Байера, и в идеальном состоянии каустическая щелочь не расходуется, а находится в постоянном обороте, что и позволяет процессу Байера оставаться самым дешевым на данный момент способом производства глинозема.

В действительности же, в боксите помимо гидроксидов алюминия и железа содержится кремнезем в связанном или свободном виде. Наличие кремнезема в боксите приводит к тому, что во время выщелачивания он растворяется в щелочно- алюминатном растворе вместе с глиноземом. В дальнейшем это приводит к образованию нерастворимого в щелочи гидроалюмосиликата натрия (далее ГАСН).
ГАСН приводит к неизбежным потерям вместе с красным шламом глинозема и ценной каустической щелочи. При отношении Al₂O₃ к SiO₂ в боксите <7 процесс Байера становится нерентабельным. Поэтому для получения глинозема в цикле Байера используются только высококачественные бокситы с низким содержанием кремнезема.
7>

---

Степень разработанности темы

Запасы низкококремнистых бокситов ограничены, и, учитывая их постоянно возрастающее потребление, они могут быть полностью исчерпаны в ближайшие сто лет. Именно поэтому во всем мире ведутся разработки технологий по переработке высококремнистых бокситов и другого низкокачественного сырья.

Отсутствие запасов высококачественных гиббситовых бокситов в России привело к необходимости разработки в СССР альтернативных технологий получения глинозема из собственного сырья. Так был изобретен способ Байер- спекание, который был использован при создании Уральских алюминиевых заводов в 30 – 40-х годах ХХ века. По данной технологии одновременно осуществляется переработка низкокачественных и высококачественных диаспор- бемитовых бокситов на разных ветках: ветка Байера и спекания.

Комбинированный процесс позволяет использовать преимущества, как процесса Байера, так и способа спекания: экономичность и способность перерабатывать низкокачественное сырье. Несмотря на это себестоимость глинозема, получаемого способом Байер-спекание, на 20% выше, чем у зарубежных заводов, работающих по классическому способу Байера.

Высокая себестоимость глинозема, получаемого комбинированным способом, связана с большими энергетическими затратами на спекании. Следовательно, в существующих рыночных условиях отечественным заводам тяжело конкурировать

---

с зарубежными поставщиками и необходимо совершенствовать технологию Байер-спекание, которая, как показали наши исследования и других ученых, по-прежнему имеет большой потенциал в будущем.
Целью диссертационной работы является исследование возможности совершенствования способа Байер-спекание путем использования пылей электрофильтров печи спекания при автоклавном выщелачивании бокситов, а также изучение влияния пыли электрофильтров на седиментационные свойства красного шлама.

Задачи исследования:

1. 
   Изучить физико-химические характеристики пыли электрофильтров спекательного передела и их поведение при выщелачивании в воде и щелочно- алюминатных растворах.
   
2. 
   Исследовать влияние добавки пыли электрофильтров печи спекания на выщелачивание бокситов и совместное выщелачивание бокситов и бокситовых спеков в оборотных алюминатных растворах.
   
3. 
   Изучить влияние высокотемпературного выщелачивания на совместную переработку бокситов, спеков и пылей электрофильтров в ветке Байера.
   
4. 
   Изучить физико-химические свойства красного шлама, полученного при выщелачивании бокситов и бокситовых спеков в присутствии пыли электрофильтров печи спекания.
   

---