2.4. Технология автоклавного выщелачивания при получении глинозёма

Получение алюминия включает две основные стадии:

- производство глинозёма;

- электролитическое получение алюминия из глинозёма.

Глинозём получают методом спекания либо автоклавного выщелачивания по способу Байера [5, 19].

Алюминий в природе встречается только в связанном состоянии в форме собственно алюминиевых минералов и силикатных пород. Характеристика основных минералов алюминия, используемых в автоклавном процессе, приведена в таблице 2.1.

Переработке, как правило, подвергаются бокситы, содержащие, в основном, диаспор, бемит, гидраргиллит.

Таблица 2.1. Характеристика основных минералов алюминия

Наименование минерала

Химическая формула Содержание Al2O3, %
Корунд Al2O3 100
Диаспор, бемит Al2O3?H2O 85
Гидраргиллит Al2O3?3H2O 64.5
Каолинит Al4[Si4O10](OH)8 39.5
Алунит KAl3[SiO4]2 (OH)6 37 -39
Нефелин KNa3[ Al Si4O4]4 32 -36

Качество бокситов определяется весовым соотношением окиси алюминия к двуокиси кремния, которое называется кремниевый модуль (mSi).

Al2O3/ SiO2 = mSi.

Чем выше модуль (меньше кремния), тем лучше идёт процесс. Обычно модуль находится в пределах от 22,5 до 5,6.

Выщелачивание бокситов ведут щелочными растворами. Процесс Байера представляет замкнутый цикл, сущность которого определяется обратимой химической реакцией:

Al2O3 ? nH2O + 2 NaOH 2NaAlO2 + (n + 1) H2O.

В автоклавах при температуре t = 130 – 240оС реакция протекает вправо, при этом происходит выщелачивание. Едкий натр растворяет глинозём боксита, образуются алюминат натрия и вода.

Затем раствор разбавляют оборотной промывной водой, отделяют и промывают не растворившийся осадок. Осветлённый раствор охлаждают и подвергают гидролитическому разложению при перемешивании с гидроокисью алюминия. При этом реакция протекает в обратную сторону, т.е. образуются гидрат глинозёма и едкий натр. Процесс называется выкручивание или декомпозиция. Продукты разделяют в сгустителях и на фильтрах. Разбавленный раствор едкого натра имеет низкую концентрацию. Его выпаривают и направляют на выщелачивание. Цикл замыкается.

Для окончательной доводки глинозёма его подвергают прокаливанию (кальцинации) при температуре 1200оС. При повышении температуры сначала удаляется внешняя влага, затем при 250оС гиббсит теряет 2 молекулы кристаллизационной влаги и переходит в бемит. При температуре 500 – 550оС бемит превращается в безводный g- Al2O3, при температуре 850 - 1200оС происходит превращение g- Al2O3 в практически негигроскопичный a- Al2O3.

На рисунке 2.5 приведена упрощённая схема получения глинозёма по способу Байера.

Измельчение бокситов ведут до 70 -75 % класса – 0,062 мм в замкнутом цикле с классифицирующим оборудованием (классификаторы, гидроциклоны). В операцию измельчения подают оборотный раствор. Измельченный продукт нагревают паром и выдерживают при перемешивании несколько часов. После этого подогретая пульпа подаётся в автоклав, где процесс выщелачивания бокситов завершается. Из автоклавов пульпа поступает в пароотделитель, пар из которого используется для нагрева пульпы в подогревателях.


Рис. 2.5. Упрощённая схема получения глинозёма способом Байера

<< | >>
Источник: Самойлик В. Г.. Специальные и комбинированные методы обогащения полезных ископаемых: учебное пособие. 2015

Еще по теме 2.4. Технология автоклавного выщелачивания при получении глинозёма:

  1. 2.5. Технология автоклавного выщелачивания вольфрама
  2. Технология получения растворов
  3. КРИОХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ БИОМАССЫ РАСТЕНИЙ С ПОЛУЧЕНИЕМ КОМПЛЕКСА БИООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
  4. ВОЗМОЖНОСТИ МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ В ПОЛУЧЕНИИ БЫСТРОРАСТВОРИМЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ДОБАВОК
  5. 2.7.3. Выщелачивание
  6. Перколяционное выщелачивание
  7. Противодействие злоупотреблениям при получении банковских ссуд.
  8. 7. Технология проведения взрывных работ при подземных выработках
  9. НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В КОРРЕКЦИИ БИОЦЕНОЗА ВЛАГАЛИЩА ПРИ БАКТЕРИАЛЬНОМ ВАГИНОЗЕ
  10. 1.2.1. Выщелачивание с перемешиванием материала с растворителем
  11. Краснюк И. И.. Фармацевтическая технология: Технология лекарственных форм, 2004