загрузка...

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. Противодействие злоупотреблениям при получении банковских ссуд.
  2. Краснюк И. И.. Фармацевтическая технология: Технология лекарственных форм, 2004
  3. Тема 16. МЕДИЦИНСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ И ПРОФИЛАКТИКИ ИНФЕКЦИОННЫХ БОЛЕЗНЕЙ.ВАКЦИНЫ, ИХ ПОЛУЧЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, КОНСЕРВАЦИЯИ ХРАНЕНИЕ. АЛЛЕРГЕНЫ. ИММУННЫЕ СЫВОРОТКИ,ИХ ПОЛУЧЕНИЕ, КОНТРОЛЬ, КОНСЕРВАЦИЯ, ХРАНЕНИЕ,МЕТОДЫ ВВЕДЕНИЯ
  4. Правовые аспекты ювенальных технологий
  5. Часть IIIНовые технологии
  6. ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРЕШЕНИЯ КОНФЛИКТОВ
  7. Космические техника и технологи
  8. 3 ПОЛУЧЕНИЕ ОРИЕНТАЦИИ
  9. ДИСТАНЦИОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
  10. Способы получения антибиотиков
  11. 4.2. Получение информации