СОДЕРЖАНИЕ

      Введение                                                                                                                   4

1.   Развитие  производства алюминиевой промышленности

1.1 Характеристика сырья и готовой продукции глинозёмного производства

2.   Главная часть                                                                                                          11

2.1 Описание аппаратно – технологической схемы узла                                          11

2.2 Описание  технологического процесса на заданном узле                                  13

2.3 Нормы технологического  процесса                                                                      14

2.4 Применяемое  оборудование, назначение и принцип  его действия                   16

2.5 Расчёт необходимого  количества выбранного оборудования                           18

2.6 Спецификация  оборудования, принятого на данном  технологическом узле   20

2.7 Контроль  технологического режима КИП  и АСУ, применяемые на данном  технологическом узле                                                                                                   24

2.8 Техника безопасности  на рабочем месте                                                              25

      Список использованной литературы                                                                     30

ВВЕДЕНИЕ

1 Развитие производства алюминиевой промышленности

 

     В настоящее время под металлургией в узком смысле этого слова  понимают ту область науки и промышленности, которая занимается получением металлов и сплавов из руд и других металлов. Первым ученым металлургом был Агрикола (Бауэр) 1494-1555гг., изучавший металлургию на европейских заводах. В 1556г. вышла, написанная им книга по металлургии и горному делу, называлась она «De Re Metallica». .Однако научный уровень, изложенных в ней вопросов металлургии был очень низкий. В таком положении металлургическая наука находилась на протяжении двухсот лет. Лишь открытие великим русским ученым Ломоносовым (1711-1765гг) закона «сохранения веса при химических реакциях» (1748г) позволило на его основе дать изложение способов извлечения металлов из руд на более высоком уровне, чем существующих до него руководствах по металлургии. Ломоносов стал основателем научной металлургии и автором первой на русском языке книги по металлургии. Он экспериментально доказал, что не материя сия, а воздух окисляет материалы. Это дало возможность правильно трактовать металлургические процессы с точки зрения взаимодействия руд и топлива с воздухом.

     Конец XVIII и первая половина XIX вв. в России отмечены рядом крупных открытий и ценных исследований в области металлургии цветных и благородных металлов. Открытый Гессом закон « о постоянстве суммы тепла реакций» стал основой теоретической металлургии. В 1834г Фарадей открыл закон электролиза, явившегося основой процессов электролитического получения и рафинирования металлов. Большим достижением науки было создание в 1869г Д.И. Менделеевым периодической системы элементов. Русские ученые Бекетов. Федоров. Кузнецов. Жуковский и другие сделали ряд выдающихся исследований, которые сыграли большую роль в развитии мировой алюминиевой промышленности. Открытый Байером в конце XVIII века щелочной метод получения глинозема из бокситов явился самым экологичным и экономический способом производства алюминия.

     Производство  алюминия развивается исключительно  быстрыми темпами.

     Быстрый рост производства объясняется, прежде всего,  ценными его свойствами, разнообразием областей применения и большой распространенностью руд в природе.

     Алюминий  – важнейший  легкий цветной металл. По производству и  потреблению он занимает второе место среди всех металлов (после железа) и первое место среди цветных металлов.

     Важнейшими  физическими свойствами алюминия, обуславливающими его широкое использование практически во всех отраслях народного хозяйства, является малая плотность, высокая пластичность, электро - и теплопроводность. Многие физические свойства алюминия существенно изменяются в зависимости от степени его частоты. Так, чем чище алюминий, тем выше его температура плавления и электропроводность и ниже плотность. Однако ряд свойства алюминия можно существенно улучшить легирующими добавками магния, кремния, меди, цинка, марганца, которые повышают механические и литейные свойства алюминия и его коррозионную стойкость.

     Алюминий  в настоящее время находит  очень широкое применение в виде чистого металла, многочисленных сплавов  и в виде солей и оксида. Практически  нет ни одной отрасли промышленности, где не применялся бы алюминий или изделия из него.

     Важнейшими  потребителями алюминия и его  сплавов является авиационная и  автомобильная промышленность, железнодорожный  и водный транспорт, электротехническая и химическая промышленность, машиностроение, промышленное и гражданское строительство, производство предметов домашнего потребления. 

     1.1 Характеристика сырья и готовой продукции глинозёмного производства 

     Сырьем  для получения глинозема является боксит, который представляет собой  горную породу, состоящую в основном из гидроокиси алюминия, окислов железа, SiO2, TiO₂ с примесью других минералов. Боксит получил свое название от города Бо (Боух), где впервые был обнаружен в 1821 году. За последние годы во многих странах были найдены большие месторождения бокситов. Добыча бокситов ежегодно увеличивается на 10%. В настоящее время разведаны запасы примерно 10 млрд. тонн, при годовой добыче около 70 млн.тонн.

     Различают бокситы: гиббсито-бемитовые, диаспоровые, гиббсито-диаспоровые. Тип боксита  определяется возрастом породы, самые  древние считаются диаспоровые, в них встречается корунд, а наиболее молодые бокситы - гиббситовые.

     Бокситы Тургайского (Амангельдинской группы) месторождения относятся к гиббситовому типу и легко вскрываются при  атмосферном давлении, кремневый  модуль колеблется в широких пределах и в среднем составляет около 3-4 единиц. В северном Казахстане находится значительное число месторождений бокситов: Амангельдинская группа, Краснооктябрьская, Белинская, Аятское и другие.

     В 1990году было выполнено институтом ВАМИ-ТЭО (перевода действующего Павлодарского алюминиевого завода на Краснооктябрьские бокситы и развитие рудной базы). Необходимость разработки указанного ТЭО вызвана ожидаемой полной выработкой Тургайских бокситов. Однако планируется разработка Тургаиским рудником в Актюбинской области -Талдыащисайского месторождения примерно в 7 млн. тонн, очень глинистых бокситов с влагой до 30%.

     Внешний вид бокситов разнообразен, чаще это  красные, довольно твердые породы, нередко  встречаются бокситы белые, желтые, темно-зеленые,серые. Красный цвет указывает на большое содержание железа, при малом содержании ее цвет боксита белый или серый. Чем выше кремневый модуль и большое содержание А12ОЗ, тем качественнее боксит.                            

     Строение  залегания бокситов Амангельдинской группы однотипные. Рыхлые и каменистые разновидности бокситов в разрезе рудников занимают верхние слои, а глинистые и сухаристые - нижние горизонты.

     Основными разновидностями боксита Тургая, несмотря на весьма разнообразную окраску  и достаточно пестрый химический состав являются каменистые, рыхлые, сухаристые, глинистые.

     Каменистые  бокситы не представляют собой монолитной сплошной массы, как предполагали раньше, а являются по существу рыхлыми бокситами  с большим содержанием кусков и глыб различного размера.

     Рыхлые  бокситы представляют собой отдельные  бабовины и плотные каменистые куски, сцементированные обычно глинистыми разновидностями. Степень цементации различна, от слабой до весьма плотной.

     Сухаристые  бокситы представляют собой бобовую  или безбобовую однородную каменистообразную породу с угловатыми изломами, значительная часть сухаристых бокситов является продуктом слабой дегидратации предыдущих типов, поэтому четкой границы между глинами и сухаристыми бокситами не наблюдается.

     Глинистые бокситы представляют собой глинистую бобовую или реже безбобовую массу преимущественно гибситового состава с примесью коалинита.

     Основными материалами, входящими в состав боксита являются: гибсит; коалинит; глазурит; гидрослюда; гидроокислы  железа - гематит, гидрогематит, гидрогетит, алюмогетит; в незначительных количествах в рудах присутствуют кварц, гибс, кальцит, полевые шпаты и др. Бокситоподобные породы и бокситы трудно отличить друг от друга и точно могут быть отличены по данным химического анализа. Светлые, маложелезистые разновидности низкосортных бокситов и глины представляют собой огнеупорное сырье.

     Бокситы Кустанайской области на сегодняшний  момент представлены в основном тремя  группами: Аятское, Белинское и Краснооктябрьское  месторождения.

     Аятское месторождение расположено севернее поселка Октябрьский примерно в 40км. На сегодняшний день остались невыработанными карьеры: 6; 6А; 6Б; 9. Лучший по составу карьер 6Б: А12ОЗ=44%, кремневый модуль равен 4,4, Fe2O3-21%, СО2=1%.

     Приблизительно 40% каменного боксита, коэффициент вскрыши 3-4, мощность карьеров № 6 примерно 1,6 млн. тонн; № 6А - 0,7 млн. тонн; № 6Б -1млн. тонн.

     Перспективным месторождением является Восточно-Аятское, запасы руды на 15лет, при добычи 0,8-1 млн. тонн в год. Наиболее перспективным  является карьер № 7, состав бокситов в котором:А12ОЗ=44,7%, Si2O3=5,53%, Fe2O3=23,6%, акр=8, СО2=0,3%, Ga-ЗЗг/т.

     Белинское месторождение состоит из трех участков: Южный, Северный, Карасорский и новые  площади. Запасы примерно 35 млн. тонн. В  настоящее время в работе карьер № 1 и № 4 на Южном участке и Карасорский карьер. Качество бокситов на Южном участке: А12ОЗ=41%. SiO2=10%, Fe2O3=21%, СО2=1-1,6%, акр=4,1; каменистых 33%, рыхлых 33%, глинистых 34%.

     Рудное  тело на Белинском руднике лежит  на известняке, через которые продавливаются подземные воды и увлажняют боксит. Состав воды хлорно-натриево-магниевый с минерализацией 150г/л, что крепче, чем вода в окружающих озерах.

     Краснооктябрьское месторождение состоит из шести  карьеров, данное месторождение планировалось  для переработки на втором заводе ПАЗа по схеме чистого спекания. Литологический состав боксита с преобладаниемрыхлых и каменистых бокситов, содержащих много органики, причем прослеживается закономерность, чем меньше содержание окислов железа, тем больше органики. Карьеры обведены подземными водами, состав которых аналогичен водам Белинского месторождения с несколько меньшей минерализацией. Средняя влага боксита 17%. И Белинские, и Краснооктябрьские месторождения влагу не отдают и не принимают. Из-за атмосферных условий изменение влаги может колебаться не более 1%.

     Помимо  боксита в производстве глинозема  используют и другие промышленные руды. Нефелин используется для получения  глинозема, цемента, садово-поташной смеси  удобрения. Крупные залежи на Кольском полуострове в виде аппотита нефелиновой породы. Обогащением руды аппотиты отделяются 3Ca3(PO4)2*CaF2, а в хвосты выделяется богатая нефелиновая фракция - нефелиновый концентрат, который является сырьем для производства глинозема.

     Ачинская  нефелиновая порода способом спекания непосредственно без обогащения перерабатывается на глинозем, цемент, соду и поташ.

     Алуниты представляют интерес как комплексное  сырье, из которого извлекается глинозем, серный ангидрит, калиевая и натриевая  щелочь. Образуется алунит в результате воздействия гидротермальных сернокислых растворов на кислые и средние вулканические породы, содержащие калиевые шпаты, а также при действии сульфатных поверхностных вод на глиноземистые породы. Наиболее разведанным является Загликское месторождение в Азербайджане, в котором содержание алунитов составляет 55% среднего состава руды, А12ОЗ-22%,СО2 -20%, K2O*Na2O - 5%, SiO2 -41%,Fe-4%.

     Глины - главные составляющие глинозема, содержащей породы является коалинит (A112O3*2SiO2*2H2O), который может перерабатываться на глинозем. Однако, и каменноугольные золы является менее выгодным с точки зрения организации глиноземного производства. Технологическаясхема, по которой глина может перерабатываться на глинозем, спекание -кислотный способ и термический.

                Известняк