Сгущение красного шлама

     Известняк поступает из Керегетассского рудника  в Павлодарской области. Известняк  применяется в качестве флюса  при приготовлении шихты спекания. Качество известняка должно соответствовать  ГОСТу 48-5-40-82. В глиноземном производстве применяют 1 и 2-й сорт следующего содержания:

     1  сорт: СаО - 53%. S1O2 не более 2%, MgO - не более 1%, Fe2O3 не более 0,6%.

     2  сорт: СаО - 52%, SiO2 не более 3%, MgO - не более 1,5%, Fe2O3 не более 0,6%.

     Крупность не более 300 мм. Физические свойства известняка: удельный вес 2,5-2,7т/мЗ, насыпной вес 1,5-1,7 т/мЗ, влажность 2-10

               Сода кальцинированная

     Сода  кальцинированная является составляющей шихты спекания, поступает с Ачинского  глиноземного комбината, должна соответствовать  ГОСТу-10689-75; Используется для приготовления шихты печей спекания.

       Химический состав соды кальцинированной (в %)

     содержание  углекислого натрия Nа₂СО₃ - 90,6%;

     содержание  углекислого калия К₂С0₃ - 5,17%;

     содержание  сернокислого калия К₂S0₄ - 4,07%.

     Физические  свойства соды технической

     удельный вес - 2,5 т/м³;

     насыпной  вес - от 1,3 до 1,6 т/м³;

     содержание  влаги - до 1%.

     Сода  каустическая

     Вводится  в процесс для частичного восполнения  потерь щелочи в ветви Байера, не компенсируемых ветвью спекания. Сода каустическая поступает на завод  в твердом и жидком состоянии.

                   Топливо

         В качестве топлива в печах спекания с октября 2000 года применяют уголь Шубаркольский.

     Марка – длиннопламенный(Д), рядовой, крупностью Р - рядовой от 0 до 300мм; Ш -штиб менее 6мм; СШ - семечко штиб менее 13мм; С - семечко 13мм; МШС -мелкое семечко штиб менее 2,5мм.

              Уголь содержит:    W ^Р = 14 %; А ^С = 5 %; С ^Г = 77,5 %; О ^Г = 15,2 %;

     N ^Г = 1,5 %; Н ^Г = 5,4 %; S ^Г = 0,4 %;  Выход летучих V ^Г = 44 %; теплота сгорания  Q^р _н - 5300 – 5700. Вид нелетучего остатка – слипшийся.

     Состав  золы: SiO ₂ = 60,6 %; Al ₂O ₃ = 22,3 %; Fe ₂O ₃ = 5,5 %; MgO = 1,5 %; CaO = 1,7 %; Na ₂O = 1,0 %.

     Зольность от 3-до 10 %, Vх - летучие горючие массы до 44 %, W° - влага рабочая до 14 %, содержание пустой породы не более 2%. Физические свойства: удельный вес 1,3-1,5 т/мЗ, насыпной вес 0,8-1 т/мЗ.

     Уголь по способности к окислению и  самонагреванию относится к IV группе – неустойчивые при хранении. Коэффициент размолоспособности

     К _ЛО= 1,3.

     Также экибастузские угли применяются  в качестве восстановителя шихты спекания, должны соответствовать ГОСТу 8779-87 с содержанием влаги не более 30%, зольность золы до 40%.

       Мазут используется - в качестве  топлива, на печах кальцинации; 

     в качестве сушильного агента пылеугольных систем на печах спекания;

     для розжига и в качестве резервного  топлива для печей спекания.

     На  завод поставляется сернистый и  малосернистый  мазут марки 100 или 40. Качество мазута должно соответствовать параметрам: - вязкость условная в град. При 80⁰С, не более - 8,0; зольность в процентах, не более  - 0,12; содержание механических примесей в процентах, не более - 0,0%; содержание водо-растворимых кислот и щелочей – отсутствие; содержание серы в процентах, не более - 2,0; температура вспышки ⁰С не ниже - +90; температура застывания ⁰С, не выше - +10; теплота сгорания низшая в пересчете на сухое топливо ккал/кг - не менее 9700.

               Мазут используется - в качестве топлива, на печах кальцинации; в качестве сушильного агента пылеугольных систем на печах спекания; для розжига и в качестве резервного топлива для печей спекания определенного состава который указан в таблице 1.  
 
 
 

     Таблица 1 - Состав мазута

 

        Характеристика готовой продукции.

     Продукционный гидрат представляет собой крупнодисперсный гидроксид алюминия и имеет следующую характеристику:

     SiO₂- 0,02%, не более

     Na₂O- 0,4%, не более

     Fe₂O₃- 0,03%,не более

     Влага- 12%, не более

     Маточный  раствор представляет собой щелочной раствор, содержащий примеси в виде различных химических соединений и имеет следующую характеристику:

     α_к- 2,8 единиц, не менее

     содержание  твердого - 2,5 г,тв/дм³, не более.

     Глинозем является основным исходным материалом в производстве алюминия электролитическим путем. К глинозему в этом случае предъявляется ряд требований, которые должны учитываться при разработке способов, применяемых для извлечения его из тех или иных алюминиевых руд.

     Глинозем, прежде всего, должен отличаться высокой степенью чистоты, так как примеси окислов элементов с более электроположительным, чем у алюминия, потенциалом (Fe₂O₃, SiO₂, TiO₂) будут в первую очередь разлагаться при электролизе, загрязняя получаемый алюминий. Примеси же соединений более электроотрицательных металлов (например Na₂O и СаО) вызовут изменение состава электролита.

     Глинозем  должен содержать минимальное количество влаги и иметь такую форму, которая обеспечила бы его достаточную негигро-скопичность при длительном хранении. Присутствие значительных количеств влаги в глиноземе приводит к частичному разложению расплавленного электролита (криолита), который разбрызгивается при соприкосновении с влажным глиноземом.

     Глинозем  должен получаться в кристаллах такой крупности, при которой бы он достаточно быстро растворился в электролите и мало распиливался при загрузке в ванну. Крупнокристаллический глинозем медленно растворяется в электролите, образуя осадки на поду ванны; очень мелкий сильно распыливается, что является причиной его механических потерь.

     Требования, предъявляемые к глинозему, определяются техническими условиями.

     В производстве металлического алюминия электролитическим путем употребляется глинозем главным образом марки Г₁ или Г₀ (при получении металла повышенной чистоты); что касается глинозема марки Г₂, то он применяется в абразивной промышленности, а также может служить исходным материалом в производстве кремнеалюминиевых сплавов электротермическим восстановлением. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2 ГЛАВНАЯ ЧАСТЬ

              

     ГМЦ представляет собой Байеровскую  ветвь последовательной схемы получения  глинозема, состоящей из следующих  операций: размол боксита, выщелачивание  бокситовой пульпы, сгущение и промывка красного шлама, контрольная фильтрация алюминатного раствора, фильтрация красного шлама, декомпозиция, обработка гидрата, выпарка, кальцинация товарного глинозема.

          Боксит из ЦПС  ленточными  конвейерами распределяется по  бункерам мельниц. Ёмкость каждого  бункера 300 м³.  Каждая мельница имеет собственный бункер, всего девять мельниц.

Из бункера  боксит пластинчатым питателем вместе с оборотным раствором подается в стержневую мельницу, где дробится до определенной тонины.

          Оборотный раствор с выпарки  и декомпозиции поступает в баки оборотного раствора откуда распределяется на мельницы. Дозировка оборотного раствора, управляемая АСУТП обеспечивает получение каустического модуля вареной пульпы в заданных   пределах. Для удаления железистых песков из процесса на размоле установлен вертикальный аппарат.

Сгущение  и промывка красного шлама

       Осаждение красного шлама на переделах сгущения и промывки осуществляется в аппаратах

     Одноярусный сгуститель диаметром 40м

     Слив  сгустителей поступает в мешалки  слива, откуда насосами подается на контрольную фильтрацию.

     Сгущенный шлам из конуса сгустителей поступает  на промывку.

     Система промывки противоточная, четырехкратная. Шлам подается в головной промыватель, горячая вода в хвостовой.

       Шлам из конуса последних промывателей  подается на ФКШ. Слив первых промывателей поступает на выщелачивание для разбавления вареной пульпы. Для улучшения качества сливов в сгустители и головные промыватели подается синтетический флокулянт “Алклар-600”, «Сайтек». 
 

2.1 ОПИСАНИЕ АППАРАТНО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УЗЛА 

     Осаждение красного шлама и промывка его  осуществляется в осадительных аппаратах  диаметром 40 и 20 м.

     Пульпа  питания сгустителей насосами с  участка выщелачивания подаётся в сгустители красного шлама. Каждая нитка выщелачивания питает один сгуститель диаметром 40 м или 2 сгустителя диаметром 20 м. Питание сгустителя диаметром 40 м регулируется с помощью углового клапана на всасе питающего насоса, а питание сгустителя га питающем Т проводе. Слив с каждого сгустителя диаметром 40 м питает в бак слива, установленный непосредственно под сгустителем, слив измеряется щелевым расходомером при погружении в бак. Из бака слива раствор отправляется в общие мешалки слива. Слив со сгустителей диаметром 20 м поступает непосредственно через общий щелевой расходомер установленный на общих мешалках.

     Из  мешалок слива раствор подаётся фильтрами ЛВАЖ. На фильтрах ЛВАЖ контрольной фильтрации алюминатного раствора содержание твёрдого в сливе со сгустителей не должно превышать более 0,3 гр/л т.к раствор в сгустителях находится 20 – 25 часов, при этом продолжается процесс обескремнивания и кремнёвый модуль алюминатного раствора поднимается до 350 – 360 единиц с 200 – 250 единиц. До слива 100° С - 104° С сгущенный шлам из конца  сгустителей с ж : т равно 2,6 : 3,0 погружается репульпатор, куда подаётся вторая пром вода с нитки промывки красного шлама.

     Для лучшего отделения (осветления) слива  от тонкой взвеси красного шлама, перед  сгустителем в пульпу вводится коагулянт, приготовленный из ржаной муки. А для  лучшего уплотнения красного шлама непосредственно в питающем стакане сгустителя дозируется синтетическим флокулянтом « Алкар 600» который снижает ж : т сгущенного шлама.

     Промывка  красного шлама в настоящее время  осуществляется в реконструированных аппаратах диаметром 20 м (пятиярусный сгуститель, реконструирован в одноярусный)

     Помывка красного шлама ведётся по противоточной  схеме. Сгущенный шлам из сгустителя подаётся вместе со второй пром водой  в первый промыватель через репульпатор. Назначение репульпатора – перемешивание шлама с пром водой т.е. равномерно разбавить алюминатный раствор увлечённый красным шламом.

     В первом промывателе шлам, сгущаясь, отделяется от первой пром воды, которая  по сливному коллектору поступает в  мешалки первой пром воды, из которых  насосами подаётся на разбавление варёной пульпы до заданной концентрации. Шлам из первого промывателя с ж : т равного 2,6 : 3,0 поступает в репульпатор, где репульпируется третья пром вода и насосом подается во второй промыватель. Сгущённый шлам во втором промывателе репульпируется четвертой пром водой.

     В последний промыватель подаётся шлам репульпированный горячей водой, противоточная промывка шлама. Таким  образом, всё это сводится к последовательной обработке сгущенного шлама всё более и более слабой пром водой, причём каждый раз эта операция предшествует отделению шлама от основной массы раствора, т.е. сгущении шлама. При этом происходит последовательность, все возрастающие при  переходе от промывателя к промывателю разбавление раствора увлекаемого сгущенного красного шлама. Отсюда становится понятно, почему нужно стремиться получить в сгустителях и промывателях такой уплотнённый красный шлам, в этом случае в сгущённом шламе будет содержаться меньше раствора и последний будет легче отмываться.