Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Декабря 2010 в 19:52, курсовая работа
Курсовая работа посвящена основам производства глинозема из бокситов по параллельному варианту комбинированной схемы Байер - спекание, предназначена для рабочих и техников глиноземной промышленности, но может быть полезна и для инженерного персонала, не имеющего химико-технологической подготовки в области производства глинозема.
В курсовой работе присутствует диаграммно-табличный метод изложения материала, позволяющий быстрее охватить все связи производства и линии процессов.
Введение…………………………………………..…………………….3
1.Получение глинозема………………………..……………………….6
2.Состав боксита………………………………………………………..7
3.Подготовка боксита…………………………………………….…....9
4.Общая схема процесса……………………………………………....11
5.Цикл процесса Байера в системе Al2O3 —Na2O H2O …………….16
6.Описание процесса сгущение и промывки красного шлама в однокамерных аппаратах глиноземного цеха,,…………………………….18
7.Теоретические основы сгущения…..…………,……………...........18
8.Отделение алюминатного раствора от красного шлама..…………………...…………………………………………………..18
9.Минералогический состав шлама……..………………..…………20
10.Отделение и промывка красного шлама…………..…………….27
10.1.Обслуживание сгустителей и промывателей..……….………..32
10.2Факторы влияющие на сгущение…………..…..……………….34
11.Материальный баланс…………………………………………….36
12.Расчет количества основного оборудования …………………....83
13.Заключение…………………………………………………………85
14.Список литературы……...………………………………………..86
Х = 2244,77
3.2. Боксит по компонентам:
Al2O3 = 1929,7 х 0,512 = 988,95 кг
Fe2O3 = 1929,7 х 0,22 = 424,54 кг
SiO2 = 1929,7 х 0,051 = 98,42 кг
S = 1929,7 х 0,008 = 15,43 кг
CaO = 1929,7 х 0,033 = 63,62 кг
CO2 = 1929,7 х 0,029 = 55,96 кг
TiO2 = 1929,7 х 0,032 = 61,75 кг
ППП = 1929,7 х 0,111 = 214,2 кг
ПР = 1929,7 х 0,004 = 7,72 кг
сумма
H2O = 2147,1 – 1929,7 = 217,4
Итого
3.3.Количество извести при дозировке 4,5% CaO :
1929,7 х 0,045 =86,84
Требуется ввести с учетом CaO в боксите:
86,84 – 45,24 = 41,6
Натуральной 41,6/0,855 = 48,65
3.4. Известь по компонентам:
CaO = 48,65х 0,8550 =41,6 кг
CO2 = 48,65х 0,0040 = 0,194 кг
SiO2 = 48,65х 0,0016 = 0,078 кг
ППП = 48,65х0,0287 = 1,39 кг
ПР = 48,65х0,1107 = 5,38 кг
Итого 48,65
3.5. Шихта по компонентам:
Al2O3 = 987,95 кг
Fe2O3 = 410,14 кг
SiO2 = 98,42+0,078= 98,5 кг
S = 15,43 кг
CaO = 63,62+41,6 =105,22 кг
CO2 = 55,96+0,194= 56,154 кг
TiO2 = 61,75 кг
ППП = 214,2+1,39= 215,59 кг
ПР =7,72+5,38 =13,1 кг
H2O = 217,4
Итого
3.6.Расчет материального баланса мокрого размола:
3.6.1. Количество Al2O3 , перешедшего в раствор после выщелачивания,
при химическом выходе = 88%.
Al2O3 = 988 х 0,88 = 869,44
3.6.2. Количество Al2O3 , перешедшее в шлам:
Al2O3 = 988 – 869,44 = 118,56
3.6.3. Количество Na2Oк , необходимое для выщелачивания до αк = 1,6
Na2Oк = 869,44 х 1,6 х 62/102 = 845,57
Где 62 и 102 – молярные массы Na2Oк и Al2O3 соответственно.
3.6.4. Определим химические потери Na2Oк и Al2O3 принимая µкремневый раствора – 350
И процент разложения = 52
Количество Al2O3 в растворе:
Al2O3 = 869,44/0,52 = 1672
Количество SiO2 оставшегося в растворе:
SiO2 р-р = 1672/350 = 4,77
Количество SiO2 перешедшего в шлам:
SiO2 шл. =81,7– 4,77 = 76,93
Потери в составе:
Na2O Al2O3 1,67 SiO2 2 H2O
62 102 1,67 60 2 18
Al2O3 = (76,93 х 102)/(1,67 х 60) = 78,31
Na2O = (76,93 х 62)/(1,67 х 60) = 47,60
H2O = (76,93 х 36)/(1,67 х 60) = 27,62
Потери в составе CaO SiO2
56 60
CaO = (105,22 х 56)/60 = 98,2
Потери в составе 3CaO Al2O3 6H2O
CaO = 105,22 – 98,2 = 7,02
Al2O3 = (7,02 х 102)/(3 х 56) = 4,27
H2O = (49,44 х 108)/(3 х 56) = 31,74
Декаустификация NaOH карбонатами сырья:
CaCO3 + 2NaOH --- Na2CO3 + Ca(OH)2
CO2 Na2O
44 - 62
63,62 - Na2O
Na2O = (55,96 х 62)/44 =78,85
В составе сульфатов, если связывается 20% серы:
Na2O + SO3 = Na2SO4
62 - 32
Na2O = (62 х 0,2 х 15,43)/32 = 5,98
Определим количество невыщелаченного глинозема
Al2O3 = 118,56 – (78,31 + 4,27 ) = 35,98
(см. п. 3.6.2.)
H2O = (18 х 35,98)/102 = 6,35
Количество Al2O3 увлекаемое в содовый раствор:
300 - 100
64,79 - Х
Х = (78,85 х 100)/300 = 26,28
Na2Oк = 26,28
Определим общее щелочное число:
Na2O = 845,56 + 53,14 х 0,6 + 78,85 + 26,28 + 4,4 + 3,8 =990,774
53,14 х 0,6 – 40% Na2O из состава красного шлама регенерируется
(см. п. 3.6.3., 3.6.4., 1.8.)
3.6.5. Определяем оббьем оборотного раствора:
Vо = 990,774/0,608 х 140 х 1,91 = 6,09м3
1,91 = 3,56 – 1,65
3.6.6. Определяем
оборотный раствор по
Na2Oк =
6,09 х 302
Na2Oу=
6,09 х 22
CO2 = 6,09 х 15,6
Al2O3 =
6,09 х 140
SiO2 = 6,09 х 0,85
Масса
основных компонентов
Масса оборотного раствора = 6,09 х 1444 = 8793,96
Тогда H2O = 8793,96 – 2925,94 = 5867,06
(см. п. 1.3.)
3.6.7.Количество H2O перешедшего в раствор:
2AlOOH = Al2O3 + H2O
849,44 - H2O
102 - 18
H2O = (869,44 х 18)/102 = 153,43
(см. п. 3.6.2.)
3.6.8. Сырая пульпа по компонентам:
Al2O3 = 988 + 852,6 = 1840,6 кг
Na2Oк = = 1839,18 кг
Na2Oу = = 133,98 кг
CO2 =56,154 + 95,004 = 151,158 кг
CaO = = 105,22 кг
Fe2O3 = = 424,22 кг
SiO2 = 98,5 +5,1765 = 103,68 кг
TiO2 = = 61,75 кг
ППП = = 215,59 кг
S = = 15,43 кг
ПР = = 13,1 кг
H2O = 217,4 + 5867,06 = 6084,46
Итого 10980,75 кг
Таблица 1.
Материальный баланс размола
| Приход, кг | Расход, кг |
| 1.
Боксит – 2147,1, в т.ч.:
Al2O3 = 988 кг Fe2O3 = 424,54 кг SiO2 = 98,42 кг S = 15,43 кг CaO = 63,62 кг CO2 = 55,96 кг TiO2 = 61,75 кг ППП = 214,2 кг ПР
= 7,72 кг H2O
= 217,4 2. Известь – 48,65 в т.ч.: CaO = 41,6 кг CO2 = 0,194 кг SiO2 = 0,078 кг ППП = 1,39 кг ПР
= 5,38 кг 3. Оборотный раствор – 8793,96, в т.ч.: Na2Oк = 1839,18 Na2Oу= 133,98 CO2 = 95,004 Al2O3 = 852,6 SiO2 = 5,1765 H2O
= 5867,06 |
1. Сырая пульпа – 10989,71 в т.ч.: Al2O3 = 1825,2 кг Na2Oк = 1839,18 кг Na2Oу = 133,98 кг CO2 = 151,58 кг CaO = 105,22 кг Fe2O3 = 424,54 кг SiO2 = 103,68 кг TiO2 = 61,75 кг ППП = 215,59 кг S = 15,43 кг ПР = 13,1 кг H2O
= 6084,46 |
| Итого |
|
3.7. Расчет материального баланса выщелачивания.
Принимаем, что конденсат острого пара отделяется от пульпы при сепарации.
3.7.1. Определяем SiO2 в растворе при µкремневый = 350.
SiO2 = (1825,2 – 15,46)/350 = 5,17
Где 15,46 – масса невыщелаченного глинозема (см п. 3.6.4.)
3.7.2. Определяем шлам по компонентам:
Al2O3 = 118,57 кг
Fe2O3 = 424,54 кг
SiO2 = 98,51 кг
TiO2 = 61,75 кг
Na2O =53,58 кг
CaO =105,22 кг
ППП =118,8 кг
S =15,43 кг
ПР = 13,1 кг
Итого 1009,5кг
(см. п. 3.2., 3.3., 3.5., 3.6.2., 3.6.4., 3.6.7., 3.6.8.)
3.7.3. Определим варёную пульпу по компонентам:
Al2O3 = 1706,63 кг
Na2Oк = 1706,75 кг
Na2Oу = 212,83 кг
CO2 =151,158 кг
SiO2 =5,17 кг
H2O =6181,25 кг
Итого 9963,788
(см. п. 3.6.4., 3.6.8.)
Определим каустический модуль полученного раствора:
α к = (1706,75 /1706,63) х 1,645 = 1,645
Vпульпы = Vоб + Vтв
Vтв =2195,684/3500 = 0,627 м3 , где
Vтв = 2195,684 = масса боксита + масса извести (см. табл. 1)
Vпульпы =6,09+0,627=6,717
Таблица 2
Материальный баланс выщелачивания
| Приход, кг | Расход, кг |
| 1.
Сырая пульпа – 10989,71 в т.ч.:
Al2O3 = 1825,2 кг Na2Oк = 1839,18 кг Na2Oу = 133,98 кг CO2 = 151,58 кг CaO = 105,22 кг Fe2O3 = 424,54 кг SiO2 = 103,68 кг TiO2 = 61,75 кг ППП = 215,59 кг S = 15,43 кг ПР = 13,1 кг H2O = 6084,46 |
1.Вварёная пульпа
– 9963,78 в т. ч.:
Al2O3 = 1706,63 кг Na2Oк = 1706,75 кг Na2Oу = 212,83 кг CO2 =151,158 кг SiO2 =5,17 кг H2O = 6181,25 кг 2. Шлам - 1009,5, в т.ч.: Al2O3 = 118,57 кг Fe2O3 = 424,54 кг SiO2 = 98,51 кг TiO2 = 61,75 кг Na2O = 53,58 кг CaO = 105,22 кг ППП = 118,8 кг S = 15,43 кг ПР
= 13,1 кг
|
| Итого |
10989,71 кг |