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
3.10.3. Объем увлеченного раствора с γ = 1235 кг/м3
3.10.4. Концентрация увлеченного раствора:
Al2O3 = 62,5 г/дм3
Na2Oк = 133,68 г/дм3
Na2Oу = 16,2 г/дм3
CO2 = 11,5 г/дм3
Увлекаемый раствор по компонентам:
Al2O3 = 0,7657 х 62,5 = 47,86 кг
Na2Oк = 0,7657 х 133,68 = 102,45 кг
Na2Oу = 0,7657 х 16,2 = 12,40 кг
CO2 = 0,7657 х 11,5 = 8,81 кг
H2O = 945,69 – 171,52 = 774,17 кг
Итого
3.10.5. Определяем объем затравочной пульпы:
V3 = 15,8677 м3
3.10.6. Состав жидкой фазы, поступающей на декомпозицию:
Al2O3 = 1764,79 кг
Na2Oк = 1850,19 кг
Na2Oу = 228,43 кг
CO2 = 162,098 кг
SiO2 = 5,17 кг
Fe2O3 = 0,1 кг
H2O = 19974,46 кг
Итого 22220,448 кг
Где 1014,21 – количество упаренной воды
3.10.7. Определяем α к = 1850,19/1764,78 х 1,645 = 1,725
3.10.8. Определяем количество Al2O3 , выпавшее в осадок, если α к маточного раствора – 3,56:
Al2O3 = 909,66 кг
Al2(ОН)3 = 1391,78 кг
H2O = 473,18 кг
3.10.9. Определяем компоненты твердой части:
Al2O3 = 4343,52 кг
Fe2O3 = 0,1 кг
SiO2 = 0,12 кг
H2O = 2293,13 кг
Итого 6636,87 кг
(см. п. 3.10.1.)
3.10.10. Определим Na2Oу , образующееся при декомпозиции:
Na2Oу = 1,65 кг
Количество СО2 , поглощаемое из воздуха:
СО2 = 1,65 х 44/62 = 1,171 кг
3.10.11. Определяем
маточный раствор по
Al2O3 =885,13 кг
Na2Oк = 1848,465 кг
Na2Oу = 230,155 кг
CO2 =163,269кг
SiO2 =5,05 кг
H2O =19501,28 кг
Итого 22603,349 кг
Таблица 6.
Материальный баланс декомпозиции.
| Приход | Расход |
| 1.Алюминатный
раствор – 21795,67
Al2O3- 1716,93 Na2O к – 1747,74 Na2Oу - 216,03 CO2- 153,288 SiO2 - 5,17 Fe2O3 -0,1 H2O
– 17956,41 2.Затравка – 6199,5, в т.ч.: 2.1. Твердая часть: Al2O3 =3433,86 кг H2O = 1819,95 2.2. Раствор – 945,69 кг Al2O3 = 47,86 кг Na2Oк = 102,45 кг Na2Oу = 12,40 кг CO2 = 8,81 кг H2O = 774,17 кг 3. СО2 из воздуха – 7,69 кг |
1. Декомпозерная
пульпа -5901,312 кг 1.1 Твердая часть – 6636,87 кг, в т.ч.: Al2O3 = 4343,52 кг Fe2O3 = 0,1 кг SiO2 =0,12 кг H2O = 2293,13 кг 1.2Маточный раствор – 22603,349 кг Al2O3 = 885,31 кг Na2Oк = 1848,465 кг Na2Oу = 230,155 кг CO2 =163,269кг SiO2 = 5,05 кг H2O = 19501,28
кг |
| итого 35140,36 кг | 35140,36 кг |
3.11.Расчет материального баланса сгущения и фильтрации
3.11.1. Объем маточного раствора:
V =18,23 м3
СAl2O3 = 66,08 г/дм3
(см. п. 3.10.11.)
3.11.2. При влажности отфильтрованного гидроксида = 18% увлекается раствора:
6636,87 х 0,18 = 1194,64 кг
При γ = 1,235, его объем V = 1220,97/1235 = 0,989 м3
3.11.3. Определяем
увлеченный раствор по
Al2O3 = 60,44кг
Na2Oк = 12,3846 кг
Na2Oу =15,6654 кг
CO2 = 11,1205 кг
H2O = 976,99 кг
Итого 1193,6кг
В том числе, раствор, увлекаемый продукцией (см. п. 3.10.4.)
Al2O3 = 12,58 кг
Na2Oк = 26,94 кг
Na2Oу = 3,265 кг
CO2 = 2,31 кг
H2O = 202,82 кг
Итого 247,915 кг
V = 0,2013 м3
(см. п. 3.11.2. и п. 3.10.3.)
3.11.4. Определяем количество воды, подаваемое на отмывку щелочи:
W = 44,799 кг.
3.11.5. Определяем слабый раствор по компонентам:
Al2O3 = 794,69 кг
Na2Oк = 1719,08 кг
Na2Oу = 214,49 кг
CO2 =152,15 кг
SiO2 =5,05 кг
H2O = 17592,1 кг
Итого 21409,75 кг
Таблица 7.
Материальный баланс сгущения и фильтрации гидроксида.
| Приход | Расход |
| 1.Декомпозерная
пульпа - 28263,23 кг, в т.ч.:
1.1.Жидкая часть – 21626,36 кг Al2O3 = 885,31 кг Na2Oк = 1848,465 кг Na2Oу = 230,155 кг CO2 =163,269кг SiO2 = 5,05 кг H2O = 18524,29 кг 1.2.Твердая часть - 6783,19 кг, в т.ч.: Al2O3 = 4343,52 кг Fe2O3 = 0,1 кг SiO2 =0,12 кг H2O = 2293,13 кг
|
1. Гидроксид затравочный
и продукционный
1.1.Твердая часть - 6783,19 кг, в т.ч.: Al2O3 = 4343,52 кг Fe2O3 = 0,1 кг SiO2 =0,12 кг H2O = 2293,13 кг 2.1.Увлеченный раствор – 1220,97 Al2O3 = 60,44 кг Na2Oк = 129,3846 кг Na2Oу = 15,6654 кг CO2 = 11,1205 кг H2O = 976,99 кг 2.Слабый раствор
на вакуум охлаждение – 20477, Al2O3 = 794,69 кг Na2Oк = 1719,08 кг Na2Oу = 214,49 кг CO2 = 152,15 кг H2O = 17592,1 кг SiO2 = 5,05 кг |
| итого 28308,03 кг | 28308,03 кг |
3.12.Расчет материального баланса выпарки.
3.12.1. Определяем оборотный раствор.
Объем оборотного раствора:
V = 5,601м3
Масса раствора Р = 8087,844 кг
Определим компоненты оборотного раствора:
Al2O3 = 776,24кг
Na2Oк = 1691,64кг
Na2Oу = 131,68кг
CO2 = 93,78кг
SiO2 =5,05 кг
Итого 2698,39 кг
Масса воды в оборотном растворе 5389,454
Количество упаренной воды 11960,076
Таблица 8.
Материальный баланс выпарки.
| Приход | Расход |
| 1.Слабый раствор – 21409,75 кг в т.ч.: Al2O3 = 794,69 кг Na2Oк = 1719,08 кг Na2Oу = 214,49 кг CO2 = 152,15 кг H2O = 17592,1 кг SiO2
= 5,05 кг |
1.оборотный раствор – 8330,92 кг в т.ч.: Al2O3 = 776,24 кг Na2Oк = 1691,64 кг Na2Oу = 131,68 кг CO2 = 93,78 кг H2O = 5389,454 кг SiO2
= 5,05 кг 2.Содовый раствор – 429,79 кг в т.ч.: Al2O3 = 15,34 кг Na2Oк = 27,4 кг Na2Oу = 82,4 кг CO2 = 57,91 кг H2O = 238,57 кг 3.Потери – 4,02 в т.ч.: Al2O3 = 3,11 кг Na2Oк = 0,04 кг Na2Oу = 0,41 кг CO2 = 0,46 кг 4.Конденсат –
11960,076 |
| итого 20473,54 кг | 20473,54 кг |
4.Расчет материальтериалього баланса ветви спекания.
4.1.Расчет материального баланса подготовки шихты.
4.1.1. Определяем ввод боксита : 0,15 х 2493,4 = 374,01 кг (сухого).
4.1.2. Боксит по компонентам:
Al2O3 = 374,01 х 0,4953 = 185,25 кг
Fe2O3 = 374,01 х 0,2033 = 76,04 кг
SiO2 = 374,01 х 0,0930 = 34,78 кг
CO2 = 374,01 х 0,0270 = 10,10 кг
CaO = 374,01 х 0,0415 = 15,52 кг
TiO2 = 374,01 х 0,0206 = 7,7 кг
S = 374,01 х 0,0083 = 3,10 кг
ППП = 374,01 х 0,1043 = 39,01 кг
ПР = 374,01 х 0,0067 = 2,51 кг
H2O = 100 х (374,01/95,9) – 374,01 = 15,99 кг
Итого
4.1.3.Объем содового раствора
V = 82,4/300 = 0,274 м3
Масса раствора
Р = 0,274 х 1546 =423,604
4.1.4. Содовый раствор по компонентам:
Al2O3 =15,34 кг
Na2Oк = 27,4 кг
Na2Oу = 82,4 кг
CO2 =57,91 кг
H2O = 242,754 кг
4.1.5.Определим количество Na2O , которое необходимо ввести на спекание:
Al2O3 = 122,09 кг
Fe2O3 = 29,49 кг
S = 6,01 кг
Итого 157,59 кг
При каустическом отношении = 1,05 требуется Na2O:
157,59 х 1,05 = 165,47 кг
4.1.6.Необходимо вести Na2O в виде кальцинированной соды:
Na2O = 165,47 – 109,8 = 55,67
4.1.7.Определяем ввод соды:
62 Na2O – 106 Na2 СO3
55,67 Na2O – х Na2 СO3
Х = (55,27 х 106)/62 = 95,17 кг
Сода натуральная: Na2 СO3 = 95,17/0,95 = 100,18
4.1.8.Определяем соду по компонентам:
Na2 СO3 =95,171 кг
Na2O =55,67 кг
CO2 =40,05
ППП = 3,51 кг
ПР = 1,512 кг