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
Итого 195,913 кг
Na2 СO3 = Na2O + CO2
4.1.9.Расход известняка:
На связание оксида CO2 х TiO2 :
56 – 80
Х – 7,70
Х = CaO = 5,4 кг
4.1.10.Состав оборотного белого шлама:
SiO2 = 5,0 кг
Na2O = 3,1 кг
Al2O3 = 5,1 кг
H2Oпр = 1,8 кг
4.1.11.Определяем состав шихты после размола:
Al2O3 =205,69 кг
Fe2O3 =76,04 кг
SiO2 = 42,40 кг
CO2 = 108,6 кг
CaO = 84,20 кг
TiO2 = 7,7 кг
S = 3,10 кг
ППП =106,2 кг
Na2Oк = 30,5 кг
Na2Oу = 138,84 кг
ПР = 24,82 кг
Итого: 826,99
Масса сухих компонентов - 826,99 кг
При влажности шихты 36% требуется воды:
H2O = 465,18 кг
С учетом воды в боксите и содовом растворе нужно ввести воды = 210,62 кг
Таблица 9.
Материальный баланс подготовки шихты.
| Приход | Расход |
| 1.
Боксит – 390 кг в т.ч.:
Al2O3 = 185,25 кг Fe2O3 = 76,04 кг SiO2 = 34,78 кг CO2 = 10,10 кг CaO = 15,52 кг TiO2 = 7,7 кг S = 3,10 кг ППП = 39,01 кг ПР = 2,51 кг H2O = 15,99 кг 2.Сода кальцинированная – 311,032 кг в т.ч.: Na2O = 55,34 кг CO2 = 40,05 ППП = 3,51кг ПР = 1,512 кг H2O = 210,62 кг 3.Содовый раствор – 425,804 кг в т.ч.: Al2O3 = 15,34 кг Na2Oк = 27,4 кг Na2Oу = 82,4 кг CO2 = 57,91 кг H2O = 242,754 кг 4.Известняк – 154 кг в т.ч.: CaO = 68,68 кг SiO2 = 2,62 кг ППП = 61,91 кг ПР = 21,79 кг 5.Белый шлам – 15 кг в т.ч.: SiO2 = 5 кг Al2O3 = 5,1 кг Na2O = 3,1 кг H2O = 1,8 кг |
1.Шихта –
1291,81 кг в т.ч.:
Al2O3 = 205,69 кг Fe2O3 = 76,04 кг SiO2 = 42,40 кг CO2 = 108,06 кг CaO = 84,20 кг TiO2 = 7,7 кг S = 3,10 кг ППП = 106,28 кг Na2Oк = 30,3 кг Na2Oу = 138,04 кг ПР = 24,82 кг H2O = 465,18 кг |
| итого 1291,81 кг | 1291,81 кг |
4.2.Расчет материального баланса спекания
4.2.1.Определяем состав спека, если потери при спекании – 1,5% :
Al2O3 = 202,6 кг
Fe2O3 = 74,90 кг
SiO2 = 41,764 кг
CaO = 82,937 кг
TiO2 = 7,58 кг
S = 3,05 кг
Na2Oк =165,81 кг
ПР = 24,45 кг
Итого 603,091 кг
4.2.2.Потери:
Al2O3 = 2,98 кг
Fe2O3 = 1,14 кг
SiO2 = 0,636кг
CaO = 1,263 кг
TiO2 = 0,12 кг
S = 0,05 кг
Na2Oк =2,53 кг
ПР = 0,37 кг
ППП =106,2 кг
H2O =465,18 кг
CO2 =108,06 кг
Итого 688,529 кг
Таблица 10.
Материальный баланс спекания.
| Приход | Расход |
| 1. Шихта – 1291,81 кг в т.ч.: Al2O3 = 205,69 кг Fe2O3 = 76,04 кг SiO2 = 42,40 кг CO2 = 108,06 кг CaO = 84,20 кг TiO2 = 7,7 кг S = 3,10 кг ППП = 106,28 кг Na2Oк = 30,3 кг Na2Oу = 138,04 кг ПР = 24,82 кг H2O = 465,18 кг |
1.Спек – 603,54 кг в т.ч.: Al2O3 = 202,6 кг Fe2O3 = 74,90 кг SiO2 = 41,764 кг CaO = 82,937 кг TiO2 = 7,58 кг S = 3,05 кг Na2Oк = 165,81 кг ПР = 24,45 кг 2.Потери – 689,4 кг в т.ч.: Al2O3 = 2,98 кг Fe2O3 = 1,14 кг SiO2 = 0,636кг CaO = 1,263 кг TiO2 = 0,12 кг S = 0,05 кг Na2O = 2,53 кг ПР = 0,37 кг ППП = 108,06 кг H2O = 465,18 кг CO2 = 108,06 кг |
| итого 1291,81 кг | 1291,81 кг |
4.3.Расчет материального баланса выщелачивания спека.
При выщелачивании принимаем выхода –
Al2O3 = 80%
Na2O = 96%
В раствор перейдет 5 кг SiO2 при µ кремневый раствора = 33.
Определяем состав алюминатного раствора:
Al2O3 = 162,08 кг
Na2O = 159,18 кг
SiO2 =5 кг
S =3,05 кг
Итого
Определяем объем полученного алюминатного раствора, если концентрация по
Al2O3 = 125 г/дм3
V = 162/125 = 1,296 м3
γ= 1,260 кг/м3
масса раствора: 1,296 х 1260 = 1632,96 кг.
Тогда нужно воды на выщелачивание: H2O = 1303,65 кг
Воды для удаления шлама:
273,781 х 4 = 1095,124 кг ,где
603,091 – 329,31 = 273,781 кг
Определяем состав шлама:
Al2O3 = 40,6 кг
Fe2O3 =74,90 кг
SiO2 = 36,764 кг
CaO = 82,937 кг
TiO2 = 7,58 кг
S = 0 кг
Na2Oк = 6,63 кг
ПР =24,45 кг
Итого 273,861 кг
Таблица 11.
Материальный баланс выщелачивания спека.
| Приход | Расход |
| 1.Спек
– 603,54 кг в т.ч.:
Al2O3 = 202,6 кг Fe2O3 = 74,90 кг SiO2 = 41,764 кг CaO = 82,937 кг TiO2 = 7,58 кг S = 3,05 кг Na2Oк = 165,81 кг ПР = 24,45 кг 2.Вода – 1303,65 кг. 3.Пр. воды – 1095,124 кг |
1.Алюминатный
раствор – 1632,96 кг в т.ч.:
Al2O3 = 162,08 кг Na2Oк = 159,18 кг SiO2 = 5 кг S = 3,05 кг H2O = 1303,65 кг 2. Шлам – 273,84 кг в т.ч.: Al2O3 = 40,6 кг Fe2O3 =74,90 кг SiO2 = 36,764 кг CaO =82,937кг TiO2 =7,58 кг S = 0 кг Na2Oк = 6,68 кг ПР = 24,45 кг 3.Подщламовая вода – 1095,124 |
| итого 3001,865 кг | 3001,865 кг |
4.4.Расчет материального баланса обескремнивания.
Принимаем, что конденсат греющего пара испаряется при сепарации.
Выход компонентов в шлам.
Считаем, что весь кремнезем связывается.
Na2O х Al2O3 х 1,67 х SiO2 х 2 H2O
62 102 1,67 60 36
Na2O = 5 х 62 / 1,67 х 60 = 3,1 кг
Al2O3 = 5 х 102 / 1,67 х 60 = 5,1 кг
H2O = 5 х 36 / 1,67 х 60 = 1,8 кг
SiO2
=
Итого
Определяем состав алюминатного раствора:
Al2O3 = 156,98 кг
Na2Oк = 156,08 кг
S = 3,05 кг
H2O = 1301,85 кг
Итого 1617,96 кг
Таблица 12.
Материальный баланс обескремнивания.
| Приход | Расход |
| 1.Алюминатный раствор – 1632,96 кг в т.ч.: Al2O3 = 162,08 кг Na2Oк = 159,18 кг SiO2 = 5 кг S = 3,05 кг H2O = 1303,65 кг |
1.Алюминатный раствор – 1617,96 кг в т.ч.: Al2O3 = 156,98 кг Na2Oк = 156,08 кг S = 3,05 кг H2O = 1301,85 кг 2.Белый шлам – 15 кг в т.ч.: Al2O3 = 5,1 кг Na2О = 3,1 кг SiO2 = 5 H2O = 1,8
|
| итого 1632,96кг | 1632,96 кг |
4.5.Расчет материального баланса вакуумного охлаждения.
Расчет вакуумного охлаждения ведем по тем же параметрам, что и для ветви Байера.
Количество упаренной воды составит:
Тв = (1617,96 х 0,98 х 0,88 х 30)/556 = 75,28 кг
75,28 / 1000 ~ 0,0752 м3
Масса полученного раствора: Р = 1617,96 – 75,28 = 1542,68 кг
V = 1,296 – 0,075 = 1,221 м3
Определим концентрацию алюминатного раствора:
С Al2O3 = 126,291 г/дм3
С Na2O = 125,6 г/дм3
α к = 1,63
4.6.Расчет материального баланса декомпозиции.
4.6.1. α к спекания оборотного раствора – 3,6.
4.6.2.Определим количество затравочного гидроксид при З.О. = 2,0:
Al2O3 = 313,96 кг
Al(OН)3 = 480,358 кг
H2O = 166,398 кг
4.6.3.При влажности 16% увлекается с фильтром раствор:
480,358 х 0,16 = 76,85728 кг
Концентрация увлеченного раствора:
Na2O = 120 г/дм3
Al2O3 = 55 г/дм3
γ= 1,2 т/м3
Объем увлекаемого раствора: V = 76,85728/1200 = 0,06404 м3
4.6.4. Раствор по компонентам:
Al2O3 = 3,5226 кг
Na2Oк = 7,6848 кг
H2O = 65,65728 кг
4.6.5.Определяем
состав жидкой фазы на
Al2O3 = 160,5026 кг
Na2Oк = 163,7648 кг
H2O = 1367,50728 кг
S =3,05 кг
Итого 1691,77 кг
Объем раствор: V = 1,221 + 0,0640 = 1,285 м3
Объем пульпы: 1,285 + 0,198 = 1,483 м3
480,79/2430 = 0,198
4.6.6.Определяем α к раствора:
α к = (163,764/160,5026) х 1,645 = 1,678.
4.6.7.Определяем количество Al2O3 , выпавшее в осадок:
Al2O3 = 160,5026 х (3,6 – 1,68)/3,6 = 85,69 кг
Al(OН)3 = 85,69 х 1,53 = 131,106 кг
H2O = 131,106 – 85,69 = 45,42 к
Таблица 13.
Материальный баланс декомпозиции.
| Приход | Расход |
| 1.Алюминатный раствор – 1617,96 кг в т.ч.: Al2O3 = 156,98 кг Na2Oк = 156,08 кг S = 3,05 кг H2O = 1301,85 кг 2.Затравочный гидроксид – 557,215 кг в т.ч.: 2.1.Твердая часть – 480,358 кг в т.ч.: Al2O3 =313,96 кг H2O = 166,398 кг 2.2.Жидкая часть – 76,857 кг в т.ч.: Al2O3 = 3,523 кг Na2Oк = 7,684 кг H2O = 65,657 кг |
1.Декомпозерная пульпа – 2175,221 кг в т.ч.: 1.1.Твердая часть – 611,51 кг в т.ч.: Al2O3 = 399,65 кг H2O = 211,86 кг 1.2.Маточный раствор – 1563,711 кг в т.ч.: Al2O3 = 74,81 кг Na2Oк = 163,764 кг H2O = 1322,087 S = 3,05 кг |
| итого 2175,221 кг | |