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
Где 399,65 = 313,96 + 85,69
211,82 = 166,398 + 45,42
75,81 = 160,5 – 85,69
1322,087 = 1367,507 – 45,42
4.7.Расчет материального баланса фильтрации и сгущения:
4.7.1.Масса твёрдой фазы – 609 кг.
4.7.2. При влажности гидроксида 16% увлекается с фильтром раствора:
609 х 0,16 = 97,44 кг
При γ = 1,20 т/м3 объем раствора V = 97,44/1200 = 0,081 м3
Увлеченный раствор по компонентам:
Al2O3 = 0,081 х 55 = 4,46 кг
Na2O = 0,081 х 120 = 9,72 кг
H2O = 97,44 – 14,18 = 83,26 кг
В том числе увлекаемый продукцией:
Al2O3 = 4,46 – 3,52 = 0,94 кг
Na2O = 9,72 – 7,68 = 2,04 кг
H2O = 83,26 – 65,62 = 17,64 кг
4.7.3.Состав продукции во второй стадии:
Твердая часть:
Al2O3 = 85,69 кг
H2O =45,42 кг
Раствор:
Al2O3 = 0,94
Na2O = 2,04
H2O = 17,64
Объем жидкой части продукции:
V = 0,081 – 0,064 = 0,017 м3.
Вторая стадия фильтрации вместе с продукцией ветви Байера.
4.7.4.Определяем количество Na2Oк декаустифицировавшегося при декомпозиции.
% соды в маточнике 1,3.
Na2Oу = 163,76 х 0,013 = 2,13 кг
С ним связано СО2 :
СО2 = (2,13 х 44)х62 = 1,51 кг
4.7.5. Определяем компоненты маточного раствора:
Al2O3 = 70,35 кг
Na2Oк = 151,914 кг
Na2Oу =2,13 кг
СО2 =1,51 кг
S = 3,05 кг
H2O = 1238,827 кг
Итого 1467,781 кг
4.7.6.Определяем объем маточного раствора:
V = 1,483 – 0,251 – 0,081 = 1,151 м3
Где 0,251 = 609/2430
Таблица 14.
Материальный баланс сгущения и фильтрации.
| Приход | Расход |
| 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 2.СО2 из воздуха – 1,51 кг |
1. Затравка –
557,215 кг в т.ч.:
1.1.Твердая часть – 480,358 кг в т.ч.: Al2O3 =313,96 кг H2O = 166,398 кг 1.2.Жидкая часть – 76,861 кг в т.ч.: Al2O3 = 3,52 кг Na2Oк = 7,684 кг H2O = 65,657 кг 2.Продукция – 151,73 кг в т.ч.: 2.1.Твердая часть – 131,11 Al2O3 = 85,69 кг Na2Oк = 45,42 кг 2.2.Жидкая часть – 20,62 Al2O3 = 0,94 кг Na2O = 2,04 кг H2O = 17,60 кг 3.Маточный раствор – 1467,781 кг в т.ч.: Al2O3 = 70,35 кг Na2Oк = 151,914 кг Na2Oу = 2,13 кг СО2 = 1,51 кг S = 3,05 кг H2O = 1238,827 кг |
| итого 2176,73 кг | 2176,73 кг |
4.8.Расчет материального баланса выпарки.
Определяем потери Na2О и Al2O3 с сульфатами.
Принимаем, что сера уходит из растворов полностью.
Заводской анализ сульфатов:
Na2 SO4 – 70%
Na2 СO3 – 20%
Al2O3 – 10%
4.8.1. Потери Na2O и Na2 SO4
Na2Oк - Na2 SO4
62 - 32
Х - 3,05
Х = (3,05 х 62)/32 = 5,91 кг
4.8.2. Масса сульфатов
32 - 142
3,05 - х
Na2 SO4 (3,05 х 142)/32 = 13,53 кг
4.8.3.Потери Na2O с карбонатами
Na2 СO3 = (20 х 13,53)/70 = 3,87 кг
Na2Oу - Na2 СO3
62 - 106
Х - 3,87
Na2Oу = (62 х 3,87)/106 = 2,26 кг
Na2Oу = 2,26 кг
СO2 = (2,26 х 44)/62 = 1,6 кг
4.8.4.Потери Al2O3
13,53 - Na2 SO4 - 70%
Х - Al2O3 - 10%
Al2O3 = (13,53 х 10)/70 = 1,93 кг
4.8.5. Потери по компонентам:
Al2O3 = = 1,93 кг
Na2Oк = = 5,91 кг
Na2Oу = = 2,26 кг
S = = 3,05 кг
Итого 13,15 кг
4.8.6.Определяем оборотный раствор.
Объем оборотного раствора:
V = (152,914 – 8,17)/302 = 0,476 м3
Масса оборотного раствора:
Р = 0,476 х 1444 = 687,344 кг
Масса компонентов раствора:
Al2O3 = 68,42 кг
Na2Oк = 143,744
Na2Oу =2,13 кг
СО2 = 1,51 кг
Итого 215,804 кг
Масса воды в оборотном растворе: 687,344 – 215,804 = 471,54 кг.
Тогда в конденсат уйдет воды 1238,827 – 471,54 = 767,287 кг
Таблица 15.
Материальный баланс выпарки.
| Приход | Расход |
| 1.
Маточный раствор – 1467,781 кг
в т.ч.:
Al2O3 = 70,35 кг Na2Oк = 151,914 кг Na2Oу = 2,13 кг СО2 = 1,51 кг S = 3,05 кг H2O = 1238,827 кг |
1.Оборотный
раствор - 687,344 кг в т.ч.:
Al2O3 = 68,42 кг Na2Oк = 143,744 Na2Oу = 2,13 кг СО2 = 1,51 кг H2O = 471,54 кг 2.Сульфат – 13,15 кг в т.ч.: Al2O3 = 1,93 кг Na2Oоб = 8,17 кг S = 3,05 кг 3.Конденсат – 767,287 кг |
| Итого 1467,781 кг | 1467,781 кг |
4.9.Расчет материального баланса фильтрации продукции.
4.9.1.На вторую стадию фильтрации поступает продукционный гидроксид с увлекаемым раствором:
Из ветви Байера:
Твердая часть:
Al2O3 = 909,66 кг
H2O = 473,18 кг
Fe2O3 = 0,1 кг
SiO2 = 0,12 кг
Итого = 1383,06 кг
Раствор:
Al2O3 = 12,58 кг
Na2Oк = 26,94 кг
Na2Oу = 3,625 кг
CO2 = 2,31 кг
H2O = 202,82 кг
Итого = 247,915 кг
V = 0,2 м3
Из ветви спекания:
Твердая часть:
Al2O3 = 85,69 кг
H2O = 45,42 кг
Итого 131,11 кг
Жидкая часть:
Al2O3 = 0,94 кг
Na2O = 2,04 кг
H2O = 17,60 кг
Итого 20,58 кг
V = 0,02 м3
4.9.2.Определяем массу твердой фазы:
1383,06 + 131,11 = 1514,17 кг
4.9.3.Объем твердой фазы:
V = 1514,17/2430 = 0,623 м3
4.9.4.Объем жидкой фазы 0,2 + 0,02 = 0,22 м3
Состав жидкой фазы:
Al2O3 = 13,52 кг
Na2Oк = 28,98 кг
Na2Oу =3,265 кг
CO2 = 2,31 кг
H2O = 220,42 кг
Итого 268,495 кг
4.9.5.На вторую
стадию подается пульпа с
Определим объем пульпы на второй стадии:
V = 1514,17/900 = 1,682 м3
Требуется жидкость на репульпацитю:
1,68 – (0,623 + 0,22) = 0,837 м3
На репульпацию даем горячую воду.
Объем жидкой фазы после репульпации:
V = 0,837 + 0,22 = 1,057 м3
Состав жидкой фазы после репульпации:
Al2O3 =13,52 кг
Na2Oк =28,98 кг
Na2Oу = 3,265 кг
CO2 =2,31 кг
H2O = 1057,42 кг
4.9.6.Определим состав жидкой фазы, увлекаемой со второй стадии с продукцией с учетом фильтрата второй стадии:
Al2O3 = 1,76 кг
Na2Oк = 5,46 кг
Na2Oу = 0,245 кг
CO2 = 0,18 кг
H2O = 215,85 кг
V = 0,217 м3
4.9.7.При второй стадии фильтрации репульпируем продукционный гидроксид фильтратом кальцинации до 900 кг/м3 твердого и отправляем на прокалку.
Состав фильтрата кальцинации:
Al2O3 = 9 г/дм3
Na2Oк = 22 г/дм3
Na2Oу = 2 г/дм3
CO2 = 1,4 г/дм3
γ = 1,030
На репульпацию требуется 0,85 м3 фильтрата
Фильтрат кальцинации по компонентам:
Al2O3 = 7,533 кг
Na2Oк =18,414кг
Na2Oу =1,674 кг
CO2 =1,1718 кг
H2O = 846,26 кг
Итого 875,0528 кг
Определяем состав жидкой фазы, откачиваемой в кальцинацию:
V = 0,217 + 0,837 = 1,054 м3
Al2O3 = 9,293 кг
Na2Oк = 23,874 кг
Na2Oу = 1,919 кг
CO2 = 1,3518 кг
H2O = 1062,11 кг
Содержание:
Na2Oоб = 23,874 + 1,919 = 25,793 кг
Концентрация:
С Na2Oоб = 25,793/1,11 = 23,237 кг/м3
Выход в товарную продукцию (согласно ГОСТ):
Al2O3 = 988 кг
Na2O = 4,4 кг
SiO2 = 0,12 кг
Fe2O3 = 0,1 кг
CO2 = 7,38 кг
Итого 1000 кг
Определим потери в кальцинации:
Al2O3 тв = 7,35 кг
Al2O3 ж =1,919 кг
Na2O = 1,305 кг
CO2 =0,18 кг
Итого 10,754 кг
Где 995,35 = 909,66 + 85,69
Таблица 16.
Материальный баланс фильтрации продукции.
| Приход, кг | Расход, кг |
| 1.Продукционный
гидроксид 1527,73
Al2O3 – 995,35 H2O – 532,16 SiO2 - 0,12 Fe2O3 -0,1 2.Влага – 268,495 Al2O3 – 13,52 Na2O к – 28,98 Na2Oу - 3,265 CO2- 2,31 H2O – 220,42 3.Фильтрат кальцинации – 874,81 Al2O3 – 7,533 Na2O к – 18,414 Na2Oу - 1,674 CO2- 1,1718 H2O – 846,26 4.Конденсат 837 |
1.Продукционный
гидроксид 1751,225
1.1Твердая часть 1527,73 Al2O3 – 995,35 H2O – 532,16 SiO2 - 0,12 Fe2O3 -0,1 1.2Жидкая часть 223,495 Al2O3 – 1,76 Na2O к – 5,46 Na2Oу - 0,245 CO2- 0,18 H2O –215,85 2.Фильтрат на репульпацию 874,81 Al2O3 – 7,533 Na2O к – 18,141 Na2Oу - 1,674 CO2- 1,1718 H2O – 846,26 3.Фильтрат 2-й стадии – 882 Al2O3 – 11,76 Na2O к – 23,52 Na2Oу - 3,02 CO2- 2,13 H2O – 841,57 |
| итого 3508,2778 кг | 3508,2778 кг |