Выщелачивание бокситов в условиях ПАЗа

Заполнение на 75 %, 403,2 м

ч – продолжительность пребывания пульпы, с.

При высоте 12 м необходимое число

h = H/h = 403,2/12 = 34 мешалки

3.8.1. Расчет теплоизоляции

К теплоизоляционным относятся материалы, коэффициент теплопроводности которых не превышает 0,23 вТ/м.о С в пределах температур 50-100о С. Известно много природных материалов, отвечающих этому требованию, например, асбест, слюда, торф, земля, пробка, дерево, опилки, каменный уголь. Иногда материалы применяют в качестве тепловой изоляции в естественном виде, но чаще материалы готовят искусственно – либо смешивают в опреде-ленных пропорциях. В качестве теплоизоляционных материалов используют отходы производства. Так, шлаковая вата является продуктом грануляции шлаков металлургических печей и широко применяется в качестве теплоизоляционного материала. Широко применяется также асбослюда (смесь асбеста и слюдяной щелочи), зополит – продукт прокалки слюды при 700-800о С, совелит, асбозурит и др.

Исходные данные: температура теплоносителя tт = 100о С, температура окружающей среды to = 30о С, характер изоляции – двухслойная.

                            - толщина изоляции для асбозурита

              где     34 – число мешалок

                   502,4 – поверхность одной мешалки, м2

                     2,93 – коэффициент изоляции

ан = 9,42 + 0,045 (tн – tо)

ан = 9,42 + 0,045 (45 –30) = 10,095

Отсюда

Обычно после нанесения изоляционного слоя по нему проводится штукатурка из асбозуритовой мастики а затем обклейка изоляции тканью. Толщину покровного слоя принимаем 10 мм.

3.8.2. Расчет теплового баланса

Приход тепла

На выщелачивание поступает сырая пульпа, температура которой поддерживается подачей острого пара.

Qприход = Qпара + Qсырой пульпы

Q = m . c . t

где m – масса вводимой пульпы, кг

       с – удельная теплоемкость, кДж/мо . оС

       t – температура.

Qпульпы = 0,85 . 95 . 17192,3 = 1388278 кВт

Qпара = 7575200 кДж

Qприход = 2145478 кДж

Расход тепла

В результате выщелачивания получатся красный шлам и жидкая фаза пульпы, алюминатный раствор.

m – красного шлама

m – жидкая фаза

Температура красного шлама

t = 80о С,   с = 0,79

Температура жидкой фазы

              t = 90о С,   с = 0,79

Qкр.ш. = 0,79 . 80 . 1394,79 = 88150 кДж

Qж.ф. = 90 . 0,79 . 16449,79 = 1169580 кДж

Qкр.ш. + Qж.ф. = 1257730 кДж

Определяем потери в окружающую среду. Принимаем из двух слагаемых потери в окружающую среду и через неизолированную часть и трубопроводы и равна

Qокр.ср. = 887748 кДж

Сводим все данные в таблицу 8.

Таблица 8 – Тепловой баланс

3.9. Автоматизация технологического
процесса

              Краткая характеристика технологического процесса как

         объекта регулирования

В данном проекте разработана функциональная схема авто-матизации процесса выщелачивания высококремнистого боксита.

Основной технико-экономический эффект от автоматизации производственных процессов глиноземного производства заключа-ется в повышении качества продукции, увеличении производитель-ности труда и оборудования, уменьшении удельного расхода сырья, щелочи, топлива, электроэнергии на тонну глинозема и улучшении условий труда.

Наряду с общепромышленными типовыми системами автома-тического регулирования в глиноземном производстве применяется ряд специализированных систем управления, разработанных с учетом специфических особенностей процессов и аппаратов пиро- и гидрометаллургических процессов.

К таким особенностям следует в первую очередь отнести малые скорости протекания большинства процессов, большие емкости аппаратов, зависимость динамических параметров объектов управления от изменений потоков и технических режимов, сложность автоматического контроля многих важных параметров, характеризующих ход технологических процессов.

В тех случаях, когда контроль основного выходного параметра затруднен или невозможен, в системах автоматического управления потоков и качества всех основных видов сырья и энергии с ручной или полуавтоматической коррекцией. Иногда в качестве коррек-тирующего импульса в таких системах используются результаты автоматического контроля некоторых косвенных показателей, характеризующих качество выходного показателей, характери-зующих качество выходного продукта.

Примером системы управления с коррекцией по косвенному показателю может служить система автоматизации мокрого размола в шаровых мельницах.

В целях достижения высокой точности и устойчивости систем автоматизации автоматического управления процессов в некоторых случаях ведется с помощью комбинированных и двухкаскадных систем автоматизации регулирования. В этих системах первых каскадов стабилизирует основные возмущающиеся факторы на входе объекта регулирования или поддерживает определенное соот-ношение этих величин

Второй каскад, получающий импульсы непосредственно от регулируемой величины на выходе объекта, измеряет задание первому каскаду регулирования, если работа первого каскада не обеспечивает стабилизации регулируемой величины.

Описание функциональной схемы

Для автоматизации процесса выщелачивания боксита выбран программируемый микропроцессорный контролер Simamik S 7-300 фирмы Simens. Контролер позволяет измерить и преобразовать поступающую от измерительных преобразователей контрольную информацию, вырабатывать управляющие воздействия и осуществ-лять взаимодействие и обмен информацией с оператором техни-ческого объекта управления через панель.

Для контроля температуры в мешалках выбран термопреобра-зователь сопротивления ТСП-21 (поз. 1а, 2а), сигнал с которого поступает на модуль ввода аналоговых сигналов АЕ контролера.

Для контроля давления сжатого пара выбран манометр элект-рический дифтрансформаторный типа МЭД (поз. 3а, 4а) с норми-рующим преобразователем типа НП-П(3).

Для регулирования уровня пульпы в мешалке выбран автома-тический регулятор типа РУПФ управляющего воздействия на каналы с мембранным исполнительным механизмом типа МИМ.

Для контроля расхода пульпы установлен индукционный рас-ходомер ИР 61 (поз. 11а – 22а) с датчиком типа ИУ-61, сигнал которого поступает на модуль ввода аналоговых сигналов АЕ контролера.

Для регулирования расхода с выхода модуля аналогового сигнала ДА поступает на выход которого УП-5300 на выход подключен электрический исполнительный механизм типа КДУ-1 (поз. 25б-32б). Аналогично регулируется расход пара, целлюлозы.

Для контроля плотности пульпы установлен радиоизотопный плотномер типа ПР-1014И (поз. 23а, 24а), сигнал с которого посту-пает на модуль ввода аналоговых сигналов АЕ контролер.

IV. ОХРАНА ТРУДА

4.1. Анализ опасных производственных
факторов

Основными производственными факторами проектируемого цеха являются щелочи, аэрозоли, влажность, шум. Наличие обшир-ных теплоотдающих поверхностей и неполная герметичность отде-ления узлов аппаратурной щелочи и трубопроводов обуславливает поступления в атмосферу здания, участка большого количества тепла, влажности и аэрозолей и щелочей с жидкой фазой.

Относительная влажность воздуха в зонах обслуживания батарей в переходный период года составляет в среднем 22-42 %, а в помещении сгустителей 28-51 %.

Наличие теплопроводимости в многочисленном аппарате и период пролива раствора обуславливается поступлением щелочных аэрозолей в твердом виде.

В воздухе помещений могут содержаться как в жидкой, так и в твердой форме.

Главным источником шума являются электродвигатели обору-дования и механизмы вращения.

Вышеперечисленные вредности являются возможной причи-ной профессиональной болезни, в частности заболевания верхних дыхательных путей, хронический бронхит.

NaOH – едкий натр – действует на ткани прижигающим обра-зом. При попадании растворов на слизистую оболочку образуется отмирание кожи. После ожогов остаются рубцы.

При постоянной работе с растворами высокой концентрации и температуры часто появляются язвы на пальцах рук и размягчение рогового слоя, состояние кожи, известное под названием «руки прачек». Ногти становятся тусклыми, отделяются от ногтевой кожи. Опасно даже попадание в глаза самых малых количеств NaOH. Исходом может быть слепота.

Na2CO3 – карбонат натрия. При работе с ним наблюдается появление слизистой массы. Вдыхание их может вызвать раздраже-ние дыхательных путей. При длительной работе с ним возможны экземы, разрыхление кожи.

Al2O3 – оксид алюминия. При вдыхании пыли или дыма алю-миния поражаются в основном легкие. Заболевание называется алюмикозом или «алюминиевой лейкемией». У рабочих сухим способом описаны случаи неврита сухого нерва.

После попадания алюминия в глаза – омертвление роговины. Иногда на носу появляются угри, экзема, дерматит. ПДК для пыли 0,9 мг/м3.

СО – при вдыхании небольших концентраций появляется тяжесть и ощущение сдавливания, сильная боль во лбу, в висках, тошнота, рвота, учащение пульса.

Больше всего страдает центральная нервная система. По мере развития человек постоянно теряет способность рассуждать. Затем нарушается функция и расстраивается координация движений. В тя-желых случаях возникает паралич мозговых нервов. ПДК–20 мг/м3.

Предельно допустимые концентрации ядовитых газов, паров, пылей и других аэрозолей в воздухе рабочих помещений, мг/м3:

- аммиак                                          - 20

- ацетон                                          - 200

- бензин топливный              - 100

- серная кислота                            - 1

- хлор                                          - 1

Пыли и аэрозоли

-         Пыль, содержащая 70 % свободного SiO2 в виде кристал-лической модификации – 1;

-         Пыль стеклянного и минерального волокна – 3;

-         Пыль угольная, содержащая до 10 % свободной SiO – 4;

Аэрозоли металлов, металлоидов и их соединения

-         Al  окись алюминия, сплавы, Al – 6;

-         W и его соединения;

а) дым 5 окиси W – 0,1;

б) пыль 5 окиси W – 0,5;