два прийоми.
При температурі 225оС з молекули Al (OH) 3 видаляється дві молекули води:
2Al (OH) 3=2AlOOH + 2H2O (11)
іліO3 · 3H2O=Al2O3 · H2O + 2H2O (12)
При температурі 500 оС видаляється остання волога:
2AlOOH =? · Al2O3 + H2O (13)
іліO3 · H2O =? · Al2O3 + 2H2O (12)
? · Al2O3 володіє великою гігроскопічністю, тому його нагрівають до 1200 оС, при якій протікає перетворення:
? · Al2O3 =? · Al2O3 (13)
Ця температура є звичайною для процесу кальцинації, оскільки забезпечує не тільки повне видалення гідратної вологи, але і достатню негігроскопічна продукту при його тривалому зберіганні. Не весь глинозем перетворюють на?-модифікацію. У прожарений глиноземі міститься близько 15 - 25%? · Al2O3, а решта -? · Al2O3. Це пов'язано з тим, що глинозем? · Al2O3 знижує швидкість розчинення в розплавленому електроліті алюмінієвої ванни.
Процес кальцинації здійснюється в обертових печах діаметром 4,5 м і довжиною до 110 м. Піч викладена зсередини шамотною кірпічoм. В якості палива для нагрівання шихти можуть бути використані мазут і природний газ. Рух шихти в печі здійснюється назустріч гарячим газам від горіння палива.
Вихідні з печі димові гази забирають до 50-60% глинозему. Пил вловлюється системою пиловловлювання, змішується з сирим глиноземом і повертається на кальцинації. Гарячий глинозем після вивантаження з печі потрапляє в холодильник, що представляє собою похилу обертову трубу, зрошувану зовні водою. Готовий глинозем вивантажується з холодильника і транспортується в цех електролізу глинозему. Спрощена схема переробки за способом Байєра приведено малюнку 4.
Малюнок 4 Спрощена технологічна схема виробництва глинозему за способом Байєра
3. Отримання глинозему способом спікання
Спосіб спікання заснований на перекладі оксиду алюмінію з бокситу в водорозчинний алюмінат. В якості реагенту служить сода, яка значно дешевша лугу, але менш активна. Тому для утворення алюмінату натрію потрібно значно більш висока температура, яка недосяжна у водних розчинах. Спрощена схема виробництва глинозему способом спікання приведено малюнку 5.
Рисунок 5 Спрощена технологічна схема виробництва глинозему за способом спікання
Шихта для процесуспікання складається з бокситу, соди, вапняку або вапна. Після великого дроблення боксит і вапняк подрібнюють у кульових млинах в середовищі оборотного содового розчину. Сюди ж додають свіжу соду. З млинів пульпу випускають в басейни з мішалками, де коригується і контролюється її складу. Шихта в піч подається у вигляді пульпи, що містить 40% вологи. За рахунок згоряння палива в гарячій зоні печі температура підтримується в межах 1200-1300оС.
При 900оС енергійно розкладається вапняк по реакції:
CaCO3=CaO + CO2 (14)
При нагріванні до 1100оС оксид кальцію взаємодіє з кремнеземом, пов'язуючи його в силікат:
СaO + SiO2=Ca2SiO4 (15)
Основна реакція спікання - освіти алюмінату натрію починається приблизно при 700 оС і завершується при температурі 1200 оС:
Al2O3 + Na2CO3=2NaAlO2 + CO2 (17)
Одночасно сода реагує з оксидом заліза і кремнеземом:
Na2CO3 + Fe2O3=2NaFeO2 + CO2 (18) CO3 + SiO2=Na2SiO3 + CO2 (19)
Спікання боксіто- содо - вапняної шихти ведуть в трубчастих обертових печах (Малюнок 6).
- трубчаста піч; 2-форсунка для розбризкування пульпи; 3-холодильник для охолодження спека
Малюнок 6 Піч для мокрого спікання бокситів
В якості палива можуть бути використані мазут, природний газ або кам'яновугільна пил. Залежно від температури гарячих топкових газів і фізико-хімічних перетворень, що відбуваються в шихті, по довжині піч може бути умовно розділена на чотири зони.
Зона сушіння та зневоднення знаходиться у верхній холодній частині пічного барабана. Тут температура топкових газів становить 200-700оС, а температура шихти 20-300оС. У цій зоні з шихти видаляється волога.
Зона кальцинації має температуру топкових газів від 700 до 1250оС, а шихти - 300-900оС. Тут відбувається повне розкладання вапняку.
Зона спікання має найвищу температуру газів порядку 1600-1650оС, а шихта - 1200-1250оС. У цій зоні завершується процес спікання шихти і повні...
