вход Вход Регистрация



Розрахуємо лужне число бокситу. У 100 г вихідного бокситу міститься 0,5 моль , 0,1 моль , 0,02 моль , 0,2 моль . Зі складу бокситу випливає, що при вилуговуванні в ГАСН перейде 0,05 моль , а в розчин перейде 0,50-0,05=0,45 моль або 0,45×102=45,9 г .

Для зв'язування потрібно 0,05 моль , а на видобування необхідно 0,45×1,8=0,81 моль . Тоді на 1 кг бокситу всього

 потрібно (0,05+0,81)×10=8,6 моль або 8,6×62=533,2 г . Таким чином,

лужне число даного бокситу дорівнює 533,2 г /кг бокситу.

Визначимо кількість обігового розчину, яка потрібна для вилуговування 100 г бокситу. У вихідному обіговому розчині міститься 118 г/л , яким при заданому після вилуговування =1,8 відповідає 118×1,8×62/102=129,1 г/л . Активного залишається 300-129,1=170,9 г/л. Тоді необхідна кількість обігового розчину на 100 г бокситу складає:

(533,2·100/1000):(170,9/1000)=312 мл або 1,40·312=436,8 г.

В результаті вилуговування одержимо розчин, у якому міститься:

118×312/1000=36,8 г з вихідного розчину і 45,9 г , що перейшов з бокситу, тобто всього 36,8+45,9=82,7 г ;

300×312/1000=93,6 г з вихідного розчину за втратою 0,05 моль , що перейшов у ГАСН, тобто всього 93,6-0,05×62=90,5 г ;

982×312/1000=306,4 г з вихідного розчину і 51,0×18/102=9,0 г перейшло з бокситу; скондесувалося 0,12×436,8=52,4 г водяної пари; втрачено з ГАСН 2×0,05×18=1,8 г , тобто всього в розчині 306,4+9,0+52,4-1,8 = 366,0 г .

Загальна маса розчину після вилуговування 82,7+90,5+366,0=539,2 г. Процентний склад і модуль алюмінатного розчину після вилуговування:

= 82,7×100/539,2 = 15,34 %;

= 90,5×100/539,2 = 16,78 %;

= 1,645×16,78/15,34 = 1,80.

Знаходимо густину розчину за формулою (1.7) і його об’єм:

r = 1,237 + 0,009×15,34 = 1,38 г/см3;

V = 539,2:1,38 = 391 мл.

Нанесемо склад розчину на діаграму (рис. 1) і позначимо його точкою В1. Як видно на діаграмі, склад розчину після вилуговування, обчисленого аналітичним способом, значно відрізняється від складу розчину, отриманого графічним способом (точка В). Це пояснюється тим, що вилуговуванню піддавався боксит, у якому міститься не тільки , але і кремнезем, взаємодіючий з лугом з утворенням нерозчинного ГАСН. Крім того, при вилуговуванні бокситу розчин розбавляється конденсатом водяної пари. Отже, більш простий графічний спосіб дає лише наближене значення положення точки В на відміну від точного, але більш складного аналітичного способу.

Лінія вилуговування проходить через точки А и В1 і показує, що при вилуговуванні зменшується каустичне відношення розчину. У точках за В¢ він стає нестійким при 30 °С, а в точках за В² - при 60 °С. Розчин не насичений глиноземом при 200 °С и близький до рівноважного при 95 °С.

Лінія розведення. Автоклавна пульпа після вилуговування охолоджується до 95 °С и розбавляється першою промивною водою - від промивання червоного шламу. Стійкість алюмінатного розчину від цього зменшується, так, що стає можливим виділення з нього гідрату алюмінію внаслідок гідролізу.

При побудові лінії розведення, нехтуючи втратами , потрібно врахувати, що промивної води майже те ж, що і розведеного розчину. Звідки випливає, що лінія розведення є і лінією постійних каустичних відношень. Для побудови її точку В1 потрібно з'єднати з початком координат.

З врахуванням втрат за рахунок гідролізу каустичне відношення розчину підвищиться до 1,81. Для побудови лінії розведення знаходимо координати точки Д1 розведеного розчину, що повинна лежати на промені ізокаустичного відношення 1,81.

Розведений розчин відокремлюється від червоного шламу в згущувачах при 95 °С. При цій температурі розчини трохи пересичені гідратом алюмінію, і деяка кількість гідрату (1 %) співосаджується з червоним шламом у результаті гідролізу розчину.

Після відділення від червоного шламу алюмінатний розчин піддається охолодженню і декомпозиції. Лінія розкладання (декомпозиції) будується таким способом. Проводиться лінія через точку Д1 у напрямку точки на діаграмі. Продовження цієї лінії в іншу сторону до перетину з ізотермою, що відповідає температурі розкладання розчину, і буде лінією розкладання.

Лінія розкладання перетинає ліві гілки ізотерми в точках Д” (60 °С) і Д”’ (30 °С). Цими точками позначаються склади таких рівноважних розчинів, що одержують, якщо розкладання дійшло до межі.

На практиці розчини звичайно розкладаються до каустичного відношення 3,3–3,6, після чого розкладання настільки сповільнюється, що процес припиняють, а маточний розчин направляють на випарку. Розкладання починають приблизно при 50-55 °С, а кінчають близько 45 °С. Отже, склад заводського маточного розчину знаходиться на лінії розкладання між лівими гілками ізотерм 60 і 30 °С. Розчин залишається увесь час пересиченим стосовно рівноважної концентрації при 30 °С, причому ступінь пересичення тим більше, чим вище кінцева температура розкладання.

Склад маточного розчину після розкладання відповідає точці К, що знаходиться на перетині лінії розкладання з променем ізокаустичного відношення =3,9. У цьому розчині міститься 4,8 % і 11,4 % .

Лінія випарки. При випарюванні змінюється тільки концентрація розчинів, а каустичне відношення залишається постійним, у даному випадку =3,9. Отже, допоміжна лінія ізокаустичного відношення, проведена для того, щоб знайти склад маточного розчину, збігається з лінією випарки, початком якої служить точка К.

Випарку звичайно закінчують при вмісті близько 300 г/л. Обіговий розчин випарюють до 290 г/л . Тоді вміст у ньому складе 1,645×290/3,9=122,3 г/л.

Зі складу упареного розчину (точка М) випливає, що вміст у ньому і трохи менше, а трохи більше, ніж у розчині, що надходить на вилуговування. Після додавання свіжого лугу для відшкодування його втрат склад розчину буде відповідати точці А, на якій і замикається цикл при способі Байєра.

Таким чином, цикл розчинів при способі Байєра зображений на діаграмі багатокутником АВ1Д1КМА.

© 2018
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру