Разработка технологии получения ТКГА конверсией среднемодульного раствора при получении глинозёма Байер-гидрогранатным способом

y">      Сухой кек ТКГА весом 704,283 кг репульпируют крепким высокомодульным раствором в количестве 0,8 м³. Определим состав высокомодульного раствора для репульпации кека ТКГА, кг: 

      Al₂O₃ = 13,7083 · 0,8 = 10,967 кг                          (50) 

      где 13,7083 г/л – концентрация Al₂O₃ в высокомодульном растворе

          0,8 м³ – объем крепкого высокомодульного раствора 

      Na₂O_ку = 250 · 0,8 = 200 кг                               (51) 

      где 250 г/л – концентрация Na₂O_ку в высокомодульном растворе

          0,8 м³ – объем крепкого высокомодульного раствора 

      Н₂О = 1016,28917 · 0,8 = 813,031 кг                    (52) 

      где 1016,28917 г/л – концентрация Н₂О в высокомодульном растворе

          0,8 м³ – объем крепкого высокомодульного раствора.

          Определим объем  полученной извести, учитывая, что плотность гидрооксида кальция Ca(OH)₂ равна 2200 кг/дм³: 

          413,627 / 2200 = 0,188 м³                           (53)

          где 413,627 кг – масса Ca(OH)₂, полученная при регенирации

      Кек в количестве 413,627 кг передают на конверсию новой порции среднемодульного алюминатного раствора, а фильтрат в виде гидрохимического раствора алюмината натрия передают в соответствующую точку ветви Байера для дальнейшей переработки.  

     3.2 Расчет основного  оборудования участка  

     Годовая производительность завода 1800000 тыс. тонн глинозема в год. Согласно проекта, часть спекательной ветви заменяем гидрогранатовой технологией. По заданию 400000 тонн глинозема получаем путем переработки красного шлама по гидрогранатной технологии.

     На  получение 1 тонны глинозема необходимо 2540 кг бокситов, тогда на получение 400000 тонн глинозема необходимо 1016000 тонн бокситов. Так как из 1,435 тонн сухого боксита получаем 1 тонну красного шлама, тогда из 1016000 тонн боксита получим 708013,9 тонн красного шлама.

     Так как расчет по Байер-гидрогранатовой технологии ведется на 1 тонну красного шлама, то часовая производительность завода будет 

т/ч,                                    (54) 

     где 365 – суток в году;

             24 – количество часов в сутки.

     При проведении расчета количества необходимого оборудования данные технологического потока сырья, материалов и промежуточных  продуктов берем из расчета материального баланса на 1 т глинозема.

     1)  Количество выщелачивателей находим  по уравнению: 

                                             (55) 

      где             V – объем выщелачивателя, м³;

                         Т – продолжительность выщелачивания, часы;

                          n – число выщелачивателей;

               V₁ и V₂ – объем на 1 т глинозема извести и среднемодульного алюминатного раствора, м³;

                          η – коэффициент использования,  доли единицы. 

                          (56) 

     где 0,188 м³ – объем извести на 1т глинозема;

7,614 м³ – объем среднемодульного алюминатного раствора на 1т глинозема

0,8 – коэффициент, учитывающий полезный  объем выщелачивателя (процент заполнения), доли единицы.

      Принимаем 12 выщелачивателей на 2 нитки выщелачивания.

     2) Необходимое количество сгустителей  находим по уравнению 

                                                (57) 

      где V – объем алюминатного раствора на 1 т глинозема, м³;

g – скорость слива со сгустителей, м/ч, сгустителей диаметром 20м  g = 0,76 м/ч;

F – площадь осаждения, м², для сгустителя диаметром 20м   F = 1570 м²;

          η – коэффициент  использования, доли единицы.

      На  сгустители красного шлама диаметром  20 м направляем алюминатный раствор (7,614 м³), тогда необходимое количество сгустителей составит: 

                                   (58) 

      Принимаем 2 сгустителя и 1 – резервный. Всего принимаеи 3 сгустителей диаметром 20 м.

     3) Количество промывателей красного  шлама определяем следующим образом.

     Так как на каждый работающий сгуститель диаметром 20 приходится по одной нитке промывки, а в каждой нитке по 4 промывателя (четырехкратная промывка), то принимаем 4 нитки промывки, всего 4 ∙ 4 = 16 промывателей и два промывателя – резерв. Всего 18 промывателей.

              

      

 

      Заключение 
 

     Гидрогранатовая технология ориентирована главным  образом на переработку низкокачественных  бокситов.

     По  сравнению с традиционными способами  получения глинозема можно отметить следующие приемущества гидрогранатовой технологии:

     - замена экологически вредного  и энергетически затратного термического  процесса спекания шихты на экологически чистый гидрохимический процесс автоклавного выщелачивания суспензии красного шлама в высокомодульном растворе, в которую дозируют специальную активирующую добавку;

     - снижение в два раза по сравнению  с переделом спекания инвестиционных  затрат на реализацию процесса  регенерации Na₂O и Al₂O₃ из красного шлама и эквивалентное снижение металлоемкости основного технологического оборудования в гидрогранатовой ветви;

     - повышение качества товарного  глинозема по содержанию микропримесей  SiO2, Fe2O3 и Na2O в связи с практическим отсутствием растворимых примесей железа, кремния и органических веществ в алюминатном растворе гидрогранатовой ветви, передаваемом на декомпозицию в ветвь Байера;

     - уменьшение на 25% стоимости строительства  нового глиноземного завода, что  обусловлено снижением общей  металлоемкости основного технологического  оборудования;

     - улучшение условий работы для  обслуживающего персонала в связи с высокой технологичностью гидрхамических процессов, проводимых в жидкофазном состоянии.

     Технико-экономические  расчеты показывают, что снижение уровня капиталовложений в оборудование гидрогранатовой ветви позволяет  вывести удельные инвестиционные затраты при строительстве нового глиноземного завода на уровень 650–700 долл./т получаемого глинозема.[2]

 

      Список литературы 
 

1. Ибрагимов А.Т., Будон С.В. Развитие технологии производства глинозема из бокситов Казахстана. –Павлодар, 2010. 304 с.

2. Медведев В.В., Ахмедов С.Н., Сизяков В.М., Ланкин В.П., Киселев А.И. Гидрогранатовая технология переработки бокситового сырья как современная альтернатива способу Байер-спекание. Алкорус Инжиниринг, СПГТИ (ТУ), РУСАЛ.

     3. Технологическая инструкция АО «Алюминий Казахстана», 1990 г.

4. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к патенту Российской Федерации. Медведев В.В., Киселев А.И., Ахмедов С.Н. и другие. Способ гидрохимической переработки алюмосиликатного сырья.

5. Еремин Н.И., Наумчик А.Н., Казаков В.Г. Процессы и аппараты глиноземного производства. Под ред. Еремина Н.И. –М., «Металлургия», 1980.  360 с.

6. Брайнес Я.М. Процессы и аппараты химических производств. – М., 1947, изд.2-е, перераб. 597 с.