ПРОИЗВОДСТВО ГЛИНОЗЕМА ПО СПОСОБУ БАЙЕРА

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ.

            стр,

Введение   ...................................................……………………………        1

1.0. Глинозем и алюминий...................................…………………….        2

2.0. Байер-процесс .........................................…………………………        3

3.0. Организация производства..............................……………………       4

4.0. Механическая обработка руды ...........................………………..         4

5.0. Химико-технологическая переработка руды ...............…………        5

5.1. Мокрый помол ..........................................………………………..        5

5.2. Выдержка и обескремневание ............................………………..         6

5.3. Выщелачивание.......................................... ………………………         8

5.3.1. Высокотемпературное выщелачивание ...................…………        10

5.4. Самоиспарители и сепараторы...........................…………………      10

5.5. Передел осаждения красного шлама ....................... ………………   11

5.5.1. Промывка красного шлама..............................…………………..     13

5.6. Декомпозиция..........................................…………………………       13

5.7. Кальцинация гидроокиси алюминия.......................……………..       15

5.8. Передел выпаривания (выпарка) .......................... ……………….      15

Заключение ................................................……………………………..      16

 

Приложения:

I. Словарь терминов глинозёмного производства..............…………..      17

 

 

ГЛИНОЗЕМНОЕ ПРОИЗВОДСТВО.

 

 Введение

 

Предлагаемая брошюра посвящена основам производства глинозе­ма из бокситов по способу Байера и предназначена для рабочих и техников глиноземной промышленности, но может быть полезна и для инженерного персонала, не имеющего химико-технологической подготовки в области производства глинозема.

Для облегчения овладением специальной терминологией гли­ноземного производства (часть из неё пользуется только в этом технологическом цикле) в конце брошюры приведен терминологический словарь.

В брошюре широко используется диаграммно-табличный метод из­ложения материала, позволяющий быстрее охватить все связи произ­водства и линии процессов и сократить текстовое описание.

С тем, чтобы не перегружать текст формулами, в брошюре при­ведены только самые необходимые из них, позволяющие производить расчеты, ограниченные потребностями производства. Для более под­робного ознакомления с вопросами химии и физики процесса, а так­же аппаратурного оформления производства следует обратиться к специальным монографиям.

 

1.0. ГЛИНОЗЕМ И АЛЮМИНИЙ

 

Глиноземом называется кристаллическая окись алюминия Она является основным сырьем для получения алюминия. Алюминий получают из глинозема электролизом. Глинозем используется также и в других отраслях промышленности (например, для отбеливания бумаги, производства специальных сортов цемента, цеолитов -веществ, поглощающих определенный сорт молекул в присутствии дру­гих молекул и пр.). Кроме того, иногда бывает рентабельно в состав производства глинозема включать производство редких ме­таллов, сопутствующих алюминию в руде (таких, как галлий, ва­надий и пр.).

Глинозем получают из руды, содержащей горную породу - боксит. Бокситы имеют сложный химико-минералогический состав. Основной и полезной их частью являются различные модификации гидрата окиси (гидроокиси) алюминия (Аl(ОН)₃ , AlOОН и др. ). В состав бокситов входят обычно окислы железа, кремния, в малом количестве - серы, титана, галлия, хрома, ванадия и пр., а также карбонат­ные соли кальция, магния, железа, органические вещества (остатки древних растений и животных) и пр.

При равном содержании алюминия ценность боксита в основном зависит от следующих факторов (расположенных примерно по степени важности):

I) от сорта гидроокиси алюминия, входящей в состав боксита; по возрастанию трудностей переработки бокситы в этом отношении ложно расположить в ряд:

а.) гиббситовые (или гидраргилитовые), содержащие гидроокись алюминия в виде Al(OH)₃ б) гиббсит - бемитовые; в) бемитовые AlООН; г) бемит - диаспоровые; д) диаспоровые (перекристаллизованная AlООН);

2) от содержания кремнезема (SiO₂), при удалении которого из боксита определенная часть гидрата окиси алюминия вместе с ней ухо­дит в отвал и теряется;

3) от содержания окиси титана (TiO₂), образующей очень твердые осадки на теплообменных поверхностях аппаратуры и, тем самым, увели­чивающих энергетические затраты;

4) от содержания карбонатов СаСО₃ , MgСО₃, FeСО₃ на удаление кото­рых расходуется часть нужного для производства глинозема едкого натра (NаОН);

5) от содержания серы, загрязняющей глинозем и понижающей, тем самым, качество алюминия;

6) от содержания органических веществ, замедляющих рост крис­таллов гидроокиси алюминия и, тем самым, снижающих производительность завода;

7) от геологического возраста бокситов: древние бокситы име­ют более высокую твердость и требуют при переработке больших затрат энергии, чем геологически молодые бокситы; как говорят они являются более трудновскрываемыми.

Чрезмерное содержание любых других примесей также является вредным и приводит к повышению затрат на производство глинозема.

Наблюдается связь между возрастом и типом бокситов: молодые, более мягкие бокситы обычно являются гиббситовыми, наиболее древние - твердые бокситы - относятся к диаспоровым, а бемитовые и прочие за­нимают по возрасту и твердости промежуточное положение. В связи с этим существенно различаются условия переработки бокситов. Наиболее дешевым при равных затратах на добычу и транспортировку является глинозем, полученный из гиббситовых бокситов, наиболее дорогим - из диаспоровых.

Теория зарождения бокситовых руд указывает на то, что бокситы образовывались, в основном в районах с теплым климатом и большим ко­личеством осадков. В связи с геологическими изменениями климата планеты по нынешней климатической карте судить о ценности того или иного месторождения сложно. Но общее положение таково, что на­иболее высококачественными являются бокситы тропического пояса Земли (Ямайка, Гвинея, Австралия и др.), а по мере продвижения на север их ценность падает. В Советском Союзе разработаны рен­табельные методы получения глинозема также из других алюминий-содержащих руд - нефелиновых, алунитовых и др.

Греческие бокситы относятся к твердым диаспоровым бокситам, но ряд характеристик делает их довольно ценными. К ним относятся высокая однородность, высокое содержание гидроокиси алюминия, малое содержание накипеобразующей окиси титана, малое содержание орга­нических веществ. Некоторые усредненные данные о бокситах раз­личных месторождений приведены в табл. I.

 

Таблица I. Характеристика бокситов некоторых месторождений.

Страна	Тип боксита	Al2O3 %	SiO2 %	Fe2O3 %	TiO2 %	П.П.П.	Кремневый модуль
Гвинея	гиббсит	41-43	1,9-2,3	23-28	1,5-3,0	23-25	18-21
Гана	гиббсит	46-50	0,4-4,0	17-23	2,0-3,0	-	20-25
Франция	бемит	51-58	3-5	18-26	3-4	10-12	15-20
Венгрия	бемит	57-62	2-7	12-20	2,5-3,5	14-16	10-13
Югославия	гиббсит- бемит	53-58	1-4	20-24	2,5-3,5	18-24	10-20
Греция	диаспор	56-59	3-7	16-20	2,8-5,0	13-16	10-15

 

 

2.0. БАЙЕР - ПРОЦЕСС.

 

Основным этапом получения глинозема из бокситовой руды яв­ляется извлечение из неё гидроокиси алюминия. Наиболее простым и распространенным способом извлечения из боксита гидроокиси алю­миния является способ, предложенный Байером и называемый Байер-про­цессом. Он основан на следующем химическом свойстве гидрата окиси алюминия: кристаллическая гидроокись алюминия, входящая в состав боксита, хорошо растворяется при высокой температуре в растворе ед­кого натра (каустической щелочи, NaOH), высокой концентрации, а при понижении температуры и концентрации  раствора вновь кристаллизуется. Бесполезные для получения алюминия вещества, входящие в состав боксита (так называемый, балласт) не переходят при этом в растворимую форму или перекристаллизовываются и выпадают в осадок до того, как производится кристаллизация гидроокиси алюминия. Поэтому после растворения гидроокиси алюминия балласт может быть отделен и удален в отвал. Очищенный от посторонних примесей раствор гидроокиси алюминия в щелочи (представляющий собой, в основном, раствор алюмината натрия NaAlO₂ подвергается кристаллизации. С этой целью концентрация щелочи и температура раствора понижаются до определен­ных значений, являющихся оптимальными для получения кристалличес­кой гидроокиси алюминия. Кристаллизация существенно ускоряется, если в растворе уже присутствуют кристаллы гидроокиси алюминия дос­таточной крупности (зародыши). Поэтому на этом этапе в раствор спе­циально вводят определенное количество мелкокристаллической гидро­окиси алюминия, называемое затравкой. После достаточной степени крис­таллизации производится отделение твердой гидроокиси от раствора. Глинозем (Al₂O₃) получается из гидроокиси алюминия (Al(OH)₃) прокали­ванием в печах последнего (кальцинацией) для удаления связанной воды.

 

3.0. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА.

 

Необходимым условием производства глинозема является контроль и соблюдение параметров веществ и процессов на всех этапах произ­водства, начиная от подачи в него боксита и кончая выгрузкой готового глинозема. К ним, в частности, относятся: тонкость помола, концент­рация щелочи, температура, давление, расход жидких и твердых ве­ществ, расход энергоносителей и их параметры, крупность затравки и многое другое. Получают эти данные еще на стадии проектирования за­вода посредством многочисленных теоретических расчетов и экспери­ментальных проверок и корректируют их после пуска производства. Контроль за соблюдением технологии осуществляется постоянно специ­ально лабораторией, а соблюдение условий производства является ос­новной функцией инженерно-технического персонала и рабочих.

Все глиноземное производство можно условно разделить на отдельные производственные участки, переделы (рис. 1).

 

Рис.1. Схема производства глинозёма по Байеру.

 

Переделом называется участок производства, выполняющий определенную функцию в процессе получения глинозема из руды. Различают переделы: размола дли измельчения); выщелачивания; осаждения и фильтрации красного шлама; разложения (декомпозиции) алюминатного раствора; фильтрация гидрата окиси алюминия; сушки и прокаливания гидроокиси алюминия получением глинозема; выпарки, и иногда другие. Каждый передел оформлен аппаратурно в условно-независимую группу устройств, обслуживаемую специализированными работниками.

Важной составной частью производства является энергетическое хозяйство, поставляющее электроэнергию, тепло и пар для подогрева растворов и сухих веществ.

Глиноземное производство эксплуатирует очень большое число различных насосов и единиц запорной арматуры, и от их надежности существенным образом зависит стабильность производства. Сегодняшнее производство глинозема в значительной мере автоматизировано. Это существенно облегчает управление процессами, но требует более квалифицированного персонала для обслуживания.

     

 

 

4.0. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РУДЫ.

 

Механическая обработка руды заключается в её добыче, измельчении и подаче на этап химической переработки.

Добыча при большой твердости руды включает в себя взрыв породы, погрузку её экскаватором или другим подъёмным устройством на грузовую машину или транспортер и перенос этой руды в бункера дробилок. Дробление заключается в превращении крупных кусков породы в более мелкие (размером порядка 5 миллиметров ). Затем порода сепарируется: часть руды, состоящая из кусков не более определенного размера, отбирается специальными устройствами, и транспортерами подается на мельницы; оставшаяся часть возвращается на повторное дробление.

В мельницах производится более тонкое измельчение руды (на куски размером не более нескольких миллиметров). Размолотая руда за­ем классифицируется, разделяется по крупности (обычно на ситах) и мелкая её часть (фракция) подается на химическую переработку.

 

5.0. ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА

РУДЫ.

 

В дальнейшем по тексту нам придется неоднократно пользоваться терминами, обозначениями и названиями, смысл которых хотя и ясен из контекста, но полное их определение здесь неуместно из-за большого объема. В этом случае расшифровка этих понятий в достаточной мере дана в прилагаемом словаре.

Следует также отметить, что в производстве часто используются сокращения, неизвестные в другой научной литературе. Например, щелочью может быть названа не гидроксильная группа NaOH (каустическая щелочь), а окисел, входящий в неё, т.е. Na₂О ; причем, поскольку такой же окисел южно выделить в составе карбонатных (углеродных) солей Na₂CO₃ (соды), K₂СO₃ , то принято обозначение Na₂O_cu каустической щелочи и  Na₂O_car для карбонатной щелочи. Эти же обозначения используются для записи содержания вещества в растворе. Совместное содержание натриевой и калиевой щелочи (KОН) обозначается  Na₂O_gen или R₂O_gen. При необходимости выяснить содержание именно NaOH {или Na₂CO₃) производится пересчет по соответствующему соотношению (например, или    Na₂О + H₂O = 2NaOH).

В производственной практике часто используются сокращенные названия вводимых соотношений. Например, отношение по массе жидкой и твердой фазы в пульпе или суспензии обозначается «Ж:Т» и произносится «ЖЕ-К-ТЭ»; каустический модуль  часто кратко называется "альфа-ку", т.п.

 

5.1. МОКРЫЙ ПОМОЛ.

 

В случае мягкой и пористой руды химическая обработка начи­нается с загрузки измельченного боксита в бак, снабженный перемешивающим устройством (так называемую, начальную мешалку) и наполненный предварительно щелочным раствором определенной концентра­ции (например, для диаспоровой руды до 280-300 г/л),

В случае твердой, закристаллизованной руды химическая обработка часто начинается с, так называемой, мельницей мокрого помола. Мельница мокрого помола, практически, представляет собой шаровую мельницу, т.е. закрытый металлический цилиндр, расположенный горизонтально, в котором свободно располагаются металлические шары. мельница может быть секционирована внутренними перегородками, и 1 каждой секции помещаются шары определенного размера - от крупных ,о мелких. Но в отличие от обычной шаровой мельницы помол в мельнице мокрого помола производится в присутствии раствора щелочи при отношении ж:т, равном 0,8:1,2; к диаспоровым бокситам иногда добавляют 3-5% извести Ca(OH)₂).

Мельница мокрого помола может работать периодически, но в производстве обычно используются мельницы непрерывного действия с отбором определенной части измельченной руды совместно с щелочью (такая смесь называется пульпой). Отбор осуществляется либо непосредственно из мельницы, либо на выходе классификатора. Полученная пульпа с частицами, уже пропитанными щелочным раствором, в дальнейшем быстрей проходит химические превращения (вскрывается), чем сухая порода, засыпаемая в начальную мешалку. Вскрываемость бокситов определяется также следующими факторами: минералогическим составом, строением породы, плотностью, твердостью, распределением примесей и строением бокситов. Диаспоровые бокситы относятся к наиболее трудно вскрываемым, гиббситовые - к наиболее легко вскрываемым, а все остальные типы занимают промежуточное положение, этим связана технология переработки, в частности, выбор условий выщелачивания (растворения гидроокиси алюминия). Например, нижняя температура выщелачивания определяется тем, что гиббсит хорошо растворяется в щелочи при 100-105°С, бемит - при 150-200°С, а диаспор том же растворе растворяется при температуре выше 200°С (температура растворения зависит также от концентрации раствора щелочи; подробнее об этом мы будем говорить в дальнейшем).

Пульпа из мешалки мокрого помола закачивается центробежными насосами в начальную мешалку, в которую добавляется так называемый оборотный раствор алюмината натрия для создания нужной концентрации раствора (280-300 г/л по щелочи) и нужного отношения ж:т.

Количество щелочи (Na₂O_cu в кг) необходимой для выщелачивания 1т боксита при расчетном (теоретическом) выходе глинозема и заданном каустическом отношении алюминатного раствора называется щелочным числом и определяется по формуле:

                              ,

где N - щелочное число, S - содержание (кг) кремнезема SiO₂ в 1т бок­сита,  - кремневый модуль боксита.

Зная каустический модуль оборотного раствора , и содержание (концентрацию) m  Na₂O_cu в оборотном растворе (кг/м³) можно рас­считать объем V_об оборотного раствора, необходимый для создания пульпы для выщелачивания 1т боксита:

                              , 

 

 

5.2. ВЫДЕРЖКА И ОБЕСКРЕМНИВАНИЕ.

 

В начальной мешалке пульпа нагревается до температуры 90-95°С, а иногда до 90-95°С (эта температура может быть выше температуры ки­пения воды при том же давлении за счет физико-химической температур­ной депрессии; температура кипения воды при нормальном давлении сос­тавляет 100°С, а 4-5°С приходятся на температурную депрессию). Здесь, практически, начинаются химические процессы получения гли­нозема.

Прежде, чем переходить к дальнейшему описанию технологии произ­водства, представим в кратком, но удобном виде схему химических ре­акций, сопровождающих процессы переработки боксита (рис.2). Эта схе­ма довольно условна и не включает в себя всех тонкостей и подроб­ностей процесса, зависящих от конкретного вида сырья и выбранной тех­нологии. На диаграмме (см. рис.2) в рамки заключены обозначения химичес­ких веществ, входящих в тот или иной продукт промежуточной стадии производства, название которого помещено слева.

 

Рис. 2. Диаграмма движения химических веществ при получении глинозема из боксита

 

Стрелками показано взаимодействие веществ друг с другом. Номера при стрелках указывают и маркируют движение веществ в процессах.

Теперь продолжим рассмотрение технологии производства глинозе­ма, указывая по диаграмме химические реакции, происходящие на соответ­ствующем этапе (переделе) переработки бокситов.

Пульпа, приготовленная в начальной мешалке (так называемая, "сырая пульпа") согласно технологии байер-процесса должна быть выдер­жана при температуре 95-105°С в течении 4-8 часов (срок выдержки определяется содержанием в руде кремнезема  SiO₂).

 

 

В непрерывном производстве для набора достаточного количества часов выдержки используются несколько мешалок, через которые пульпа протекает последовательно.

В процессе выдержки сырой пульпы реакция растворения гидроокиси алюминия в щелочи (под маркером I) идет очень медленно. Но начинает­ся реакция связывания кремнезема щелочью в Na₂SiO₃ (маркер 2) с дальнейшим образованием выпадающего в осадок гидроалюмосиликата натрия (сокращено ГАСН'а), средний состав которого можно описать формулой  Na₂О. Al₂O₃.1,7 SiO₂.2 H₂O.  При 4-8 часовой выдержке часть кремния свя зывается в ГАСН и выпадает в осадок. Оставшаяся часть связывается в ГАСН на следующем переделе - выщелачивания пульпы. Начинать обескремнивание именно на данном этапе необходимо для предохранения от зарастания теплообменников и автоклавов передела выщелачивания. В этом случае кристаллизация ГАСН происходит во взвешенном состоянии, а не на теплообменных поверхностях. Очистка же от осадка теплообменных юверхностей в начальных мешалках не представляет значительного

Обескремнивание является процессом необходимым для удаления из боксита кремнезема, который в противном случае может попасть в глинозем. Но при этом в ГАСН отбирается и часть алюминия и, следовательно, сокращается выход (т.е. процент извлечения) глинозема из боксита. Поскольку, практически, ни с какими другими веществами, содержащимися в боксите, гидроокись алюминия не связывается в нерастворимые осадки, то основные потери глинозема в производстве связаны с образованием ГАСН. Если в руде содержится в среднем более 7% кремнезема, производство глинозема может быть нерентабельным.

Зная содержание кремнезема в боксите, можно посчитать теорети­ческий выход глинозема, т.е. сколько глинозема можно, извлечь из данной руды без учета потерь в производстве. Практически, выход глинозема определяется величиной кремневого модуля (или кремневого отношения) , равным отношению содержания глинозема { Al₂O₃) к содержанию кремнезема (SiO₂) в боксите:

 ,                                                                    (I)

Теоретический выход глинозема с хорошей точностью можно определить о формуле:

                                                           (2)

Следует также отметить, что вместе в ГЛСН в отходы уходит также и часть щелочи. Химические потери Na₂O_cu (кг) в составе твердого отмытого ГАСН'а можно вычислить по формуле (на 1т гли­нозема) :

,                                 (3)

Величина практического выхода глинозема определяется тем, сколько глинозема уходит в отвал вместе с красным шламом (соответствующие расчетные формулы приведены в главе, посвященной осаждению красного шлама).

 

5.3. ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ.

 

Растворимость кристаллической гидроокиси алюминия в ще­лочи зависит от сорта гидроокиси, концентрации щелочи, температуры пульпы и отношения мольных концентраций (содержаний) глинозема и ще­лочи в растворе. Последняя величина называется каустическим мо­дулем  :

                                          ,                                             (4)

где через  обозначены соответствующие мольные (г/моль), а через m массовые (г/л) концентрации соответствующих веществ.

Ориентировочные условия выщелачивания гиббситовых и диаспоровых бокситов приведены в табл. I; для остальных типов бокситов условия промежуточные между указанными двумя.

 

Таблица 2. УСЛОВИЯ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ

Вид бокситов	Na2Ocu (г/л)		T, °C	Время, мин
Гиббситовый	180-220 100-150	1,7 1,5-1,6	95-105°C 140-150°C	60-120 20-40
Диаспоровый	280-300   180-200 115-140	3,4-3,6	230-240 245-260 280-315	60-120 20-40 2-5

 

Следует отметить, что на различных глиноземных заводах исполь­зуются не тождественные схемы и условия выщелачивания даже для однотипных бокситов. Это связано как с различием в примесях у бокситов разных месторождений, так и с энергетическими и другими возможностями производства. В общем случае отмечено, что повы­шение температуры выщелачивания в среднем снижает стоимость гли­нозема. Здесь противоположным образом действуют две группы факто­ров. С одной стороны повышение температуры влечет за собой удоро­жание аппаратуры и увеличение энергетических затрат. С другой стороны это позволяет понизить расход щелочи, увеличить выход глинозема (до 2-3%) за счет улучшения вскрываемости; известно также, что выщелачивание при повышенной температуре сок­ращает времена выщелачивания, осаждения и декомпозиции, что также удешевляет производство.

Для выщелачивания гиббситовых бокситов иногда, а бемитовых и диаспоровых - всегда используется автоклавная схема выщелачивания (в последнее время часто используется также, так называемое, труб­чатое выщелачивание, более дешевое по аппаратурному оформлению). В этой схеме пульпа до собственно выщелачивания нагревается до 150-180°С в специальных теплообменниках, и только потом закачивает­ся в автоклавы (сосуды высокого давления), где, как говорят, она окончательно «варится». Использование теплообменников наряду с авто­клавами обусловлено тем, что они имеют гораздо большую теплопередающую поверхность, чем автоклавы. Поэтому достаточно 1-2-х тепло­обменников для нагрева пульпы от 100-105°С до 150-180°С, тогда как для нагрева пульпы от 150-180°С до 230-260°С требуется 6-8 автоклавов. Причем собственно выщелачивание производится в послед­них 2-3 автоклавах, в которых температура пульпы доходит до ве­личины выше температуры начала растворения боксита (для диаспорового боксита - порядка 200°С). Использование теплообменников вместо автокла­вов для дальнейшего повышения температуры не практикуется по двум причинам: а) до температуры 150-180°С образование и отложение твердых осадков (ГАСН, окиси титана и др.) происходит медленно, и нет опасности зарастания довольно узких каналов теплообменников; б) теплообменники менее прочны, чем автоклавы из-за многочисленнос­ти сварных швов. При более высокой температуре отложение усиливает­ся. Что касается автоклавов, то имея большие диаметры (до Зм) и сравнительно небольшое количество нагревательных трубок, они мо­гут быть очищены изнутри. Для усиления теплообмена и массообмена эти сосуды обычно снабжаются мешалками. Для очистки теплообменных трубок от осадка в автоклавах предусматриваются люки. Очистка производится примерно раз в 3-4 месяца. При этом автоклавная ба­тарея отключается, и в производство вводится запасная батарея.

Очистка производится обычно температурным отжигом осадков и оббивкой поверхностей, а также химическим растворением осадков. Пожалуй, ещё одной положительной стороной деления уста­новки выщелачивания на две части - подогреватели и автоклавы - является возможность рационального использования насосов для пе­рекачки пульпы. В глиноземном производстве задействовано большое количество различных насосов. От их надежности во многом зависит стабильность работы производства. При температурах до 150-180°С (8-10 атм) можно пользоваться центробежными насосами. Их досто­инствами являются простота обслуживания и высокая производи­тельность, недостатком - сравнительно малый напор, т.е. ограни­ченная возможность развивать давления. Вместе с тем, для выще­лачивания пульпы при 240-260°С необходимо создать до 30-45 атм, а при 280-300°С - 60-80 атм ( в зависимости от концентрации щелочи). Поэтому после теплообменников перед автоклавной бата­реей приходится ставить более дорогие и сложные поршневые или мембранные насосы большой производительности (300-500 м³ /час и выше). (При переработке гиббситовых бокситов можно обойтись центробежными насосами, поскольку их выщелачивание происходит при температуре до 150°С, что соответствует 6-8 атм для концентра­ции Na₂O_cu 100-150г/л).

 

5.3.1. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ТРУБЧАТЫЕ ВЫЩЕЛАЧИВАТЕЛИ.

 

Выщелачивание при температуре свыше 280°С принято называть высокотемпературным. Автоклавное высокотемпературное выщелачивание не нашло распространения из-за дороговизны автоклавов, работающих при давлении 60-100 атм. Высокотемпературное выщелачивание на­чало распространяться только после разработки (в ФРГ) установки трубчатого выщелачивания, в которой выщелачивание происходит при движении пульпы в трубе большой длины (до 1 км). Длина трубы определяется производительностью и временем выдержки. Нагрев осуществляется за счет теплообмена по принципу "труба-в-трубе" (основная труба заключена в другую трубу). Теплоноситель (горячий пар или вареная пульпа) движется в межтрубном пространстве.

Преимущества трубчатого выщелачивания перед автоклавным следующие:

1. простота, поскольку для его изготовления используются серийные трубы высокого давления, а не толстостенные сосуды из нержавеющей стали, проектируемые и изготавливаемые по специальному заказу;

2. отсутствие необходимости в перемешивающих устройствах: здесь

пульпа перемешивается за счет турбулентности, двигаясь по трубам малого сечения;

3. для нагрева пульпы служит почти вся поверхность трубы, а не только поверхность теплообменных трубок, как это имеет место в автоклавах.

К недостаткам трубчатого выщелачивателя можно отнести следующие:

I). Большая площадь размещения трубы (но она может быть сокращена, если трубу располагать в нескольких уровнях);

2) трудность очистки внутренних поверхностей от осадков; в дан­ном случае малоприемлемым является механический способ очистки и преимущественно используется химическая очистка посредством специальных реагентов; но это удорожает производство и вызывает экологические проблемы.

 

5.4. САМОИСПАРИТЕЛИ И СЕПАРАТОРЫ.

 

В состав аппаратуры передела выщелачивания входят само­испарители пульпы, снабженные сепараторами пара. Они составляют батарею, параллельную батарее автоклавов или расположенную вдоль трубчатого выщелачивателя. Самоиспарители представляют собой сосуды высокого давления, снабженные специальными устройствами. Каждый самоиспаритель в батарее, начиная с первого, в ко­торый поступает пульпа из последнего автоклава, работает при дав­лении и температуре более низких, чем предыдущий. Батарея самоис­парителей выполняет две функции:

1) снижает давление и температуру пульпы до обычных

(I атм, 95-100°С) значений с тем, чтобы можно было продолжать дальнейшую обработку пульпы в открытых сосудах;

2) возвращает (рекуперирует) энергию, затраченную на нагре­вании пульпы в автоклавы.

В настоящее время циркуляция тепла на переделе выщелачи­вания усовершенствована настолько, что до 80% затраченного тепла возвращается в систему, и только около 20% тепла, используемого при выщелачивании, вводится от источника теплоснабжения. Нагрев осуществляется обычно паром, поставляемым паровой котельной (реже нагрев осуществляется каким-либо высокотемпературным орга­ническим теплоносителем - ВОТ).

Самоиспаритель представляет собой сосуд высокого давления, в который пульпа поступает через специальный автоматический иголь­чатый регулятор, изготовленный из абразийностойких металлов. В самоиспарителе поддерживается давление ниже давления пульпы на его входе. Сечение отверстия регулятора подбирается таким, чтобы давление в батарее выщелачивания не упало ниже заданной величи­ны. Выходя из регулятора с большой скоростью в пространство с давлением, ниже давления кипения, раствор пульпы вскипает и час­тично разбрызгивается. В результате этого происходит сильное пароотделение. При этом пар собирается в верхней части самоис­парителя, а пульпа в нижней. Для улавливания брызг, которые могут увлечься паром и загрязнить его, ставятся специальные плас­тины, жалюзи - брызгоулавливатели. Система отделения пара от жидкости называется сепаратором.

Из-за технических причин (износ регулятора, увеличение объемов паросборников и т.п.) понижения давления на каждом са­моиспарителе производится на небольшую величину, обычно на 10-15 атмосфер. Из первого самоиспарителя пульпа поступает во второй, где происходят те же процессы и отделяется пар более низкой температуры, и т.д. В одной батарее устанавливается до 6-8 самоиспарителей. Пар от каждого самоиспарителя поступает в автоклав или нагреватель. Проходя по теплообменным трубкам и отдавая тепло, пар охлаждается и конденсируется. Образовавшаяся горячая вода (конденсат) по трубе - конденсатоотводчику - поступает в кон­денсатор - специальный сосуд для сбора конденсата.

Количество конденсаторов обычно равно количеству автоклавов. В конденсаторах также создаются условия для самоиспарения перегре­той воды (понижение давления), и образовавшийся пар подается на следующий автоклав, с более низкой температурой нагрева, чем пре­дыдущий. И батарея самоиспарителей, и батарея конденсаторов рабо­тают в отношении батареи автоклавов и нагревателей обычно в проти­вотоке, т.е. пульпа движется в сторону повышения, а пар - навстре­чу ей, в сторону понижения температуры.

Таким образом, тепло нагретой пульпы, за исключением той части, которая через поверхность уходит в окружающее пространст­во, возвращается в систему. Для сокращения потерь тепла через поверхность труб и аппаратов её покрывают толстыми слоями тепло­изоляции.

 

5.5. ПЕРЕДЕЛ ОСАЖДЕНИЯ КРАСНОГО ШЛАМА.

 

Из последнего самоиспарителя "свареная" пульпа попадает при температуре около 95°С в накопительный бак с мешалкой (говорят просто, "в мешалку"). Эта пульпа состоит из алюминатного раствора, содержащего до 260 г/л Na₂O_cu и до 250 г/л Al₂O₃ нерастворимого осадка, частично находящегося в этом растворе

Осадок этот состоит из ГАСН, Fe₂O₃ , TiO₂ и прочих окислов. Окись железа придает осадку красный цвет, в связи с чем осадок называют "красным шламом". Полезным продуктом в этой пульпе яв­ляется только раствор алюмината натрия. И поэтому следующей задачей после выщелачивания является задача отделения раствора от красного шлама.

Наиболее дешевым методом отделения твердых частиц от раст­вора является осаждение, т.е. процесс накопления твердого осадка на дне сосуда за счет его постепенного падения в жидкости. Этот метод прост по аппаратурному оформлению, надежен и не требует значительных энергетических затрат.

Частицы красного шлама имеют довольно малые размеры - в среднем от I до 200-300 мкм, максимально до 2000 мкм. Поэтому падение их является процессом медленным. Для выпадения большой массы осадка в сравнительно сжатые сроки необходимы большие площади осаждения при малой высоте падения. Скорость падения час­тиц возрастает с понижением концентрации раствора и его темпера­туры. Поэтому пульпу перед осаждением разбавляют и охлаждают до определенных значений концентрации и температуры. Кроме того, для ускорения осаждения используют специальные до­бавки - флокулянты. Для разбавления и охлаждения используют не чистую воду, а так называемую, "промывную воду" (промводу) - слабый щелочной раствор алюмината натрия, полученный от промывки красного шлама. Использование промводы, во-первых, сокращает по­тери чистой воды, а во-вторых, возвращает в оборот гидроокись алюминия и и щелочь, поглощенные (абсорбированные) красным шламом.

Аппараты для осаждения представляют собой сосуды (чаны) с довольно большой площадью сечения ("зеркалом" раствора). С целью увеличения общей рабочей поверхности и одновременно уменьшения вы­соты осаждения эти сосуды секционируют (разделяют) несколькими горизонтальными перегородками - днищами. В каждой секции осаждение происходит, практически, независимо, а результаты работы склады­ваются. Твердый осадок со дна каждой секции удается автоматически специальными скребками, а очищенный раствор (слив) сливается в от­дельный бак. Количество осадителей выбирают из расчета необходимой производительности системы.

Выход красного шлама приближенно можно определить по формуле

                                                     

где k - выход красного шлама, кг на 1т боксита,

F, T и  S - соответственно количества Fe₂O_3, TiO₂, и SiO₂ ( кг на 1т боксита)

В процентном исчислении выход красного шлама можно определить, зная содержание Fe₂O₃ в шламе:

                                                     

где  - выход красного шлама в %,

F_s - содержание Fe₂O₃ в шламе, кг на 1т.

Выход Al₂O₃  в раствор при выщелачивании может быть определен по уравнению

                                                     

где  - выход глинозема, в %;  A  и A_s - содержание Al₂O₃ соответственно в боксите и шламе, кг на 1т.

К переделу осаждения красного шлама можно условно отнести, так называемую, "контрольную фильтрацию" - отделение очень мелких (менее I мкм) частиц из слива, полученного после осаждения красного шлама. Фильтрация в отличие от осаждения является, чаще всего, про­цессом принудительным. Он заключается в пропускании очищаемого раст­вора через пористую перегородку (ткань и пр.) под давлением. Размеры пор выбираются достаточно мелкими, чтобы задержать большую часть частиц. Фильтры имеют различные конструкции и могут быть клас­сифицированы по множеству признаков: непрерывные и периодические, ленточные и барабанные, вакуумные и под избыточным давлением, и т.п.

Осадок с контрольной фильтрации обычно не промывают, чтобы не загрязнять промводу, а удаляют в отвал. Отфильтрованный раствор (фильтрат) отправляется на передел декомпозиции (разложения), красный шлам - на промывку.

.

5.5.1.ПРОМЫВКА КРАСНОГО ШЛАМА.

 

Пропитанный раствором шлам, отделенный от алюминатного раство­ра на переделе осаждения, содержит до нескольких процентов от веса шлама щелочи и гидроокиси алюминия. Извлечение этих веществ произво­дится промывкой шлама водой в несколько стадий. Каждая из них вклю­чает в себя размешивание шлама с водой (репульпацию) и последующее отделение шлама от образовавшегося раствора осаждением. Конструкция устройств для промывки шлама мало отличается от обычных осадителей. Для увеличения в промводе концентрации щелочи и алюмината натрия ор­ганизуется противоточная схема промывки: чистая вода поступает в пос­ледний промыватель - сгуститель, а затем раствор проходит последо­вательно все остальные промыватели, все более насыщаясь щелочью и алюминатом натрия. Конечный раствор - промвода от промывки красного

 

5.6. ДЕКОМПОЗИЦИЯ.

 

Слив после осаждения красного шлама и контрольной фильтрации направляется на декомпозицию. Процесс декомпозиции называют также разложением или выкручиванием. Передел декомпозиции в технологичес­ком отношении можно считать наиболее тонким местом производства глинозема. От того, насколько точно поддерживаются условия декомпо­зиции, зависит крупность и прочность кристаллов глинозема, а также устойчивость кристаллизации, т.е. весовой выход гидроокиси алюминия.

Декомпозиция, как мы отмечали состоит в том, что алюминатный раствор при относительно низких температурах (50-70°С) и концентра­ции щелочи (130-170г/л) и малом значении каустического модуля (=1,6-1,7) начинает самопроизвольно разлагаться на гидроокись алюминия Аl(ОН)₃ и щелочь NаОН (этот процесс иногда называют гидролизом). Неравновесность этого процесса обеспечивается кристаллизацией гидроокиси алюминия и ростом кристаллов со временем. Для сдвига равновесия в раствор вво­дится затравка - некоторая масса мелких кристаллов, на которых начи­нают нарастать новые слои гидроокиси. В качестве затравки используется только свежая или промытая щелочью (активизированная) гидроокись алюминия.

Процесс роста кристаллов является очень медленным. На увели­чение размера кристалла от I мкм до 50 мкм требуется от 50 до 70 ча­сов Для обеспечения такой длительности выдержки раствор перетекает через несколько сосудов (декомпозеров) очень большой емкости (до 3000 м³). Рост кристаллов ускоряется при перемешивании раствора; поэтому декомпозеры снабжаются механическими (цепными и лопастными) или аэролифтными перемешивающими устройствами. В каждом декомпозере поддерживаются определенные индивидуальные условия. Из последнего декомпозера получают смесь раствора и твердых частиц (суспензию) для дальнейшей переработки.

 

Общие закономерности роста кристаллов следующие:

I) максимальную скорость рост кристаллов гидроокиси алюминия достигает при 30-40°С, но при этом кристаллы получаются довольно хрупкими и в дальнейшем легуо измельчаются. При более высокой темпе­ратуре кристаллы растут медленнее, но становятся более прочными. По­этому температуру в декомпозерах не понижают ниже 45°С, а в первом декомпозере поддерживают её на уровне 60-70°С. Постепенное понижение температуры благоприятствует равномерному разложению и получению крупнозернистой гидроокиси.

2) Каустический модуль раствора на декомпозиции, называемого маточным, в начале декомпозиции доводят до 1,5-1,7, а затем по мере выпадения кристаллов гидроокиси алюминия он повышается. При с(км =3,5

из раствора выделяется 50-52% всего глинозема. После этого скорость разложения резко падает и поэтому разложение обычно прекращают при  = 3,3 - 3,6.

3) Для увеличения скорости роста кристаллов и улучшения их качества в раствор может быть добавлена щелочь, но из-за удорожания производства этот прием используется редко.

4) На росте кристаллов отрицательно сказывается нали­чие в растворе органических веществ, которые обволакивая кристаллы, замедляют их рост. Превышение концентрации орга­нических веществ над определенным уровнем ведет к резкому па­дению выхода кристаллической гидроокиси алюминия. В связи с этим возникает необходимость следить за концентрацией орга­нических веществ в декомпозерах и регулировать их уровень.

5) Разложение без затравки практически не использу­ется. Причем скорость разложения существенно зависит не толь­ко от количества затравки, но и от крупности частиц в затравке. Количество затравки характеризуется, так называемым, "затра­вочным отношением"- отношением массы Al₂O₃ в затравке к мас­се Al₂O₃ в растворе. На затравку ще идет до 75% полученной (в результате декомпозиции) гидроокиси алюминия, и в первом декомпозере поддерживается затравочное отношение от 2 до 4. Существует минимальный размер кристалла ("зародышей" кристаллов), при котором начинается кристаллизация на его поверхности. Поэто­му внесение затравки с частицами, меньше критического размера, практически бесполезно. Для затравки используют гидроокись с частицами от I до 80 мкм (в среднем - 40-60 мкм).

К переделу декомпозиции следует также отнести классифика­торы, фильтры и другую аппаратуру, служащую для отделения крис­таллов от раствора и их классификации (разделения) по крупности.

На переделе декомпозиции часто используется разделение (классификация) частиц по крупности во взвешенном состоянии, т.е. в потоках раствора. Для отбора частиц используют, как разли­чие в скорости падения крупных и мелких частиц, так и разное их сопротивление при пересечении потоков жидкости. В результате этого в разных частях аппарата собираются разные по крупности частицы.

Окончательное отделение твердой части (фазы) от жидкой производится в обычных осадителях и фильтрах с отмывкой частиц в репульпаторах. Полученная влажная масса частиц высушивается. После этого, если не было предварительной классификации, произ­водится рассеивание твердой фазы на ситах. При этом отделяются частицы крупнее 40 мкм. В среднем таких частиц насчитывается до 25% от общего веса твердой фазы. Эта часть гидроокиси алюминия используется для получения глинозема. Оставшиеся 75% мелкой гидроокиси алюминия вводятся в начало декомпозиции в качестве затравки.

 

Основные показатели процесса декомпозиции следующие:

1) скорость разложения раствора (или выход гидроокиси алюминия в единицу времени);

2) зернистость (или дисперсионный состав) гидроокиси алюминия;

3) производительность декомпозеров (или съем Al₂O₃ в кг на 1м³ емкости декомпозера в сутки).

Выход Al₂O₃ при разложении (,%) и средний объем Al₂O₃ (Q, кг/(м³.сут))    определяются по следующим формулам

                  ,           

гдеи  - каустическое отношение соответственно алюминатного и маточного раствора, С - концентрация Al₂O₃,  в исход ном растворе (кг/m³),    - продолжительность разложения, час.

Зернистость (дисперсионный состав) определяется либо ситовым анализом, либо одним из многочисленных методов грануломет­рического анализа.

 

5.7. КАЛЬЦИНАЦИЯ ГИДРООКИСИ АЛЮМИНИЯ.

 

Глинозем { Al₂O₃) получают из гидрата окиси алюминия прокаливанием (кальцинацией) последней при температуре до 1200°С во вращающихся печах или печах взвешенного слоя. Последний метод более прост и экономичен. Для снижения энергопотерь перед прока­ливанием гидроокись часто подсушивают при температуре 200-300°С. При прокаливании из гидроокиси алюминия удаляется химически свя­занная вода, и гидроокись превращается в окись алюминия, т.е. в гли­нозем - конечный продукт глиноземного производства.

 

5.8. ПЕРЕДЕЛ ВЫПАРИВАНИЯ (ВЫПАРКА).

 

Выпарка является вспомогательным переделом, собственно не связанным с получением глинозема. Этот передел предназначен для возвращения едкого натра из маточного раствора (полученного на декомпозиции после отделения твердых частиц) на передел выщелачивания. Разумеется, такой возврат осуществляется за счет расхода дополнительной энергии. Но суммарные энергетические зат­раты производства существенно сокращаются, так как стоимость энер­гетических затрат оказывается ниже стоимости возвращаемого едкого натра. Этому способствует и то, что энергетические затраты удается существенно снизить за счет рекуперации тепла, подобно той, что осуществляется на переделе выщелачивания.

Выпарка состоит из батареи выпарных аппаратов. Оптимальной считается батарея из 4-5 корпусов. При дальнейшем повышении числа корпусов - ступеней- чрезмерно возрастают потери энергии в окру­жающую среду. Маточный раствор после декомпозиции содержит 150— -160 г/л Na₂O_cu. Вместе с тем, для выщелачивания диаспоровых бокситов используется раствор до 280-300г/л щелочи. Таким образом, задача выпарной батареи - испарить лишнюю воду из маточного раствора с тем, чтобы поднять его концентрацию до нужной величины. До­полнительная трудность возникает здесь в связи с тем, что в маточ­ном растворе содержится в растворенном состоянии довольно много карбонатной щелочи - соды Na₂СO₃. Она попадает туда при выщелачивании бокситов: содержащиеся в боксите карбонаты кальция, магния, железа и др. металлов при взаимодействии с едким натром дают соду, которая сохраняется в растворенном состоянии в маточном растворе. Если эта сода не будет удалена, то вместе с едким натром она попадает в передел выщелачивания и начнет раз от раза накапливаться в процессе.

Для вывода соды используют особенности её растворимости в щелочных растворах: при повышении концентрации едкого натра до 300-350 г/л Na₂O_cu сода (Na₂СO₃) начинает выпадать в осадок. Поэтому в выпарной батарее маточный раствор выпаривают именно до 300-350 г/л; при этом большая часть соды выпадает в осадок и её после охлаждения раствора удаляют осаждением и фильтрованием. Однов­ременно сода захватывает большую часть органических веществ и других посторонних примесей и выводит их из оборота (от этих примесей со­да приобретает рыжий оттенок, и по этой причине её называют "рыжей содой"). Постоянное выведение из раствора соды и примесей не позво­ляет им накапливаться в процессе. Причем выпарка позволяет регули­ровать потоки выводимых материалов. При их накоплении сверх опреде­ленной величины производится более глубокая выпарка раствора, при которой выпадает большее количество соды и примесей. Рыжая сода после дополнительной очистки может служить товарным продуктом. Очищенный в достаточной мере от соды и органических примесей раствор едкого натра (оборотный раствор) направляют в начальную мешалку.

Аппарат для выпаривания представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд с нагревательными трубками внутри. Между труб­ками течет выпариваемый кипящий раствор. В верхней, обычно расширен­ной части аппарата собирается пар. По нагревательным трубкам цирку­лирует пар от котельной или других корпусов выпарки. Для удешевления работы выпарки аппараты часто эксплуатируют под вакуумом. При этом в верхней части аппаратов специальным насосом создается разряжение (пониженное давление). В этом случае раствор вскипает при более низкой температуре и, следовательно, для его нагрева можно использо­вать дешевый пар более низких температур, чем обычно.

Конструкции выпарных аппаратов весьма разнообразны. Также разнообразны схемы их подключения друг к другу по линиям пара и раст­вора. Исходя из конкретных требований, выбирают и рассчитывают конкрет­ные схемы выпарных батарей.

Удельный расход пара, т.е. количество выпаренной воды (кг) на 1 кг пара, можно рассчитать по формуле:

                                         

где

 - удельный расход пара,

 - энтальпия пара испарения ( ккал/кг),

 - энтальпия греющего пара,

 - энтальпия конденвата (ккал/кг),

С_b - удельная теплоемкость воды (ккал/(кг.°С),

Т_b - температура кипения раствора в выпарке (°С).

В одноступенчатой установке расход достигает 1,1 кг пара на 1 кг выпаренной воды; в установке из 5 ступеней - около 0,3 кг пара на 1 кг воды (с учетом потерь в окружающую среду). Дальнейшее увели­чение количества корпусов обычно не понижает этой величины.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

 

Нужно отметить, что глиноземное производство по способу Байера является довольно консервативным. Это связано с тем, что химия Байер - процесса остается неизменной вот уже на протяжении 90 лет. Совершенствованию подвергается в основном аппаратурная часть производства. Основное направление совершенствования - ресурсосбере­жение и экологическая чистота. Здесь достигнуты значительные успехи. Для ознакомления с достижениями и тенденциями развития в этой об­ласти можно рекомендовать следующие источники:

 

 

 

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА

 

I. Автоклав - аппарат, сосуд для проведения химических и физи­ческих реакций (превращений), происходящих при высоких темпера­турах и давлениях. Различают автоклавы с подогревом острым и глухим паром. Часто снабжается мешалкой.

 

2. Автоклавный выщелачиватель (бокситов) - система подогревате­лей и автоклавов, предназначенная для выщелачивания бокситов при высоких температуре и давлении.

 

3. Алюминат (метаалюминат) натрия (NaAlO₂) - соль алюминиевой кислоты, неустойчивое соединение гидроокиси алюминия с едким натром, образующееся в результате растворения первого во втором при достаточно высоких температуре и концентрации щёлочи. Хим. св-ва: мол.масса 81,97, темп. плавл 1650 С, раств. в воде при 20 ^oС, цвет белый, аморфный.

 

4- Аэролифт, эрлифт - подъём жидкости или суспензии по трубе газом (воздухом) при создании в ней газожидкостной смеси. Со­вершается за счёт меньшей плотности газожидкостной смеси по сравнению с плотностью жидкости. Для создания газожидкостной смеси газ подаётся в трубу снизу через устройство дробления струи газа - барботёр. Используется для перемешивания и перекачивания жидкости и суспензии (эрлифтный насос).

 

5. Барботаж, барботирование (газа, пара через жидкость) - про­пускание газа через жидкость в пузырьковом режиме, не переходящем в струйное течение.

 

6. Бемит - см. боксит

 

7. Боксит - горная порода, руда, содержащая какой-либо вид гид­роокиси алюминия или их смесь. В связи с этим различают гиббситовый (или гидраргилитовый) боксит, содержащий гидроокись в виде Аl(ОН)₃, бемитовый (AlOОН) и диаспоровый (сильно закристализованный AlOОН )

 

8. Варёная пульпа - бокситовая пульпа, прошедшая выщелачивание, т.е. пульпа, в которой гидроокись алюминия (Аl(ОН)₃) или AlOОН) перешла в раствор едкого натра, образуя раствор алюмината нат­рия NaAlO₂; содержит также "красный шлам" (см.) и некоторые другие вещест­ва.

 

9. Вращающаяся печь (для кальцинации гидроокиси алюминия) - представляет собой вращающуюся жаропрочную трубу, расположен­ную наклонно. Нагреваемое вещество загружается в верхнюю часть трубы и самотоком пересыпается постепенно к нижнему отверстию, из которого производится выгрузка. Нагрев осуществляется горя­чими газами, подаваемыми внутрь трубы.

 

10. Вскрываемость (бокситов) - способность (поддаваемость) бок­сита того или иного минералогического состава или месторождения выщелачиваться, т.е. способность гидроокиси, содержащейся в данном сорте боксита, переходить в щелочной раствор, или др. словами, полнота выщелачивания боксита. При прочих равных условиях зависит от модификации гидроокиси алюминия, кристаллического состояния боксита и от состава балласта.

.

11. Выпаривание, выпарка (растворов) - удаление воды из раство­ра посредством ее испарения при кипении раствора. Нагрев раство­ра производится в специальных выпарных аппаратах, в которые теп­ло подводится от внешнего источника. В процессе выпаривания кон­центрация раствора повышается, каустический модуль не меняет зна­чения. Производится либо с целью ускорения выпадения осадка (нап­ример, "рыжей соды"), либо для улучшения растворения гидроокиси алюминия (на переделе выщелачивания).

 

12. Выпарной аппарат - аппарат для выпаривания воды из раство­ров с целью увеличения их концентрации. Обычно состоит из подо­гревательной части и испарительной части. В первой раствор подог­ревается либо внешним источником тепла, либо паром от других испа­рительных аппаратов. В испарительной части, имеющей большую площадь зеркала раствора, происходит испарение подогретого раст­вора. Для ускорения испарения часто используется понижение давле­ния в испарительной части (работа под вакуумом).

 

13. Высокотемпературное выщелачивание - выщелачивание сырой пуль­пы при температуре, намного более высокой, чем температура, при которой начинается растворение гидроокиси алюминия в щёлочи. Позволяет на 1-2% увеличить вскрываемость, извлечение, резко снижает время выщелачивания с 30-40 мин до 2-5 мин. Обычное выщелачивание диаспоровой пульпы, например, производится при 240 ^оС, высокотемпературное - при 300 ^оС.

 

14. Выщелачивание (сырой бокситовой пульпы) - растворение, пе­ревод из боксита в раствор щёлочи гидратов окиси алюминия. Проис­ходит при высоких температуре и концентрации раствора щёлочи. В процессе растворения образуется алюминат натрия NaAlO₂

 

15. Вязкость (раствора, жидкости) - сопротивление движению одного слоя жидкости при перемещении его вдоль другого слоя. Обусловли­вает сопротивление перемещению тела в жидкости или жидкости в трубе. Характеризуется величинами динамической и кинематической вязкости. Зависит от рода жидкости, раствора и температуры.

 

16. ГАСН - гидроалюмосиликат натрия - твёрдое химическое ве­щество переменного состава, образующееся при растворении крем­незёма боксита в щёлочно-алюминатном растворе. Общая химичес­кая формула: Na₂О. Al₂O₃.(1,4-2.0) SiO₂.2 H₂O; средний сос­тав : Na₂О. Al₂O₃.1,7 SiO₂.2 H₂O.

 

17. Гетерогенное (вещество) - т.е. "разнородное" или "неоднороднное" вещество - вещество, состоящее из нескольких фаз, например, жидкой и твёрдой, как пульпа.

 

18. Гиббсит - см. боксит.

 

19. Гидравлическая температурная депрессия - есть разность тем­ператур пара, раствора в начале и конце трубопровода, обуслов­ленная разностью гидравлического давления.

 

20. Гидраргилит - то же, что гиббсит (см).

 

21. Гидрат окиси (гидрокись) алюминия - химическое вещество с основными и кислотными свойствами, имеет несколько модификаций: Аl(ОН)_3, AlOОН и др.. Является основным носителем алюминия в боксите. Хим. св-ва: Аl(ОН)₃ - оксид-гидроксид алюминия, мол. масса 59,99, цвет - белый, кристаллы  ромб., плотность - 3,01 г/см³ , в воде не раств.;  AlOОН - гидроксид алюминия, мол. масса 78, цвет белый, крист. монокл., плотность 2,42 г/см³ , в воде не раств..

 

22. Гидросепаратор (частиц) - аппарат, осуществляющий отделение или разделение частиц по крупности (форме, плотности) в потоках жидкости. Один из типов классификаторов частиц.

 

23. Гидростатическая температурная депрессия - есть разность температур в верхнем и нижнем слоях раствора, обусловленная раз­ностью статического давления.

 

24. Глинозём - техническое название окиси алюминия Al₂O₃ - продукта глинозёмного производства. Хим. св-ва: Al₂O₃ - оксид алюминия, мол. масса 101,96, бесцв., крист. гексаг. или кубич., плотность 3,5-3,9 г/см , темпер. плав. 2010-2050 °С, в воде не ра­створим.

 

25. Гомогенное (вещество) - т.е. "однородное" вещество, состо­ящее из одной фазы.

 

26. Гранулометрический состав (кристаллов, частиц) - процентное относительное содержание частиц того или иного размера в навеске,

 

27. Декомпозёр - аппарат, предназначенный для кристаллизации гидроокиси алюминия из щелочного раствора алюмината натрия. Представляет собой сосуд большого объёма с мешалкой. Для доста­точно полной кристаллизации используется несколько декомпозёров, через которые поток перетекает последовательно.

 

28. Декомпозиция (алюминатного раствора), (то же, что разложение, выкручивание) - изменение, происходящее в алюминатном растворе при температуре 40-70 ^оС и концентрации щелочи менее 150 г/л, сопровождающееся разделением алюмината натрия на гидроокись алю­миния Аl(ОН)₃, которая кристаллизуется и выпадает в осадок, и едкий натр NaОН, остающийся в растворённом виде.

 

29. Депрессия температурная - потери температурного напора в цикле нагрев-охлаждение на выпарных установках и установках вы­щелачивания. Различают (см) физико-химическую, гидростатическую и гидравлическую температурные депрессии. В общем случае поте­ри складываются.

 

30. Диаспор - см. боксит.

 

31. Дисперсионный состав - см. гранулометрический состав

 

32. Дробление - превращение больших кусков, обломков горной породы в мелкие и достаточно однородные по размеру и форме (не более 5 мм) Производится обычно ударами металлических орудий по породе или благодаря соударению кусков породы. Получение зёрен менее 5 мм обычно называют измельчением.

 

33. Едкий натр -  др. названия: сода каустическая, натриевая щёлочь, иногда просто – щелочь – техническоен название гидроокиси натрия  NaОН. Хим. св-ва: мол. Масса 40,0, плотность 2,13 г/см ³, темп. Плав. 327,6 ^оС, растворимость – при 20 ^оС – 107 г, при 100 ^оС – 337 г на 100 г растворителя (воды).

 

 

34. Ж:Т - отношение –сокращенное название весового отношения жидкой и твёрдой фаз в пульпе или суспензии.

 

35. Жидкая фаза - часть вещества, находящаяся в жидком состоянии.

 

36. Затравка - кристаллы, вводимые в кристаллизующийся раствор для ускорения кристаллизации и получения более крупных кристаллов. В частности, для получения более крупных и в большем количестве кристаллов гидроокиси алюминия Аl(ОН)₃ в начало процесса декомпо­зиции вводится затравка в виде мелких кристаллов гидроокиси алю­миния.

 

37. Затравочное отношение (на декомпозиции) - отношение массы Al₂O₃ в затравке к массе Al₂O₃ в растворе. При рав­номерном распределении достаточно говорить об отношении концен­траций. Существенно определяет скорость кристаллизации.

 

38. Игольчатый регулятор - специальный вентиль с запирающим кла­паном, выполненным в виде конуса (иглы), и седлом (дроссельной шайбой) соответствующей формы, изготовленными из абразивоустойчивых сплавов. Предназначен для регулирования потока горячей вареной пульпы из автоклавной батареи в самоиспаритель (или из одного самоиспарителя в другой) при большом перепаде давлений. Производит дросселирование потока, т.е. резкое снижение давления.

 

39. Известковый шлам - твёрдый осадок, полученный после каустификации соды Na₂СO₃, содержащий, в основном карбонат кальция СаСО₃, а также соду и некоторые др. остатки.

 

40. Известь - техническое название гидроокиси кальция Са(ОН)₂. При растворении в воде называется известковым молоком из-за молочного цвета. Хим. св-ва: Са(ОН)₂ - гидроксид кальция, мол. масса 74,09, кристал. гексагон., плотности 2,24 г/см , растворимость в воде - при 25°С - 0,148 г, при 100°С - 0,077 г на 100 г раствори­теля.

 

41. Извлечение глинозёма (из боксита) - отношение количества гли­нозёма, полученного из единицы массы боксита в процессе полного цикла глинозёмного производства, к количеству глинозёма, содержа­щегося в единице массы боксита. Существует понятие теоретического (химического) извлечения - максимально возможного извлечения с учётом потерь только на связывание кремнезёма с образованием ГАСН (см):

где  - кремневый модуль

 

42. Измельчение, размол - механическое превращение крупных частиц в мелкие - диаметром не более 5 мм, путём истирания и дробления более крупных частиц породы.

 

43.Инкрустация подогревателей - отложение на теплообменных повер­хностях твердых осадков, образующихся в процессе нагрева (выщела­чивания) сырой пульпы. Осадки снижают теплообмен и диктуют необ­ходимость периодической очистки аппаратов. Осадки состоят из со­единений кремния, титана, фосфора, кальция, железа и пр. элемен­тов.

 

44. Кальцинация (гидроокиси алюминия) - прокаливание, обжиг при нагреве до температуры 1100-1200 °С гидроокиси алюминия Аl(ОН)₃ с целью отделить связанную воду и получить глинозём Al₂O₃.

 

45. Карбонаты - общее название солей углекислоты, входящих в сос­тав бокситов: в основном, углекислого кальция (карбоната кальция) СаСО³ (известняка), углекислого магния (карбоната магния)  MgСО₃   (магнезита)и углекислого железа (карбоната железа) FeСО₃. Содер­жатся в минералах сидерите, кальците и доломите. Являются вред­ными примесями, так как переводят каустическую щёлочь в карбонатную

 

46. Каустический модуль, каустическое отношение - отношение молярного содедржания Na₂O_cu к молярному содержанию Al₂O₃ Через концентрации  вычисляется посредством соотношения  .

При разбавлении водой или упаривании значение не изменяется.

 

47. Каустификация (соды известью) - химическая реакция и процесс полу­чения едкого натра NаОН из соды Na₂СO₃ при воздействии извести Са(ОН)₂ в определённых условиях.

                                          Na2СО₃ +  Са(ОН)₂ = 2NaOH+СаСО₃

 

48. Кипящего, слоя печь - см. печь кипящего слоя.

 

49. Классификация (кристаллов) - разделение кристаллов на классы (группы, части) по размерам или форме. Практически то же, что гра­нулометрический или дисперсионный анализ, но производимый не с це­лью измерения, а в производственных условиях с целью отбора частиц определённой крупности для последующей обработки.

 

50. Коагулянт - вещество, способствующее коагуляции твёрдого  вещества в жидкости, т.е. способствующее слиянию мелких частичек твёрдого вещества в более крупные.

 

51. Коагулят - осадок твёрдой фазы, появляющийся в процессе коагу­ляции.

 

52. Коагуляция (дисперсной среды) - разделение дисперсной среды на осадок дисперсной фазы (.твердую фазу) и дисперсионную среду (жидкость)

 

53. Конденсатор (пара) - устройство, аппарат для конденсации пара. Принцип действия основан на охлаждении пара при расширении объёма.

 

54. Конденсат - вода (жидкость), полученная от конденсации паров этой жидкости при охлаждении ниже определённой температуры - темпе­ратуры конденсации, равной температуре кипения этой жидкости при данном давлении.

 

55. Конденсация - переход вещества из парообразного состояния (газовая фаза) в жидкое (жидкая фаза) при температуре ниже точки кипения этой жидкости при данном давлении.

 

56. Концентрация (вещества) - количество одного вещества в еди­нице другого вещества или в единице их смеси (например, количест­во вещества, растворённого в единице массы или объёма, или содер­жащегося в газе). Измеряется в разных единицах в зависимости от удобства расчётов - в %, г/л, моль/л, моль/г и т.д.

 

57. Красный шлам - осадок, твёрдая составляющая пульпы, получен­ной после выщелачивания, состоящий из гидроалюмосиликата натрия (ГАСН)(см.), окиси железа FeСО₃, окиси титана и других окисей и их соединений. Красный цвет шламу придаёт окись железа.

 

58. Кремнезём - техническое название окиси кремния SiO₂ - твёрдое кристаллическое вещество (основная составляющая обычного песка), загрязняющее боксит и сокращающее выход глинозёма из боксита. Хим.св-ва: мол. масса 60,08, бесцветный, гексагон. формы, плотность 2,65 г/см³ , температура плавления 1500 "С, в воде не раств..

 

59. Кремневый модуль, кремневое отношение - отношение содержания окиси алюминия к окиси кремния (кремнезему) в боксите или в твёр­дой части пульпы. Обозначается  : 

 

60. Кремневое отношение - см. кремневый модуль.

 

61. Кристаллическая фаза - твёрдая фаза, состоящая из вещества, находящегося в кристаллическом состоянии.

 

62. Магнетит - техническое название окиси железа Fe₂O₃; твёрдое вещество определённой структуры.

*, и

 

63. Малые примеси (в боксите) - примеси, загрязняющие боксит, со­держание которых не превышает долей процента. К ним относятся окислы хрома, ванадия, фосфора, галия и некоторых других элементов.

 

64. Маточный раствор - раствор едкого натра (NaОН), содержащий остатки алюмината натрия (NaAlO₂), полученный после отделения кристаллов гидроокиси алюминия т суспензии на выходе а передела декомпозиции.

 

65. Мембранный насос - устройство для перемещения жидкости по тру­бопроводу из одного сосуда в другой, основанное на вытеснении жид­кости мембраной, колеблющейся в замкнутой камере. Предназначен для работы с жесткой пульпой. Развивает высокие давления (до 60-80 атм.). Имеет сложное устройство, но абразивоустойчив.

 

66. Мешалка - устройство для перемешивания раствора или пульпы в сосуде (часто мешалкой называют сам сосуд в совокупности с пере­мешивающим устройством). Конструкции - самые разно­образные в зависимости от назначения: лопастные, якорные, турбин­ные и др..

 

67. Мокрый помол, размол - измельчение руды после дробления до тех­нологической готовности, производимое в растворе едкого натра (обо­ротном) при ж:т = (0,8-1,0):1, обычно в шаровой мельнице.

 

68. Na₂O_cu - см. окись натрия каустическая.

 

69. Na₂O_gen  – см. общая щёлочь.

 

70.   Na₂O_car  - см. окись натрия углеродная.

 

71. Обескремнивание (пульпы) - переводи окиси кремния (кремнезёма) SiO₂ из боксита в щёлочно-алюминатный раствор с последующей кристаллизацией гидроалюмосиликата натрия (ГАСН) и выпадением его в осадок

 

72. Общая щёлочь Na₂O_gen или R₂O_gen - наименование суммарного содержания (концентрации) окиси натрия и окиси калия, принятое в глинозёмной промышленности, по которому судят о суммарном содер­жании натриевой и калиевой щёлочи.

 

73. Окись натрия каустическая (Na₂O_cu) (условно: каустическая щёлочь} - принятое в глинозёмной промышленности обозначение содер­жания окиси натрия, входящей в состав едкого натрия (NаОН), по которому судят о содержании едкого натра в растворе или пульпе.

 

74. Окись натрия углеродная (карбонатная) (Na₂O_car) - принятое в глиноземной промышленности обозначение содержания окиси натрия, входящей в состав карбоната натрия (соды) Na₂СO₃, по ко­торому судят о содержании карбоната натрия в растворе или пульпе.

 

75. Окись титана - твёрдое химическое вещество TiO₂ выпадающее в осадок при обескремнивании и выщелачивании. Также образует твёрдые осадки в соединении с алюминатом натрия.

 

76. Органические примеси - так называемая, органика, органические вещества, содержащиеся в бокситах в форме гуминов и битумов. Являются остатками древних животных и растении. Замедляют кристаллизацию гидроокиси алюминия на декомпозиции. Частично выводятся с красным шламом, рыжей содой и известковым шламом при каустификации соды.

 

77. Осаждение, сгущение (твёрдого вещества из пульпы или суспен­зии, например, осаждение красного шлама) - падении твёрдых частиц в жидкости и их концентрация в нижней части сосуда. Производится с целью отделения жидкости от твёрдых частиц. (Другими словами, разделение твёрдой и жидкой фаз суспензии).

 

78. Острый пар - пар, подаваемый для нагрева пульпы или раствора непосредственно в пульпу или раствор. Конденсируясь, пар отдаёт полностью свою энергию, но разбавляет пульпу.

 

79. Отмывка - см. промывка.

 

80. Отношение ж:т ( жидкого к твёрдому) - см. ж:т-отношение.

 

81. Отношение затравочное - см. затравочное отношение.

 

82. Отстойник - см. сгуститель.

 

83. Передел (глинозёмного производства) - участок производства глинозема, на котором обрабатываемое вещество подвергается опре­делённой физико-химической обработке и который определённым обра­зом аппаратурно оформлен. Можно выделить переделы: I) измельчения боксита, 2) обескремнивания, 3) выщелачивания, 4) осаждения красного шлама, 5) промывки красного шлама, 6) конт­рольной фильтрации, 7) декомпозиции, 8) отделения гидроокиси алюминия от маточного раствора, 9) выпарки и осаждения рыжей соды, 10) кальцинации гидрата окиси алюминия.

 

84. Перемешивание (пульпы, раствора) - смещение частей, слоев жидкости (,пульпы, раствора) друг относительно друга посредством механического устройства - мешалки. Необходимо для интенсификации химических и физических процессов (теплообмена, растворения, оса­ждения и т.п.).

 

85. Печь кипящего слоя (-для кальцинации гидроокиси алюминия) -печь, в которой нагрев и перемешивание вещества производятся топоч­ными газами, проходящими снизу вверх через слой кальцинируемого (обжигаемого) вещества.

 

86. Подогреватель - см. теплообменник.

 

87. Поршневой насос - устройство для перемещения жидкости по трубо­проводу из одного сосуда в другой, основанное на вытеснении жидкос­ти поршнем, движущемся возвратно-поступательно в замкнутом цилин­дре. Направление всасывания жидкости и выталкивания её задаётся кла­панами. Плохо приспособлен для работы с пульпой, содержащей абра­зивный частицы из-за износа поршня и цилиндра. Развивает высо­кие давления (до 100 атм. и выше). Имеет сложное устройство.

 

88. Промвода, т.е. промывная вода - неконцентрированный раствор алюмината натрия в растворе едкого натрия, полученный при промывке красного шлама водой.

 

89. Промыватель - см. сгуститель.

 

90. Промывка, отмывка шлама, кристаллической массы частиц) - про­пускание воды или неконцентрированного раствора через шлам или кри­сталлическую массу частиц с целью растворения и отбора раство­римых веществ, адсорбированных твёрдыми частицами.

 

91. Противоток - способ движения потоков рабочего вещества (раст­вора, пульпы) и теплоносителя (пара и др.), в теплообменных аппаратах при котором рабочее вещество движется в сторону повышения темпера­туры, а теплоноситель - в противоположном направлении. В определе­нных случаях обеспечивает повышение К.П.Д.

 

92. Пульпа - смесь жидкости (раствора) и измельчённых твёрдых час­тиц, по происхождению и составу не связанных с жидкостью, например, смесь раствора едкого натра с измельченной бокситовой рудой.

 

93. П.П.П. - (читается пэ-пэ-пэ) аббревиатура (сокращение) слов "потери при прокаливании". Процентное содержание в боксите, шламе, кристаллической массе веществ, сгорающих и возгоняющихся при про­каливании при лабораторном анализе. В состав этих веществ в основ­ном входит связанная (гидратированная) вода, органические соеди­нения и разлагаемые соли.

 

94. Разбавление пульпы (суспензии) - разбавление водой пульпы или суспензии с целью улучшить их оседание в сгустителях и одновременно отмыть от щёлочи.

 

95. Разбавление растворов - понижение концентрации растворов при добавлении в них воды или слабоконцентрированного раствора щёлочи. В глинозёмном производстве производится с целью изменения (уменьше­ния) концентрации щёлочи и сдвига процесса кристаллизации в сторону увеличения её скорости.

 

96. Разложение (алюминатного раствора) - см. декомпозиция.

 

97. Рассеивание, рассев (твёрдых частиц) - разделение частиц на ситах с разными размерами ячеек на фракции, классы по крупности.

 

98. Регенерация тепла - практически то же, что (см.) рекуперация тепла.

 

99. Рекуперация тепла - повторное использование тепла нагретого тела для нагрева холодного тела, например, тепла вареной пульпы для нагрева сырой пульпы.

 

100. Репульпатор - (т.е. разбавитель пульпы), мешалка, в которой производят разбавление пульпы водой или промводой до нужного уров­ня отношения ж:т.

 

101. Рыжая сода – сода Na₂СO₃, полученная после выпаривания маточ­ного раствора, содержит остатки окислов железа и др. металлов, при­дающих соде рыжеватый оттенок.

 

102. Самоиспаритель - аппарат, предназначенный для отделения пара от нагретого раствора. Отделение производится в процессе вскипания жидкости при понижении давления ниже значения, при котором эта жид­кость кипит. Самоиспаритель содержит сепаратор для отделения пара от жидкости (см. сепарация). Часто эти названия употребляются яа взаимозаменяемо.

 

103. Сгуститель (отстойник, аппарат Дора) - аппарат, предназначен­ный для осаждения твердого вещества из пульпы (например, красного шлама из вареной пульпы) или из суспензии и его отбора. Сгущение часто совмещают с промывкой; в этом случае сгустители называют промывателями. Снабжён медленно вращающейся мешалкой для ускорения оседания и для выгрузки осадка.

 

104. Сгущение - см. осаждение.

 

105. Седиментометрический анализ - один из методов гранулометри­ческого анализа состава частиц, основанный на я различии в скорос­ти оседания частиц в зависимости от их крупности.

106.  Сепарация (пара) - отделение пара, вскипающего при понижении давления нагретого раствора, без подведения тепла в аппарат (се­паратор) извне.

 

107. Слив (раствора) - осветлённая, т.е. отделённая от твёрдых частиц жидкая часть (фаза) пульпы или суспензии после сгущения (т.е. на выходе сгустителя).

 

108. Сода безводная, (иногда: карбонатная щёлочь) - технические наз­вания углекислого натрия Na₂СO₃. Образуется, в основном, при вза­имодействии едкого натра с карбонатами, содержащимися в боксите.

 

109. Сода каустическая - см. едкий натр.

 

110. Сульфиды - общее название солей сероводородной кислоты, содер­жащихся в боксите чаще всего в виде сульфидов железа FeS₂ и т.п. В хороших бокситах не должно быть более 1% серы.

 

111. Суспензия - взвесь мелких твёрдых частиц в жидкости.

 

112. Сухой пар - пар, используемый для нагрева пульпы или суспен­зии через теплообменные поверхности (в подогревателях). Не разбав­ляет пульпы по сравнению с острым паром, но передача тепла осущест­вляется не полностью.

 

113. Сырая пульпа - бокситовая пульпа, не прошедшая выщелачивания, т.е. пульпа, в которой гидроокись алюминия ещё не перешла в раст­вор едкого натра.

 

114. Твёрдая фаза - часть вещества, находящаяся в твёрдом состоянии (аморфном, кристаллическом, поликристаллическом и т.п.).

 

115. Температурный режим - распределение температуры либо в данной точке во времени ^нестационарный процесс), либо в данный момент времени в различных точках процесса (стационарный процесс).

 

116. Теплообменник - аппарат, в котором происходит обмен теплом между двумя жидкостями, разделёнными металлическими перегородками, стенками. Теплообменники служат как для подогрева жидкостей (подог­реватели), так и для их охлаждения (холодильники).

 

117. Тонина помола - т.е. тонкость помола, средняя величина, раз­мер чатиц размолотого твёрдого вещества, например, боксита. Для каждого вида боксита существует тонина помола, оптимальная для дальнейшей его обработки.

 

118. Трубчатый выщелачиватель - аппарат для выщелачивания пульпы, представляющий собой подогреватель "труба-в-трубе" достаточной длины (до I км) для завершения выщелачивания при прохождении пуль­пы по внутренней трубе. Обычно используется при температурах не ниже 280-300 ^oС (давлении 60-80 атм).

 

119. Упаренный раствор - раствор, из которого вывариванием удалена части д воды, ь результате этого увеличивается концентрация раст­вора.

 

120. Устойчивость раствора (алюмината натрия) - свойство раствора сохранять свое  состояние без изменения в течении длитель­ного времени, в частности, не кристаллизуясь, т.е. не разлагаясь на щёлочь и гидроокись алюминия.

 

121. Фаза физическая (вещества) - состояние вещества, характери­зуемое определенными связями или взаимодействиями между атомами и молекулами, например, см. "жидкая", “твёрдая" фаза" Фаза определяет­ся как часть вещества системы веществ, отделённая от других час­тей поверхностью раздела, при переходе через которую свойства из­меняются скачком.

 

122. Физико-химическая температурная депрессия - есть разность между температурами кипения раствора и чистого растворителя при постоянном давлении. Увеличивается с повышением концентрации рас­твора и давления. Различна для разных растворов.

 

123. Фильтр - аппарат, предназначенный для отделения твёрдого ве­щества от жидкости при прохождении пульпы или суспензии через по­ристую перегородку. Разделение может происходить как под действи­ем силы тяжести, так и под действием искусственно созданного перепад да давления. Конструкции разнообразны: барабанные, ленточные, ва­куумные фильтры и др.

 

124. Фильтрация (пульпы, суспензии) - разделение твёрдой и жидкой . фаз пульпы или суспензии на пористой слое (фильтровальной ткани и т.п.).

 

125. Флокулянт - вещество, способствующее флокуляции (комкованию твёрдого вещества) шлама. В качестве флокулянта для флокуляции красного шлама используется р)ажаная мука, овсюг, полиакриламид и др. искусственные вещества.

 

126. Флокуляция (шлама)- укрупнение агрегатов (скоплений частиц) шлама, ускоряющее оседание твёрдого вещества. Для ускорения флокуляции в пульпу добавляется флокулянт.

 

127. Фракция (навески, пробы частиц) - часть навески, содержащая частицы с размерами, лежащими в определённом диапазоне значений, Вся навеска делится на определённое число фракций. Отношение частиц (по числу или по массе) в данной фракции к общему числу частиц в навеске определяет процентное содержание частиц данной фракции в навеске.

 

128. Центробежный насос - устройство для перемещения жидкости по трубопроводу из одного сосуда в другой, основанное на вытеснении жидкости крыльчаткой, вращающейся в камере, действием центробеж­ных сил. Способен работать на разнообразной пульпе (мягкой, жёст­кой, с различным отношением ж:т), но развивает относительно малые давления (20-30 атм). Сравнительно прост по конструкции и имеет большую производительность.

 

129. Электролиз - электролитическая реакция разложения глинозёма под действием электрического тока на алюминии и кислород. При этом алюминий откладывается на одном из электродов. Производится в фу­терованных ваннах в присутствии криолита Na₃(AlF₆) при темпера­туре около 950 С. Является основным способом получения алюминия.