Міністерство освіти і науки Республіки Казахстан
Павлодарський механічні-механічну-механічне-механічна-хіміко-механічний коледж
Контрольна робота
На тему: Виробництво глинозему
По предмета: Введення ЄІАС у спеціальність: «Виробництво алюмінію»
>Павлодар 2011 рік
Зміст
1. Коротка характеристика виробництва (призначення процесу, актуальність технології, застосування продукту)
2. Характеристика сировини й готового продукту
3. Хімізм процесу (теоретичні основи процесу)
4. Технологічна схема виробництва (копія технологічної схеми)
5. Опис основного апарату (копія)
6. Техніка безпеки
7. Список використовуваної літератури
1. Коротка характеристика виробництва (призначення процесу, актуальність технології, застосування продукту)
>Спеченний глинозем – це сучасний матеріал високої якості, знайшов використання у виготовленні особливотермостойких виробів.
Поруч із ним саме в промисловості застосовуються глиноземтабулярний і реактивний, які відрізняються технології виготовлення і низкою характеристик.
>Глиноземспеченний, він такожкальцинированний – це оксид алюмінію,повергшийся додаткової температурної обробці –кальцинаций.
При кальцинації глинозем нагрівають до високих температур, але, не дозволяючи кристалам оксиду алюмінію вирушити.
за рахунок як і додаткової температурної обробки глинозем отримує ряд цінних і властивостей.
Від плавленого глинозему цей вид матеріалу особливий тим, що є у структурімикропори, і тому набагато краще формується і пов'язується.Спеченний вид штучного глинозему має такими відмітними властивостями:
>Электроизоляция
> Підвищена вогнестійкість</p>
>Улучшенная механічна міцність
> Підвищена стійкість до швидкого зносу йистиранию
> Здатність надання точних ж розмірів та форм готовим виробам.
>Кальцинированний глинозем може випускатися у різних фракціях, залежно від рівня подрібнення і середніх розмірів кристалів. Різні сорти цієї статті виконують різні функції у складі вогнетривких матеріалів і надають їм додаткові властивості.
Найважливіші їх:
> Збільшення ресурсу і спільного терміну служби виробів рахунок збільшення змісту оксиду алюмінію
> Висока щільність частинок у цих колегіях невеликого розміру та як наслідок підвищення механічної міці й опірностіистиранию і зносу
> Висока вогнестійкість і стійкість до термічним ударам з допомогою взаємодії матеріалу зі єднальними елементами як глиноземний цемент чи глина.
Може виготовлятися уживати як і вільному,неформованном вигляді, і у вигляді пов'язаних, монолітних виробів.
>Кальцинированний глинозем використовується під час виробництва наступних виробів:
> Свічки запалювання
>Фарфоровие вироби
> Керамічні фільтри
>Износостойкая кераміка
>Високовольтние ізолятори
>Санитарно-технические вироби
> Керамічні вироби для електроніки
> Вироби технічною відсталістю та інженерної кераміки
> Керамічна плитка тощо.
>Кальцинированний глинозем знайшов використання у наступних галузях: виробництво корунду, вогнетривка,стекольная, хімічна промисловості, виробництво побутової, електротехнічній, технічною відсталістю таизносостойкой кераміки.
2. Характеристика сировини й готового продукту
>Боксит (>фр. >bauxite) (під назвою місцевостіBaux Півдні Франції) — алюмінієва руда, що складається згидроксидов алюмінію, оксидів заліза і кремнію, сировину щоб одержатиглинозема іглиноземосодержащих вогнетривів. Змістглинозема з промисловою бокситах коштує від 40 % до 60 % і від. Використовується також як флюсу в чорної металургії.
Зазвичай боксити є землистуглиноподобную масу, яка може матиполосчатую,пизолитовую (>гороховидную) або однорідну текстуру. У умовах вивітрювання польовішпати (мінерали, складові більшу частину земної кори і єалюмосиликатами) розкладаються із заснуванням глин, але за умов спекотного клімату і високої вологості кінцевим продуктом їх розкладу може стати боксити, т. до. така обстановка сприяє виносущелочей ікремнезема, особливо зсиенитов чи габро.Боксити переробляють в алюміній поетапно: спочатку отримують оксид алюмінію (>глинозем), та був металевий алюміній (електролітичним способом у присутностікриолита).
Властивості глинозему
Алюміній утворюється з киснем три окису: . Усубокиси вінодновалентен, в -трехвалентен, а >AlO виявляє змішану валентність.Субсоединения і може отримати при високих температур відновленням чи термічним розкладанням але практичного значення ці процеси доки мають.
Сировиною для алюмінію служить глинозем -порошкообразная глинозем, що складається з двох різновидів (модифікацій) окисла: (>альфа-глинозем) і (>гамма-глинозем).Альфа-окись алюмінію - найбільш стійка форма, є у природою вигляді мінералу корунду. Вона має міцну структуру, велику твердість і хімічну стійкість: температура плавлення корунду (>2054±6)°С.Гамма-глинозем виходить при зневодненні гідроокису алюмінію, добре взаємодіє зі розчинами лугів і кислот, має високоїгигроскопичностью. Навіть нагрітий до1000°С гама глинозем утримує близько 1% води, і тільки тривала витримка при1200°С повністю йогообезвоживает.Гамма-глинозем у своїй перетворюється на корунд.
3. Хімізм процесу (теоретичні основи процесу)
Виробництво алюмінію починається із виробництваглинозема.Глинозем –Al2O3 біле кристалічний речовина. Відомий як двох модифікацій альфа (корунд) і гамаглинозема.Корунд є у гірських породах як безбарвних кристалів. Проте найчастіше природний корундзагрязненмагнетитом,гематитом, кварцом та інших. Кристали альфаAl2O3 вирізняються в червоний колір (рубін), в синій (сапфір), є дорогоцінними мінералами.Глинозем гама модифікації у природі не трапляється утворюється під час зневодненнігидроокисей в температурному інтервалі 500 – 900 градусів Цельсія. При нагріванні від 900 – 1200 він перетворюється на альфаAl2O3.
Способи отриманняглинозема, які у обробки руди лугами,связивающимиглинозем в розчиннуалюминат натрію, найбільш прості й економічні. Для перекладуглинозема валюминат натрію руду безпосередньо обробляютьщелочью (спосіб Баєра), абоспекают з солями лужних іщелочноземельних металів, одержуючитвердиеалюминати, які потімвищелачивают водними розчинами.
Спосіб спечення застосовується на переробкувисококремнистогобоксита.
>Приготовленная шихта з тонкоизмельченногобоксита, вапняку, соди, оборотних продуктів нагрівається, і спікається за нормальної температури 1100-1300 градусів в трубчастих обертових печах. Отриманийспек як шматків різного розміру й певного мінералогічного складу обробляється оборотними лужними розчинами слабких концентрацій чи водою для перекладуглинозема і лугів валюминатний розчин. Після очищення розчину від твердих домішок ікремнезема його розкладають методомкарбонизации чи декомпозиції щоб одержати в осаді гідроокису алюмінію.Гидроокись алюмінію після промивання і фільтрації іде накальцинацию за високої температури в трубчастих обертових печах. Після охолодженняглинозем вирушає споживачеві.
Сухий лужної спосіб (інтеграція; дає змогу отримувати чистий глинозем з руд (низькосортних бокситів,нефелинов та інших.) з великим (вище 6%) змістом кремнезему.Алюмосодержащая порода подрібнюється з вапняком і содою і спікається в печах за нормальної температури 1200—1300°, у результаті глинозем перетворюється на розчинну у питній воді лужноїалюминатNa20»Al203, а кремнезем пов'язується в нерозчиннийдвухкальциевий силікат. Після вилуговування, згущення, промивання й відокремлення шламу чистий алюміній розкладається методомкарбонизации. Надалі процес такий ж, як і за способі Баєра. Для нефелінових руд найбільш раціональний сухий лужної спосіб,к-рий дозволяє здійснити комплексну переробкунефелиновой породи із отриманням додаткових продуктів— соди, поташу і цементу.Алунитовие руди переробляються також із сухому лужному способу із отриманням як побічних продуктів сірчаної кислоти і кухонної солі.
На тонну глинозему нанефелиновом сировину витрачається 5—6 тнефелиновой руди, 7—8 т вапняку, 1,5—2,0 т вугілля для печей спечення і 5—6 т пара високої професійності і низький тиск. Структура основних фондівглиноземного заводу (діючий завод середньої потужності, працюючий на бокситах, спосіб Баєра) в %: будівлі і споруди — 70, устаткування з монтажем — 26, інші — 4; випуск глинозему на 1 млн. крб. капіталовкладень (>т/100 крб. на рік — 1,1—1,2).
Спосіб Баєра, нині домінуючий у виробництві глинозему, придатний лише переробкималокремнистих бокситів (з модулем вище 7). По способу ж спечення можна переробляти на глинозем як всякі боксити, а йнефелини, глини, каоліни та іншіалюмосиликатние породи, запаси яких практично невичерпні. Вперше цей спосіб застосували в 1858 р. ЛуїЛе-Шателье, він став отримувати глинозем з бокситів,спекая його з содою і розкладаючи потімалюминатние розчини вуглекислим газом. Однак у такому вигляді спосіб непридатний на переробку кременистих бокситів через великі втратAl2>O3 іNa2>O, а високосортних бокситів вигідніше спосіб Баєра.
Мюллер (1880 р.) запропонував приспеканииалюмосиликатов додавати, крім соди,магнезит чидоломет для зв'язування кремнезему в силікатищелочноземельних металів, не розчинні у питній воді.
У 1897 р.Пеняков запропонував спосіб алюмінатних руд зNa2>SO4 у присутності відновлювача, а 1916 р. спосіб спечення багатихкремнеземом руд тільки з вапняком.
Всебічна розвиток виробництва і вдосконалення способу спечення стосовновисококремнистимбокситам,нефелинам та іншихалюмосиликатним породам повністюсвязане із конкретними іменами радянських учених. Під керуваннямА.А.Яковкина іИ.С.Лилива з участюВ.Н.Мазеля,Ф.Н.Строкова та інших. розробили спосіб спечення сухийбоксито-известняково-содовой шихти. Такий спосіб застосували на Волховському алюмінієвому заводі на переробку бокситівТихвинского родовища. Пізніше на пропозиціюВ.А.Мазеля наТихвинском глиноземному заводі було здійснено варіант спечення мокрою шихти.
Переробканефелинового сировини способом спечення освоєна на трьох заводах: на Волзькому алюмінієвому,Пикалевском глиноземному іАчинскомглиноземом комбінаті.
До складубокситовой шихти для способу спечення входять: боксит, вапняк, оборотний содовий розчин, свіжа сода як компенсація втрат луги у процесі і оборотні продукції (шламиобескремнивания, шламкаустификации).
Приспекании такий шихти утворюється добре розчинну у питній водіалюминат натріюмалорастворимийдвухкальциевий силікат і нестійкий догидролизуферрит натрію за такими реакцій:
Відповідно до цими реакціями в шихті мусить бути витримані такі молекулярні відносини:
Длянизкокремнистих бокситів може бути застосована збираннябоксита з содою без добавки вапняку. Цей метод називається термічнакаустификация, вона дозволяєкаустифицировать соду,образующуюся у процесі Баєра, і навіть замінити дорогу До. луг содою.
Отриманіспеки якбокситовие, інефелиновиевищелачивают оборотними розчинами чипромивними водами. У цьомуAl2>O3 перетворюється на розчин якалюминатов лужних металів;феррит натріюгидролизуется із заснуванням нерозчинною гідроокису заліза і їдкою луги, сприяє підвищенню стійкості алюмінатних розчинів. Виниклий двохкальцевий силікат при взаємодії залюминатним розчином частково розкладається, і кремнезем у своїй перетворюється на розчин. Та більшістьдвухкальциевого силікату залишається вшламе.Шлам відділяють відалюминатного розчину, аалюминатний розчин піддаютьобескремниванию і розкладанню виділення гідроокису алюмінію.Маточний розчин, отримуваний після виділення гідроокису алюмінію, під час виробництва глинозему збокситаупаривают до певної концентрації солей й використовують на приготування вихідної шихти.Шлам,получающийся привищелачиваниибокситовихспеков, нині не використовують і викидають нашламовое полі.
Підготовка шихти для спечення
Апаратура й технологія цього переділу визначаються такими вимогами процесу спечення: компоненти шихти би мало бути тонкоизмельчени, точносдозировани і добре змішані; шихта повинна містити мінімум вологи, необхідне забезпечення її плинності (збільшення вологи в шихті призводить до збільшення витрати палива їхньому випаровування і поступового зменшення продуктивності печей спечення); в шихті би мало бути суворо витримані задані молекулярні співвідношення компонентів.
Приготування шихти зводиться до виконання таких операцій: а) роздрібненнябоксита вапняку; б) мокрого розмелювання компоненти шихти; в) коригування шихти.
Зазвичай, ці руди надходять на цей завод як великих шматків. Залежно відкрупности, твердості і вологості роздрібнення руд проводиться на кілька стадій вщекових,капусних, імалотоковихдробилках.Крупность роздрібнення повинна бути достатньою для наступної операції – розмелювання.Взмол ведуть у трубчастих млинах під час виробництваглиноземе з бокситів, боксит і вапняк розмелюють разом усодовом розчині післявипарки. Для компенсації втрат лугів в шихту подають свіжу соду. При переробці бокситів інефелинов в шихту вводять білий шлам відобескремниванияалюмосиликатних розчинів.
Компонентидозируют в такий спосіб, щоб по закінченні розмелювання отримати шихту необхідного складу.
>Шихту після розмелювання закачують в ємності з повітряним перемішуванням, званікоррекционними басейнами, у яких здійснюють остаточну коригування шихти. З корекційних басейнів пульпу через котрі живлять басейни відкачують на печі спечення.
>Спеканиебокситовихшихт
Призначення цього переділу залежить від максимально повному зв'язуванні окису алюмінію і окислів лужних металів шихти в лужніалюминати, а з'єднання кремнію – вдвукальцевий силікат. Крім цих сполук, приспекании утворюютьсяферрит натрію й інші продукти. Освіта всіх таких сполук можливо, зависокотемпературном випалюванні шихти температури спечення визначаютьсяминералогическими і хімічними складами матеріалів, які входять у шихту, і вони становлять длябокситовихшихт близько1150-1250°С.
У процесі спечення послідовно відбувається зневоднення мокрою шихти, нагрівання матеріалу, дисоціації вапняку, освітуспека, охолодженняспека.
Дляспекабокситовой шихти застосовуються барабанні які працюють печі діаметром 3-5 метрів і довжиною 50-100.
Як паливо для печей спечення використовуються вугілля, мазут, газ. Охолодженняспека від 1000-1100 до100°С здійснюється у обертових барабанних чиколосиликових холодильниках.
Після роздрібненняспек направляють на вилуговування, а що відходять з печей спечення гази очищають від пилу у системі послідовно розташованих пилових камер, циклонів іелектрофильтров.Уловленную пил повертають в печі, а частина газів після додаткової очищення подають накарбонизацию (якщо є такий переділ).
Вивчення фізико-хімічних перетворень приспекании різнихшихт утруднено наявністю значної частини реагують окислів, вільних чи пов'язаних. Їх буває щонайменше п'ять, а зазвичай більше.
Взаємодія між >Na2>CO3 і >Al2>O3 при нагріванні
Реакція між тими окислами – одне з найважливіших вбокситовой шихті, позаяк у результаті цього реакції виходить розчиннуалюминат натрію.
Реакція між окисом алюмініюбоксита з содою завершується із заснуваннямметаалюмината натрію –Na2>CO3 >Al2>O3 (>NaAlO2).
Взаємодія між содою і окисом алюмінію протікає за реакцією:
Взаємодія міжNa2>CO3 і Fe2>O3
Освітаферрита натрію у виробництві глинозему способом спечення багато важить. Привищелачиванииспекаферрит натрію розкладається внаслідок гідролізу після визволення їдкою луги, яка потрібна на підвищення стійкості алюмінатних розчинів.Феррит натрію утворюється, як іалюминат натрію за реакцією:
Взаємодія між >CaCO3 і >Al2>O3
При висиханні температурах взаємодії утворюютьсяалюминати кальцію, важливі у виробництві глинозему, а йцеллита, вогнетривів, кераміки. Тому системаCaO –Al2>O3 вивчалася багаторазово і старанно. За даними, приспекании різнихшихт, які містять луг, вспеках утворюютьсяCaOAl2>O3; 12CaO7Al2>O3;5CaO3Al2>O3, представлене твердим розчиномалюминатов кальцію зSiO2; іMgO ін. компонентів.
Взаємодія між >CaCO3 і >SiO2
У системіCaO –SiO2 відомі такі сполуки: 1)метасиликат кальцію (>CaOSiO2) з температурою плавлення1540°С.Устойчив до1150°С нижче утворюєтьсяCaOSiO2
2)трехкальциевий силікат3CaO2SiO2, з температурою плавлення1475°С;
3)ортосиликат (>двухкальциевий силікат) кальцію2CaOSiO2, плавиться при2130°С;
4)трехкальциевий силікат3CaOSiO2 виходить якщо випалюванні сумішіCaO іSiO2 за нормальної температури від 1400 до1500°С.
У виробництві глинозему за способом спечення найбільше значення має тутортосиликат кальцію, оскільки він виникає першим при нагріванні сумішіCaO зSiO2 будь-який пропорції. Встановлено, що незалежно від співвідношенняCaO іSiO2 в вихідної суміші (від 1:1 до 3:1) на початку спечення утворюється завждидвухкальциевий силікат.
Взаємодія >CaCO3 з >TiO2 і Fe2>O3
>TiO2 іCaO утворюютьметатитанат кальцію (>CaOTiO2) чипервекит. Така ж з'єднання утворюється й у присутності лужних карбонатів. Отже, під час виробництва глинозему за способом спечення слід додавати стільки вапняку, що він пов'язав як кремнезем, а йTiO2.
І тутметатитанат натрію утворюватися нічого очікувати, що знизить втрати луги. Приспекании ненасиченої содою шихти окис заліза утворює зCaCO3 >феррити кальцію. У системіCaO–Fe2>O3 давно відомі дваферрита:CaOFe2>O3 і2CaOFe2>O3.
Першим приспекании утворюється2CaOFe2>O3, тож коли в суміші ставленняCaO до Fe2>O3 одно 2,0 то, при всіх температурах утворюється2CaOFe2>O3.
Бо за низьких температурах з содою утворюється скорішферрит, ніжалюминат, то, якщо соди бракує до повного зв'язуванняAl2>O3 і Fe2>O3, вона витрачається здебільшого освітіферрита натрію, а глинозем залишається вільним, але за900°С і від продукт реакції полягає головним чином ізалюмината натрію, що з витісненнямNa2>O зферрита за реакцією:
Зі збільшенням концентраціїферрита натрію знижується температура плавлення твердих розчинів і зменшаться термічна майданчикспекообразования.
Отже, залежно від молекулярного відносиниNa2>O: R2>O3 у системіNa2>O –Al2>O3 – Fe2>O3 можуть утворюватися і водночас може бути такі фази:
1) примолярном відношенніNa2>O: R2>O3>1 – тверді розчиниNa2>O·Al2>O3 –Na2>O·Fe2>O3 і вільнаNa2>O іNa2>CO3;
2) приNa2>O: R2>O3= 1 – лише тверді розчиниNa2>O·Al2>O3 –Na2>O·Fe2>O3;
3) приNa2>O: R2>O3<1 утворюються два типу твердих розчинів:Na2>O·Al2>O3 –Na2>O·Fe2>O3 і·Al2>O3 – ·Fe2>O3 чиNa2>O·11(Al,Fe)2>O3;
Невигідно додавати в шихту соди понад одного моля на мільAl2>O3 + Fe2>O3, оскільки надлишок соди утворює при випалюванні зсиликатом кальцію сполуки, які надто повільно розкладаються у воді й лугах, що викликає підвищені втрати луги.
Взаємодія між >Na2>CO3, >Al2>O3, Fe2>O3 і >SiO2
Цю систему відбиває основні перетворення, які відбуваються приспеканиималокремнистогобоксита з содою. Високе вилученняAl2>O3 іNa2>O зспеков такої системи можливе лише для бокситів з гаком змістом кремнезему, які вигідніше переробляти за способом Баєра. Але часом вигідно невелику частку таких бокситів перероблятиспеканием (паралельна схема поєднання способів для термічноїкаустификации соди.
Такабокситовая шихта називаєтьсядвухкомпонентной (>боксит+сода).
Зблизька умов спечення сумішіNa2>CO3,Al2>O3 іSiO2 вказувалося, щоспеки перебувають у основному залюмината іалюмосиликата натрію.
При додаванні Fe2>O3 вспеке з'являєтьсяферрит натрію у кількості, визначеномумолярним ставленнямNa2>CO3 доAl2>O3 + Fe2>O3. Якщо соди достатньо повного зв'язуванняAl2>O3 і Fe2>O3, вся окис заліза перетворюється наферрит натрію виходить вспеке лише стільки, скільки соди успадкували від зв'язуванняSiO2 іAl2>O3.
Привищелачиванииспекаферрит натрію розкладається, звільняючи каустичну луг, яка підвищує стійкість алюмінатних розчинів. Тому соду зазвичай вводять на повне зв'язуванняAl2>O3 і Fe2>O3.
Отже інтеграція сумішіNa2>CO3,Al2>O3, Fe2>O3 іSiO2 даєспек, що залюмината,алюмосиликата іферрита натрію. За цих умов залежність між виходомAl2>O3 (%) і відсотковим змістом кремнезему (P.S) і глинозему (a) вбоксите виражається наступним рівністю:
Якщо склад шихти виражений вмолях:
де P.S і n – кількість молейSiO2 іNa2>O на 1 мільAl2>O3 вбоксите.
Освітою твердих розчинів міжалюмосиликатом іферритом натрію можуть пояснюватися підвищені втрати луги протистехиометрии освітуалюмосиликате натрію привищелачиванииспека зсодобокситовой шихти.
Повне вилученняAl2>O3 іNa2>O можливо, як у шихтіс=2S, тобто. коли за кожен мільSiO2 в шихту вводиться 2 моляСаО і 1 мільAl2>O3 доводиться 1 мільNa2>O.
Насиченою шихтою називається така, коли все кремнезем пов'язується вдвухкальцевий силікат, а вся глинозем і весь окис заліза – відповідноалюминат іферрит натрію, тобто. у ній дотримуються такімолярние співвідношення:СаО:SiO2=2,0;Na2>O:Al2>O3=1,0;Na2>O:Fe2>O3=1,0.
Приспекании руд з помірним змістом Fe2>O3 іSiO2 насичена шихта забезпечує практично повне вилученняAl2>O3 іNa2>O, і називається нормальної. З іншого боку при нормальної шихті спостерігається широка майданчикспекообразования, що полегшує випал, зменшуючи небезпека освіти кільцевихнастилей. При насиченою шихті утворюється найпростіший складспека.
Хімічні реакції приспекании ненасиченихшихт ще недостатньо вивчені, а складспеков більш складено, частина глинозему у яких перебуває тільки у складіалюмината натрію, а й у складі сполук, у тому числіAl2>O3 не витягається привищелачивании. ТожAl2>O3 зспеков такий шихти менше, ніж ізспеков насиченою.
Фізико-хімічні властивостіспеков
>Алюминатниеспеки мають складний хімічний і фазовий склад, що визначається переважношихтовкой вихідних компонентів і режимом процесу спечення. Основним складовимиспеков є-2СаОSiO2 і лужніалюминати складуNa2>OAl2>O3 і K2>OAl2>O3, а при переробці сировини із високим вмістом заліза – що й лужніферрити складуNa2>OFe2>O3. Поруч із вспеках можуть бути присутні потрохутитанат натріюNa2>OTiO2,алюминати кальцію,геленитанортит –CaOHl2>O2SiO2 ,феррит кальцію та інші сполуки типу:mNa2>OpCaOnSiO2;mNa2>OnFe2>O3>pSiO2.
При оптимально вибраних співвідношеннях вихідних компонентів в шихті і оптимальних режимах спечення в алюмінатнихспеках переважно присутніалюминат натрію (>Na2>OAl2>O3) і (>-2СаОSiO2), що утворюють ізотропну фазу.Щелочниеалюминати, перебувають у ізотропного фазі, розчиняються у воді й лужних розчинах.
Нині вважається, основні фази є успека в самостійному вигляді, адвухкальциевий силікат залюминатом натрію іалюминат натрію зферритом натрію частково можуть утворювати між собою тверді розчини.
Фізичні властивостіспека обумовлені, переважно,гранулометрическим складом шихти і режимом її спечення, і навіть режимом охолодженняспека.
Зазвичай,алюминатниеспеки є пористі частки кулеподібної форми з відносно рівномірним розподілом фаз з усього обсягу.Насипная маса кафе і пористістьспеков сильно залежить від температурного режиму спечення.
>Гранулометрический складспеков визначається умовами його одержання мірою роздрібнення передвищелачиванием.Гранулометрический склад, загальна пористість і щільність визначають насипну масуспека: зі збільшеннямпористости ікрупностиспека насипна маса зменшується.
Найважливішою характеристикоюспека є його пористість. За міру загальноїпористостиспека приймається відсоткове співвідношення обсягу пір загального обсягуспека. Длябокситовихспеков цей показник становить зазвичай 10-20%.Вищелачиваниеспеков ведуть водою, лужними чиалюминатними розчинами, які можуть містити карбонат натрію. У цьому відбувається розчиненняалюмината натрію (калію), гідроліз феритів і змішанихалюмоферритов на тойрасвор їдкого натра (калію), і навіть розкладання частинидвухкальциевого силікату внаслідок взаємодії його з лугом чикарбонатом натрію.
Через війну розчиненняалюмината натрію та перебігу реакцій відбувається вилучення цінних компонентів (глинозему і луги) в розчин.
Ступінь вилучення цих складовихспека залежить від багатьох чинників: хімічного складу і фізичних властивостейспека, режиму вилуговування, апаратурною схеми вилуговування та інших.
Через війну реакції (3) і (4) кремнезем перетворюється на розчин, й утворятьсягидроокись і карбонат кальцію. Ці сполуки вступають у взаємодію Космосу залюминатом натрію, створюючималорастворимиегидроалюмосиликати натрію (>ГаСН) і кальцію (>гидрогранати), що є джерелом втрат глинозему і луги (втрати у результаті перебігу вторинних реакцій):
Залежно та умовами вилуговування утворюютьсягидрогранати, які мають числоSiO2 молей на мільAl2>O3 коштує від 0,1 до 1.
Встановлено, основна частка втрат глинозему привищелачиваниикрупнодробленихспеков пов'язане з освітоюгидрогранатов.
Привищелачиваниимелкодробленихспеков поруч із переважним освітоюгидрогранатов відбувається освітуГАСН. ОсвітаГАСН у разі сприяє високий рівеньпересищения розчинукремнеземом, обумовлена розкладанням–СаОSiO2. При високих концентраціях карбонату натрію глинозем і луг губляться переважно у складіГАСН за реакцією (4).
>Висвободившийся у результаті реакції кремнезем, взаємодіючи залюминатним розчином, утворюєГАСН. В міру зниження концентрації карбонату натрію з часом умови, сприятливі для освітигидрограната.
>Титанат натрію в лужних розчинахгидратируется із заснуванням водноготитанатаNa2>OTiO2>xH2>O, і потім частковогидролизируется із заснуваннямTiO2>xH2>O іNaOH.
>Алюминати кальцію взаємодіють із лужним розчином із заснуваннямнерастворимоготрехкальциевогошестиводногоалюмината кальцію іалюмината натрію. Длямонокальциевогоалюмината ця реакція має вигляд:
>Феррити кальцію частково розкладаютьсяалюминатними розчинами за реакцією:
У присутності великих кількостей карбонату натріюалюминати кальцію розкладаються за реакцією:
4. Технологічна схема виробництва (копія технологічної схеми)
Принципова схема пічний нитки
5. Техніка безпеки
1.Глиноземное виробництво пов'язаний із переробкою великої кількості розчинів іпульп, велику кількість агрегатів і апаратів з електроприводом, наявністю устаткування з обертовими і рухливими деталями, виробництвом на діючих ділянках будівельних і монтажних робіт, що створює певну небезпеку під час роботи.
2. Експлуатацію глиноземного виробництва ведуть у відповідність до «Спільними правилами безпеки підприємствам і закупівельних організацій металургійної промисловості», затвердженимиГосгортехнадзором СРСР, пристосовані до Міністерством металургії СРСР і ЦК профспілки робочих металургійної в промисловості й «Правилами безпеки під час виробництва глинозему».
З Правил адміністрація цеху розробляє інструкції технічно безпеки для професій.
3. Роботу на устаткуванні, підвідомчому інспекціям Держгіртехнагляду, роблять у відповідність до «Правилами пристрої і безпечної експлуатацією судин, працюючих під тиском». Контроль за експлуатацією здійснюють місцевих органів державного нагляду (інспекціїкотлонадзора, газового нагляду,Энергонадзора). Технічний директор БАЗ – філії ВАТ «СУАЛ» стверджує інструкції по експлуатації об'єктів, підвідомчих державному нагляду. До інструкціям додаються схеми і режими роботи устаткування, розроблювані адміністрацією цеху.
4. До праці у цеху допускаються особи, досягли вісімнадцятирічного віку, минулі медичний огляд, здали необхіднийтехминимум за своїм фахом, минулі десятиденне навчання за техніці безпеки і які засвоїли безпечні прийоми праці. Особи, обслуговуючі об'єкти, підконтрольні інспекціям Держгіртехнагляду, проходять курс навчання дітей і перевірку знань у відповідно до вимог Правил безпеки.
Характеристика шкідливих (токсичних) речовин, застосовуваних чи які виникають у виробництві
>Боксит. При тривалому вдиханнібокситовой пилу може розвинутися хронічнийфибриоз легких - пневмоконіоз. Длябокситовой пилуПДК-6мг/м3 повітря.
>Спек. При вдиханніспековой пилу уражаються дихальні шляху, рідше протікають склеротичні зміни у легких, можливі шкірні захворювання екзема, дерматит.
Дляспековой пилу ГДК- 2,0мг/м3.
>Каустик (їдкий натр). Влучаючи на шкіру надає сильні опіки, утворює глибокі так важкозаживающие рани. При тривалому вплив виникатимуть хронічні шкірні захворювання - екзема, дерматит.
ГДК лужних аерозолів повітря робочих приміщень (враховуючиNaOH) - 0,5мг/м3.
Сода кальцинована (>Na2>CO3). Працюючи з содою може виникнутиконъюнктивит очей, роздратування слизових оболонок і захворювання органів дихання.Содовая пил може призвести до поразці волосяного покриву. При тривалої працювати з розчинами соди можливі екземи й дерматити.
>Известняк (>СаСОз), вапно.Вдихание пилу може викликати поразка слизової оболонки верхніх дихальних шляхів, можливі хронічні бронхіти і склеротичні зміни у легких. Дія пилу на шкіру викликає хронічні захворювання, потрапляючи правді в очі може викликати склоподібний набряк,конъюнктивит. Гаряче вапняне молоко викликає сильні опіки.
ГДК вапнякової пилу повітря виробничих приміщень - 6мг/м3.
ГДК пилу негашеним винищити - 3мг/м3 (враховуючи загальну луг).
>Глинозем. Тривала контакти зглиноземной пилом може викликати хронічні поразки верхніх дихальних колій та легких.
ГДКглиноземной пилу - 6мг/м3 повітря.
>Серная кислота (М2>S04). Викликає опік шкіри за будь-яких концентраціях. Пари вражають дихальні шляху, очі, зуби.
ГДК сірчаної кислоти - 1мг/м3.
ГДК сірчистого ангідриду (>SОз) -10 мг/м3.
>Мазут. Токсичні пари.Дихательное вплив аерозолю викликає головний біль,растройство нервової системи, освіту злоякісних пухлин. При концентрації 300мг/м виникає роздратування слизової оболонки горла і очей.
Природний газ. У великих концентраціях надає наркотичне дію. Першорядне значення має тут вибухонебезпечність суміші газу та повітря. Межівзриваемости від 2,5 до 15,8 % (об'ємних).
Азот. Під тиском надає наркотичне дію, при атмосферному тиску знижує у приміщенніпорциональное тиск кисню, що викликає ядуха.
Окис вуглецю (ЗІ) - сильно отрутний газ без запаху і смакові, утворюється під час неповному згорянні палива.
ГДК окису вуглецю - 20мг/м3.
>Двуокись вуглецю (ЗІ2) - слабко отрутний газ. Діє дратівливо на слизові оболонки очей, рота, носа. При змісті більше шести% дієотравляюще.
6. Заходи захисту та профілактика (докладно викладені у дільничних інструкціях технічно безпеки)
Устаткування ділянок глиноземного цеху відповідає характеру виробництва, технологічному процесові і відданість забезпечує безпечні безневинні умови праці працюючих, і навіть зручності обслуговування і ремонту.
Робітники місця, де неможлива повна герметизація і можливі виділення шкідливі речовини, обладнані місцевимиотсосами. Робітники місця зі значними виділеннями тепла обладнані припливно-витяжної вентиляцією.
Для індивідуальної захисту від виробничих шкідливостей робочі цеху забезпечені спецодягом,спецобувью і індивідуальними засобами (окуляри, респіратори, рукавички, каски, протигази тощо.) за встановленими нормами.
Робітники без відповідної спецодягу і індивідуальних засобів захисту на роботу не допускаються.
технологія процес виробництво глинозем
7. Список використовуваної літератури
1. Виробництво глинозему. Лайнер Абрам Ілліч; Єрьомін Миколо Івановичу; Лайнер Юрію Абрамовичу; Певзнер Ілля Захарович.
2. Виробництво глинозему. Лайнер А.І.
3. Фізико-хімічні основи комплексної переробки алюмінієвого сировини (лужні способи) АбрамовВ.Я.;СтельмаковаГ.Д.; Миколаїв І.В.
4. Виробництво глинозему. Іванов А.І. м. Миколаїв
5.Глинозем у виробництві алюмінію електроліз. ІсаєваЛ.А.; ПоляковП.В.г.Краснотурьинск.
6. Процеси і апарати глиноземного виробництва. Єрьомін Н.І.;Наумчен О.Н.; Казаков В. Г.
7.Кристаллооптический аналіз в алюмінієвому виробництві.Кимпаниец М. Ф.
8. Виробництво глинозем з бокситів. Троїцький І.А.
9.Декомпозиция і підвищення якостігидроксида алюмінію. Савченка А.І.; СавченкаК.Н.
10. Розпад алюмінатних розчинів. РомановЛ.Г.
11. Технологічні розрахунки у виробництві глинозему.СамаряноваЛ.Б.; Лайнер А.І.
