спосіб Байєра
Спосіб Байєра - це гідрохімічний спосіб одержання глинозему з бокситів. Цей спосіб був відкритий в Росії Карлом Йосиповичем Байєром в 1895-1898 рр.
Великий внесок у розробку способу, особливо для вилуговування бокситів діаспор-бемітового типу, внесли вчені Д.П.Манойлов, Ф.Н.Строков, Ф.Ф. Вольф, І.С. Лилеев, С.І. Кузнєцов і ін.
В даний час більше 95% глинозему отримують способом Байєра.
глинозем -
Спосіб Байєра заснований на властивості алюмінатних розчинів перебувати в метастабільних (відносно стійкому) стані при підвищених температурах і концентраціях (Na2 OK і Al2 O3) та на мимовільному розкладанні (гідролізі) розчинів з виділенням в осад гідроксиду алюмінію з пониженням температури і концентрації Na2 OK.
Суть способу Байєра складається в вилуговуванні попередньо подрібненого бокситу лужно-алюмінатних розчином і надалі виділення з розчину гідроксиду алюмінію. Алюминийсодержащие мінерали взаємодіють з розчином каустичної лугу (NaOH), в результаті чого алюміній переходить в розчин у вигляді алюмінату натрію.
В основі способу лежать реакції
За реакцією (1) відбувається розчинення мінералів бокситу (гіббсіта, беміт, діаспора) в лужному розчині. Реакція (2) відповідає процесу розкладання насиченого алюмінатного розчину.
Залежно від складу бокситу і місцевих умов можуть бути різні варіанти цієї схеми.
Технологічні параметри способу Байєра (температури, концентрації розчинів і т.д.) можуть коливатися у відносно великому діапазоні, в залежності від типу і якості бокситу.
Схема з високою роздільною здатністю
Технологія способу Байєра.
Вступник на склад боксит після великого і середнього дроблення змішують з невеликим обсягом оборотного лужного розчину (ж: т = 0,8-1,9) і направляють в млин мокрого розмелювання. Таке низьке відношення ж: т в млині забезпечує максимальну її продуктивність. До діаспоровому бокситу додають 3-5% вапна. Млини зазвичай працюють в замкнутому циклі з класифікаторами, які іноді замінюють або доповнюють гідроциклонами. Пульпа з млинів - «сира» пульпа -збирає в збірниках, куди подають решта оборотного розчину з Na2 OK = 300 г / л. Тут її нагрівають паром сепарації до 90-100 ° С і витримують 4-8 годин при перемішуванні для попереднього збезкремнювання бокситу, т. Е. Перекладу здебільшого активного кремнезему з бокситу в розчин:
Цим досягається менше заростання алюмосилікатної накипом трубок підігрівачів, через які пульпа проходить в автоклави.
Далі «сира» пульпа поршневими насосами подається в систему підігрівачів, де пульпа сепараторним паром (або вареної пульпою) нагрівається до 140-160 ° С. Таке обмеження нагрівання пульпи пов'язано з тим, що при більш високій температурі на внутрішніх поверхнях гріють трубок інтенсифікується процес виділення опадів, що містять сполуки титану, хрому, кальцію, фосфору, в результаті чого істотно знижується теплопередача.
Після нагріву «сира» пульпа надходить в батарею автоклавів колонного типу для вилуговування бокситу по реакції (1). У перші два автоклава, звані гріють, надходить «гострий» пар з ТЕЦ (Рпар = 28-30 атм / 2,8-3 МПа, t = 300 ° С), що нагріває пульпу до 230-240 ° С. У наступних реакційних автоклавах (8-10 шт.) Батареї проводиться витримка пульпи, в залежності від типу бокситу, протягом 1,5-2,5 годин. Автоклави працюють в режимі, близькому до ідеального витіснення. Продуктом вилуговування є так звана «варена» пульпа, яка складається з суспензії: розчину алюмінату натрію і нерозчинного залишку бокситу - червоного шламу.
З останнього автоклава батареї «варена» пульпа (Na2 O = 290-295 г / л, Al2 O3 = 250-270 г / л) перетікає в систему сепараторів (пароотделітеля) послідовно - спочатку в сепаратор I ступені, потім в сепаратор II ступені, де від самоіспаренія «вареної» пульпи утворюється пара - процес дроселювання. Високотемпературний пар сепаратора I ступеня (Р = 2,25 → 0,6-07 МПа, t = 165-170 ° С) використовується для попереднього нагріву «сирий» пульпи в подогревателях перед автоклавним вилуговуванням, пар сепаратора II ступеня (Р = 0, 6-0,7 → 0,16-0,2 МПа, t = 125-130 ° С) використовується для підігріву «сирий» пульпи або нагріву промвод. (Для більш ефективного використання теплової енергії сепараторного пара рекомендується використовувати 3. 4- і т.д. кратну сепарацію.)
З останнього сепаратора пульпа надходить в агітатор «вареної» пульпи, де тиск знижений до атмосферного, а температура - до 95-100 ° С. Пар з агітатора використовується для підігріву в поличному підігрівачі барометрической води до 90 ° С, використовуваної при промиванні червоного шламу.
«Варена» пульпа з агітатора насосом подається в мішалки для розведення промивної водою c Na2 Oобщ = 45-50 г / л і αК = 1,7-1,8 до складу Na2 Oобщ = 140-150 г / л, Al2 O3 = 125 -135 г / л, αК = 1,6-1,7 і μSi = 250-300 і далі на відділення і промивання червоного шламу в систему 4-5 сгустителей, що працюють за принципом протитечії при t = 100-105 ° С. Розведення «вареної» пульпи здійснюють для зменшення в'язкості і додаткового збезкремнювання розчину. Процес згущення червоного шламу дуже повільний, обумовлений осадженням дуже дрібних частинок і наявністю однойменних електричних зарядів на їх поверхні. Для прискорення згущення додаються спеціальні речовини - коагулянти і / або флокулянти, які забезпечують укрупнення дрібних частинок з утворенням більш великих агрегатів. Промитий і згущений в останньому згущувачі червоний шлам відкачується в відвал на шламовое поле; промивні води використовують для розведення «вареної» пульпи.
Для прискорення процесу декомпозиції вводять обложені кристали гідроксиду алюмінію - затравочний гідроксид. Відбувається розкладання по реакції