Участок выщелачивания бокситовых спеков в трубчатых выщелачивателях глиноземного цеха

 

Продолжение табл.3

Потери при дроблении
Al2O3	2,34
Na2О	1,11
Fe2O3	1,29
SiO2	0,61
TiO2	0,08
СаО	1,24
Прочие	0,06
Итого	6,73
Всего	8132,59

 

Выщелачивание спека

 

Определим количество содощелочного раствора, поступающего на выщелачивание спека.

Регенерация шлама производится содовым раствором, полученным после карбонизации алюминатного раствора. Концентрацию раствора определяем, считая, что оборотный раствор, поступающий на приготовление шихты, получается при упаривании маточного раствора в 2 раза.  Тогда концентрация компонентов содового (маточного) раствора, г/л:

Al2O3: 20 / (2*2,38) =4,2;

Na2Ок: 2,7 * 3,76 / 1,645 = 6,17 (αк=2,7).

Если в оборотном растворе Na2Оу 310,1 г/л, то в маточном растворе Na2Оу 155,05 г/л; этому количеству Na2Оу соответствует СО2:

155,05 * 44 / 62 = 110,04, при плотности  раствора ρ = 1220 кг/м3 получим Н2О:

1220 – (4,2 + 6,17 + 155,05 + 110,04) = 944,54 кг.

По данным работы глиноземных заводов, на регенерацию шлама, после которой должен образовываться раствор с αк=3,4, необходимо подать на 1 моль Al2O3 в шламе более 10 молей Na2Оy. Так как реакция при высоких концентрациях раствора протекает очень медленно, то шлам обрабатывают 2 раза. Количество раствора берут с избытком против стехеометрического. Принимаем, что 90,1 кг шлама, в котором 24,08 кг Al2O3 поступает на регенерацию 1,5 м3 содового раствора, в котором содержится, кг:

Al2O3……………………………1,5 * 4,2 = 6,3

Na2Оу……………………………1,5 * 6,17 = 9,26

Na2Ок………………………….1,5 * 155,05 = 232,58

СО2……………………………1,5 * 110,04 = 165,06

Н2О……………………………1,5 * 944,54 = 1416,81

Итого…………………………1830,01.

При влажности шлама 30,0 % с ним увлекается обескремненого алюминатного раствора: 90,1 * 30 / 70 = 38,61 кг, или при ρ = 1215 кг/м3:

38,61 / 1215 = 0,0318 м3.

Если αк=1,5; αобщ=2,0, то при концентрации Al2O3 в растворе 120 г/л в нем будет содержаться, кг:

Al2O3………………………….…0,0318 * 120 = 3,82

Na2Ок……………………………1,5 * 3,48 : 1,645 = 3,48

Na2Ообщ………………………………4,64–3,48=1,16 Na2Оу……………………………2 * 3,82 : 1,645 = 4,64

СО2………………………………1,16 * 44 : 62 = 0,82

Н2О………………………………38,61 – (3.82 + 4,64 + 0.82) = 29,33.

 

На основании полученных результатов составляем предварительный баланс регенерации Al2O3 из шлама (табл. 4).

Таблица 4 –Баланс регенерации Al2O3 из шлама (предварительный вариант)

Введено, кг		Получено. Кг
Шлам после II стадии обескремнивания		Карбонатный шлам
Al2O3	24,08	СаО	39,67
СаО	39,67	СО2	31,17
SiO2	2,55	Итого	70,84
Н2О	23,8	Содощелочной раствор
Итого	90,1	Al2O3	34,2
Алюминатный раствор, увлеченный шламом		SiO2	2,55
Al2O3	3,82	Na2Ок	70,69
Na2Ок	3,48	Na2Оу	175,79
Na2Оу	1,16	СО2	124,75
СО2	0,82	Н2О	1469,94
Н2О	29,33	Итого	1877,92
Итого	38,61	Потери (по разности)
Содовой раствор		СО2	9,96
Al2O3	6,3	Всего	1958,72
Na2Ок	9,26	Конденсат	50,0
Na2Оу	232,58
СО2	165,06
Н2О	1416,81
Итого	1830,01
Всего	1958,72

 

 

При влажности карбонатного шлама 33,0% с ним увлекается 70,84 * 33 : 67 = 34,89 кг содощелочного раствора. Общая масса содощелочного раствора 1877,92 + 50 = 1927,92 кг (см. табл. 4). В содощелочном растворе содержится 34,2 кг Al2O3. Тогда в растворе, увлеченном карбонатным шламом, содержится, кг:

Al2O3……………………………34,2 * 34,89 : 1927,92 = 0,62

Na2Ок…………………………...3,4 * 0,62 : 1,645 = 1,28

Na2Оу…………………………..0,017386 * 175,79 = 3,06

СО2 …………………………....3,08 * 44 : 62 = 2,19

SiO2…………………………....0,017386 * 2,55 = 0,04

Н2О……………………………34,89 – (0,62 + 1,28 + 3,06 + 2,19 + 0,04) = 27,70

Составим баланс промывки карбонатного шлама (табл. 5), а затем окончательный баланс регенерации  Al2O3 из шлама II стадии обескремнивания (табл. 6).

Таблица 5 – Баланс промывки карбонатного шлама

Введено, кг		Получено, кг
Карбонатный шлам		Карбонатный шлам на II стадию обескремнивания (первая половина)
СО2	31,17	СО2	15,59
СаО	39,67	СаО	19,84
Итого	70,84	Итого	35,43
Содощелочной раствор, увлеченный шламом		Карбонатный шлам на приготовление шихты (вторая половина)
Al2O3	0,62	СО2	15,58
Na2Ок	1,28	СаО	19,83
Na2Оу	3,06	Итого	35,41
СО2	2,19	Содощелочной раствор, увлеченный шламом (влажность шлама 33%)
SiO2	0,04	Al2O3	0,31
Н2О	27,70	Na2Ок	0,64
Итого	34,89	Na2Оу	1,54
Вода на промывку		СО2	1,1
Н2О	39,82	SiO2	0,02
Всего	145,55	Н2О	13,84
		Итого	17,45
		Промвода на регенерацию шлама (половина)
		Al2O3	0,31
		Na2Ок	0,63
		Na2Оу	1,54
		СО2	1,09
		SiO2	0,02
		Н2О	53,67
		Итого		57,26
		Всего		145,55

 

Таблица 6 – Баланс регенерации Al2O3 из шлама II стадии обескремнивания (окончательный вариант)

Введено, кг		Получено, кг
Шлам после II стадии обескремнивания		Карбонатный шлам
Al2O3	24,08	СаО	39,67
СаО	39,67	СО2	31,17
SiO2	2,55	Итого	70,84
Н2О	23,8	Содощелочной раствор, увлеченный шламом
Итого	90,1	Al2O3	0,62
Алюминатный раствор, увлеченный шламом		SiO2	0,04
Al2O3	3,82	Na2Ок	1,28
Na2Ок	3,48	Na2Оу	3,06
Na2Оу	1,16	СО2	2,19
СО2	0,82	Н2О	27,70
Н2О	29,33	Итого	34,89
Итого	38,61	Содощелочной раствор на выщелачивание
Содовый раствор		Al2O3	33,89
Al2O3	6,3	SiO2	2,53
Na2Ок	9,26	Na2Ок	72,11
Na2Оу	232,58	Na2Оу	172,2
СО2	165,06	СО2	121,56
Н2О	1416,81	Н2О	1495,91
Итого	1830,01	Итого	1898,2
Промвода от промывки карбонатного шлама		Потери
Al2O3	0,31	СО2	12,05
SiO2	0,02	Всего	2015,98
Na2Ок	0,63
Na2Оу	1,54
СО2	1,09
Н2О	53,67
Итого	57,26
Всего	2015,98

 

 

Принимаем, что концентрация Al2O3 в алюминатном растворе 140 г/л. Тогда объем раствора, полученного после выщелачивания, будет 1092,29 : 140 = 7,802 м3, масса его при ρ = 1270 кг/м3 составит 7,802 * 1270 = 9908,54 кг. В этом растворе содержится воды (по разности) 7627,08 кг. Тогда на промывку шлама подается воды 7627,08 + + 852,14 + 50,90 – 1495,91 = 7034,21 кг.

При влажности отвального шлама 33,0 % с ним увлекается 1744,4 * 33 : 67 = 859,19 кг промводы, в которой содержится Al2O3 5,85 кг и Na2О 1,0 кг.

Составляем балансы выщелачивания спека (табл. 7).

Таблица 7 – Баланс выщелачивания спека

Введено, кг		Получено, кг
Спек дробленый		Отвальный шлам
Al2O3	1215,21	Al2O3	150,96
Na2Ообщ	1001,89	Fe2O3	359,63
Fe2O3	674,76	SiO2	237,43
SiO2	317,3	TiO2	44,9
TiO2	40,66	СаО	568,12
СаО	649,05	Na2Ок	76,6
Прочие	29,39	СО2	24,47
Итого	3928,26	Прочие	32,02
Содощелочной раствор		П.п.п.	50,90
Al2O3	33,89	Итого	1545,03
SiO2	2,53	Промывная вода с отвальным шлаком
Na2Ок	72,11	Al2O3	5,85
Na2Оу	172,2	Na2Ок	1,0
СО2	121,56	СО2	0,2
Н2О	1495,91	Н2О	852,14
Итого	1898,2	Итого	859,19
Вода на промывку шлама		Алюминатный раствор на обескремнивание
Н2О	7034,21	Al2O3	1092,29
Всего	12860,67	Fe2O3	3,72
		SiO2	37,87
		СаО	3,48
		Na2Ок	925,4
		Na2Оу	121,81
		СО2	96,89
		Н2О	7627,08
		Итого	9908,54
		Всего	12312,76