Для снижения вязкости раствора и исключения гидролиза алюмината натрия процесс отделения и промывки красных шламов ведут при температуре не ниже 95^о С. Если каустический модуль алюминатного раствора недостаточен, то во избежание гидролиза закрепляют оборотным раствором с повышенным а_к.

      Алюминатный раствор после отделения от красного шлама содержит 0,1-1,0 г/л твердой взвеси самых тонких фракций шлама. Такой раствор перед разложением подвергают контрольной фильт-рации на фильтрах ЛВАЖ [9].

3.7. Расчеты технологического  процесса

3.7.1. Подготовка исходных материалов для  
переработки их в продукции с характеристикой  
их качества

 

      Исходные  данные

1. Минералогический состав боксита:

гиббсит  - 55 %  (Al₂O₃ x 3H₂O)

каолит  - 22,1 %  (Al₄ [Si₄O₁₀] (OH)₂)

гематит  - 8,2 %  (Fe₂O₃)

гетит  - 3,1 %  (FeO(OH)

кварц  - 3,1 %  (SiO₂)

сидерит  - 3,0 %  (Fe[CO₃])

прочие  - 5,5 %

      2) Химический состав сухого боксита, %: Al₂O₃ 44,7; Fe₂O₃ 14,0; SiO₂ 12,1; СаО 1; СО₂ 1,72; SO₃ 0,9; прочие 2,58; П.П.П. 23. Влажность боксита 20,6. Кремневый модуль 3,69.

      3) Состав алюминатного раствора г/л: Al₂O₃ 110; Na₂O_к 103,65; СО₂ 10,54; Н₂O 1041. Плотность 1280 кг/м³, а = 1,55.

      4) Состав оборотного раствора, г/л:  Al₂O₃ 113,7; Na₂O_общ 223,5; N₂О_ок 202; СО₂ 15,26; Н₂O 1048 кг/м³. Плотность 1440 кг/м³, а_к = 2,92.

      5) Разбавление пульпы при выщелачивании  4 %.

      6) Ж:Т

            в нижнем продукте сгустителя       3,0

            в нижнем продукте последнего промывателя 2,5

      7) Товарный выход Al₂O₃ в ветви Байера 65,4 %

      8) Потери, % от содержания в исходном  боксите (см. из рас-четов).

3.7.2. Расчет материального  баланса

 

      Общий товарный выход Al₂O₃ составляет 88,81 %. Тогда для получения 1 т глинозема необходимо подать в процесс  

985 : 0,88 : 0,447 = 2495,06 

      В нем Al₂O₃ – 1115,29 кг.

      Так как потери Al₂O₃ при дроблении составляют 0,3 %, тогда на размол поступает: 

1115,29 – (1115,29 . 0,003) = 1111,94 кг 

      Количество  необходимого оборотного раствора (V, м³) рас-считывается по формуле:

      где а_а и а_о – каустическое отношение алюминатного

                          и оборотного растворов соответственно;

              а и s – содержание Al₂O₃ и SiO₂ в боксите, поступающем

                         на мокрый размол, кг;

              n – содержание Na₂O_k в оборотном растворе, кг/м³. 

 

      В этом количестве оборотного раствора содержится, кг:

            Al₂O₃ = 113,7 . 10,15 = 1154,06 кг

            Na₂O_k = 202 . 10,15 = 2050,3 кг

            Na₂O_у = 21,5 . 10,15 = 218,23 кг

            СО₂ = 15,26 . 10,15 = 154,89 кг

            Н₂О = 1048 . 10,15 = 10637,2 кг

                Итого:  14214,68 кг

      Полученные  данные сводим в таблицу 4. 

      Таблица 4 – Баланс размола 

 

продолжение таблицы 

 

      После выщелачивания боксита весь глинозем боксита за вычетом связанного с  SiO₂ в виде гидроалюмосиликата натрия и частично недовыщелоченного переходит в раствор, а все примеси остаются в шламе.

      В красном шламе содержится:

            Al₂O₃ = 348 кг

            Na₂O = 211,5 кг

            Fe₂O₃ = 346,16 кг

            SiO₂ = 299,18 кг

            CaO = 24,73 кг

            прочие – 63,79 кг

            П.п.п. – 101,43 кг

            Итого: 1394,79 кг 

      П.п.п. рассчитываем так: общее количество п.п.п. склады-вается в основном из двух статей: образования гидроалюмо-силиката натрия (ГАСН)  

Na₂O . Al₂O₃ . 2 SiO₂ . 2H₂O

      и частично за счет нахождения Fe₂O₃ в составе Fe(OH)₃. Принимаем, что весь кремнезем находится в составе ГАСН, тогда п.п.п. в нем составит: 

 

      Принимаем, что 10 % от всей окиси железа в шламе  находится в форме Fe(OH)₃. Тогда количество п.п.п. за счет этой статьи соста-вит:

346,16 . 0,1 . 54 : 160 = 11,68 кг

      Общее количество п.п.п. составит: 

89,75 + 11,68 = 101,43 кг 

      При ж:т в сгустителе 3,5 с 1394,7 кг красного шлама будет увлекаться 4881,76 кг алюминатного раствора или V = 3,81 м³, в котором содержится:

            Al₂O₃ = 3 ,81 . 110 = 419,1

            Na₂O_к = 3,81 . 103,65 = 394,9

            Na₂O_у = 3,81 . 14,85 = 56,58

            CO₂ = 3,81 . 10,54 = 40,16

            H₂O = 3,81 . 10,41 = 39,66,21

            Итого: 48,76,95 

      Это количество Al₂O₃ и Na₂O за вычетом потерь вследствие разложения и недоотмывки шлама будет возвращено на разбав-ление пульпы с 1-й промводой от противоточной промывки крас-ного шлама. 

      В 1-й промводе содержится, кг:

            Al₂O₃ = 419,1 – 4,46 = 414,64 кг

            Na₂O_к =  394,9 – 4,8 = 390,1 кг

            Na₂O_у = 56,58 кг

            CO₂ = 40,16 кг 

      Количество  Н₂О в 1-й промводе рассчитывается так. В алюми-натном растворе содержится 1906,84 кг Al₂O_3.

      На  это количество Al₂O₃ приходится Н₂О, кг: 

1906,84 . 1041 : 110 = 18045,64 кг 

      Тогда с 1-й промводой вносится воды, кг: 

18045,64 – 11833,24 + 3966,21 = 10178,61 кг 

      Определяется  как разность между содержанием  воды в алю-минатном растворе и содержанием  воды в алюминатном растворе, увлеченном красным шламом, и в жидкой фазе пульпы. 

      Таблица 5 – Баланс выщелачивания 

продолжение таблицы