Курсовая работа по теплотехнике на тему РАСЧЕТ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ ДЛЯ СПЕКАНИЯ БОКСИТА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ ПО СПЕКУ

Для каждой алюминиевой руды существует наиболее рентабельный метод переработки. Решающим фактором является массовая доля каждого из трех основных оксидов, содержащихся в технологическом сырье (Al2O3, Fe2O3, SiO2). Содержание CaO, H2O, CO2, TiO2 и других оксидов имеет второстепенное значение. Поэтому для бокситов с малым содержанием кремния рекомендуется применять гидрохимические методы, а для бокситов, содержащих значительные количества кремния и железа, вполне допустимо щелочное спекание.
Среди термических способов получения глинозема промышленное применение имеет агломерационный способ, основанный на получении алюмината натрия. В отличие от гидрохимического метода спекание можно применять практически к любому виду алюминиевого сырья. Однако в промышленных масштабах он используется в основном для переработки двух видов сырья — высококремнистых бокситов и нефелинов.
Суть метода спекания заключается в образовании алюмината натрия при высокой температуре в результате взаимодействия в смеси алюминиевой руды, соды и известняка. Образовавшийся пористый осадок выщелачивают водой. После выщелачивания раствор алюмината натрия разлагают диоксидом углерода с образованием осадка гидроксида алюминия, который подвергают прокаливанию с получением безводного оксида алюминия. Целью спекания является превращение содержащегося в руде алюминия в форму водорастворимого алюмината натрия и связывание кремнезема в малорастворимые силикаты кальция.
Методом спекания можно обрабатывать сырье с высоким содержанием кремнезема. Чем выше содержание кремнезема в сырье, тем больше известняка добавляется в наполнитель.

1. ПРОИЗВОДСТВО ГЛИНОЗЕМА ПО СПОСОБУ СПЕКАНИЯ

Суть процесса спекания заключается в образовании алюмината натрия при высокой температуре в результате взаимодействия смеси алюминиевой руды, соды и известняка. Образовавшийся пористый осадок выщелачивают водой. После выщелачивания раствор алюмината натрия разлагают диоксидом углерода с образованием осадка гидроксида алюминия, который подвергают прокаливанию с получением безводного оксида алюминия.
Реакции, протекающие при спекании насыщенной боксито-натронно-известковой смеси, можно представить следующим образом:
Al2O3·H2O+Na2CO3=2NaAlO2+Co2+H2O
Fе2O3·H2O+Na2CO3=2NaFeO2+CO2+H2O
Необработанный кремнезем может соединяться с глиноземом и щелочью, содержащимися в шихте, во время спекания с образованием алюмосиликата натрия (Na2O·Al2O3·SiO2), что приводит к потерям глинозема и щелочи при гидрохимической обработке шихты. агломерация. Поэтому в смесь добавляют известняк, который связывает кремнезем в нерастворимое соединение - двухкальциевый силикат (2CaOSiO2):
CaCO3+SiO2=2CaO·SiO2+2CO2
Кроме того, происходит частичная диссоциация СаСО3 с образованием СаО.
Метод спекания позволяет перерабатывать сырье с высоким содержанием кремнезема. Чем выше содержание SiO2 в сырье, тем больше известняка добавляется в шихту.
Для бокситов с низким содержанием кремния можно использовать спекание бокситов с содой без добавления известняка. Каким бы ни было содержание и минералогическая форма кремнезема в сырье, связывание кремнезема с двухкальциевым силикатом позволяет превратить содержащийся в сырье глинозем в растворимый алюминат натрия.
Дозировку смеси для агломерации необходимо проводить с учетом составных частей всех компонентов: основного сырья, известняка, соды свежей, оборотного раствора, горючего, белого шлама (алюмосиликата натрия), образующийся при обесточивании, и паста, получаемая при промывке отходящих газов аглопечей в скрубберах.
Оптимальные температурные условия спекания определяются минералого-химическим составом сырья и соотношением компонентов наполнителя.
Интенсивность и полнота взаимодействия твердых реагентов наполнителя зависят от степени однородности смеси этих веществ, размера частиц наполнителя и температуры спекания.
При достижении начальной температуры плавления загрузки образуется жидкая фаза в количестве, достаточном для связывания и агломерации материала с получением пористого агломерата.
Спекание проводят при температурах 1200...1300°С, что позволяет практически весь оксид алюминия превратить в алюминат натрия. В результате образуется неравномерно пористый частично расплавленный темно-серый агломерат, а также газы, содержащие 10...12 % СО2, которые используются для карбонизации алюминатных растворов.
После охлаждения кек измельчают до крупности 6...8 мм и направляют на выщелачивание, которое проводят водой и слабым оборотным раствором соды. Целью выщелачивания является перевод твердого алюмината натрия в раствор. Нерастворимый остаток (шлам) отделяют от алюминатного раствора и отправляют на полигон. Выщелачивание агломерата необходимо проводить в условиях, благоприятных для перехода алюмината