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