Әктің қоспасы. Өндіріс тәжірибелері мен бірнеше зерттеу жұмыстарының нәтижелерінде автоклавтарда бокситті ерітінділеу кезінде (3-4%) әктің қоспасы алюминий тотығының түсімін артыратындығы анықталды.
Бірақ осы күнге дейін әк қоспасының ерітінділеу процесіне әсері толық зерттелген жоқ. Павлодар алюминий заводында Байерлік сұлбаға әк сүтін қосқанымызда ерітінділеудің ұзақтығы едәуір қысқарып, кремнилік модуль 380 бірліктен 440 дейін жоғарылады. Бірақ кейін сол қоспаның нәтижесінде алынған төл ерітіндіні галлий алу цехына жібергенімізде, галлидің түсімі 40% төмендеп, металл 95% шламданып кеткен болатын.
Мұның себебі ерітіндіде әк өзімен бірге галлий иондарын қосып алып қызыл шламға өтеді, сөйтіп алюминат ерітінділеріндегі галлидің мөлшері азаяды деп түсінеміз.
Ал әк сүтін Күйежентектелу цехының сұлбасына қосқанымызда нәтижеміздің бәрі дерлік жағымды болды, кремнилік модуль 450-460 бірліктен 1000 дейін көтеріліп, ерітінділеу ұзақтығы едәуір қысқарды.
Сонымен әк қоспаларының әсері жайлы қазір нақтылап айту қиын, тек галлий алатын ерітінділерге әк қоспасын қосуға болмайтынына көзіміз анық жетті.
Бокситтің ұнтақталу деңгейі мен араластыру процессінің әсері. Қатты заттардың сұйықтықта еру жылдамдығының теңдеуінен (3.10), ерітіндімен жанасатын бөлшектің беткі жағы үлкен болған сайын, еру жылдамдығыда жоғары болатынын көреміз. Бокситтің ұсақталу деңгейі ұлғайған сайын, оның ерітіндімен жанасуының беттік үлесіде өседі. Бокситтердегі алюминий гидроксидінің түйіршіктері өте аз, сондықтан оларды ашу үшін бокситті мұқият ұнтақтау қажет.
Бокситтің ұнтақтық деңгейі оның құрылымына байланысты. Қопсыма бокситтер майда ұнтақтауды қажет етпейді, олардың бойында көп шытынаған сызықтар, тесіктер және ұсақ каналдар бар, солар арқылы сілтілік ерітінді оңай кіре алады. Сондықтан тығыз, қатты бокситерді майдалап ұсақтау қажет. Бірақ бокситті өте майдалап ұнтақтау диірмендердің өнімділігін төмендетіп, қызыл шламның шөгу жылдамдығын бәсеңдетеді. Осының салдарынан қойылтқыштар мен жуғыш аппаратарының өнімділіктері төмендейді.
Ұсақталған бокситті айналымдағы ерітінділермен бұлғаулау ерітінділеу жылдамдығына жақсы әсер етеді, өйткені ол ерітінді мен боксит бөлшектерінің беттік жанасуының диффузиялық қабатының (δ) қалыңдығын кішірейтеді және осы қабаттағы Al2O3 пен Na2O концентрацияларын теңестіруге қолайлы жағдай жасайды. Сонымен қатар бұлғаулау процесі алюминий гидроксидінің түйіршіктерін ашуды жеңілдетіп, олардың ерітіндімен қосылып жанасуын жақсартады.
Сурет 1 - Бокситті ерітіндідеуге арналған автоклав қондырғысы
Ұсынылатын әдебиеттер: [6], 40-42 б.
6 тақырып. Глиноземді пісіру әдісімен бокситтен алу.
Пісіру әдісімен глиноземді өндірудің жалпы технологиялық сұлбасы. Боксит шихтасын пісіруге дайындау. Әк тас және содамен бокситты пісірудің физико-химиялық негіздері. Піспені сілтілеу. Қолданылатын жабдықтар. Алюминат ертіндісін кремнисіздендіру, ақ шламды қолдану. Алюминат ертіндісін карбонизациялау арқылы ыдырауы. Үрдістің жабдықтық қамтамасыз етілуі.
Бұл әдістің маңызы құрамында кремниі жоғары бокситті сода және әктас қосып жоғарғы температурада күйдіріп жентектеу. Осы күйежентектелеудің нәтижесінде бокситтің құрамындағы алюминий оксиді суда еритін натрий алюминатын (Na2O·Al2O3) құрайды, ал кремнезем аз еритін қос кальцилік силикатты құрайды (2СаО·SiO2).
Күйежентектелеу нәтижесінде алынған күйежентекті әрі қарай ерітінділегенде натрий алюминаты күйежентектен ерітіндіге өтеді, ал қос кальцилік силикат ерімейтін түрінде қалдық шламда қалады.
Алюминат ерітінділерінен алюминий гидроксидін бөліп алу үшін ерітіндіні көміртегі екі оксиді газдарымен өңдейді. Бұл операция карбондау деп аталады (сурет 3.2).
 Сода Боксит Әктас
Ұсату Ұсату
Шикіқұрамды дайындау
Күйежентектелу СО2 газы
Күйежентек
Күйежентекті ұсату
Ерітінділеу
Алюминиат ерітіндісі Қызыл шлам
Кремниден ажырату Үйінді
Қойюландыру және сүзу
Ақ шлам Алюминат ерітіндісі
Карбондау
Қоюландыру және сүзу
Содалы ерітінді Гидрат
Буландыру Жуу Су
Al(OH)3
Өндіріс сулары
Кальциндеу
Алюминий тотығы
Сурет 2 – Бокситті күйежентектелу әдісімен өңдеудің технологиялық сұлбасы
3.3 Бокситті шикіқұрамды дайындау
Бокситті шикіқұрамды үш компонентен дайындайды: бокситтен, әктастан және содадан.Сонымен қатар үш компонентен басқа шикіқұрамның құрамына дайындаған кезде айналымдағы басқа өнімдерде түседі, олар: айналымдағы содалы ерітінділер және алюминат ерітінділерін кремниден айыру кезінде пайда болған ақ шлам.
Шикіқұрамды дайындағанда төмендегідей молярлық қатынастарды алу мақсатымен есептейді
 (3.12)
 (3.13)
Мұндай қаныққан деп аталатын шикіқұрам күйежентекті ерітінділеу кезінде алюминий тотығы Al2O3 мен сілтіні Na2O барынша толық бөліп шығарады.
Мұқият ұсақталып және жақсы араластырылған ылғалдылығы 37-42% бокситті шикіқұрам күйежентектелу пештеріне жіберіледі.
Бокситті шикіқұрамды 1200-1250 оС аралығында айналатын құбырлы пештерде күйежентектейді.
Пештің ішіне шикіқұрамды қойртпақ бүріккіштерінің көмегімен шашып тозаңқондырады.
Шикіқұрамды күйжектелеу процессі кезінде мынадай негізгі компонентер қатысады:
Al2O3, Na2CO3, Fe2O3, SiO2, CaCO3, TiO2.
Алюминий тотығы мен соданың өзара әрекеттесуі 700 оС шамасында басталып, 1150 оС аяқталады.
Al2O3 + Na2CO3= Na2O·Al2O3+ СО2 (3.14)
Темір оксиді мен соданың әрекеттесу реакциясы мынадай:
Fe2O3+ Na2CO3= Na2O·Fe2O3+ СО2 (3.15)
Бұл реакция шамамен 1000оС аяқталады, реакция өнімі натрий метаферриті (Na2O·Fe2O3) болып табылады.
Соданың жетпеушілігінен 900оС - ден жоғары температурада алюминий оксиді натрий метаферритінен темір оксидін төмендегі реакция үлгісі бойынша ығыстырып шығарады.
Na2O·Fe2O3+ Al2O3= Na2O·Al2O3+ Fe2O3 (3.16)
Кремний оксиді мен натрий карбонатының, яғни соданың өзара әрекеттесу реакциясы 800-820оС арлығында барынша қарқынды жүріп, натрий метасиликатын түзейді
SiO2+ Na2CO3= Na2O· SiO2+ СО2 (3.17)
Натрий метасиликаты натрий алюминатымен екінші өзара әрекеттесу реациясына түсіп, 1520 оС балқу температурасында натрий алюмиосиликаты пайда болады (Na2O·Al2O3· SiO2), бұл реакцияның түзілуі процесте керексіз құбылыс.
Дегенмен де кальций оксиді бар болғандықтан реакция нәтижесінде кальций силикаты түзеледі
CaCO3+ SiO2=2CaO·SiO2+CO2 (3.18)
Титан оксиді жоғары температурада содамен және әктаспен өзара әрекеттесіп, өзіне белгілі мөлшерде сілтімен кальций оксидін қосып титанаттарды құрайды (Na2O·TiO2; және CaO·TiO2).
Сонымен күйежентектің негізгі құрамы төмендегідей химиялық қосылыстар.
Натрий метаалюминаты Na2O·Al2O3, натрий метаферриті Na2O·Fe2O3 және қос кальцилі силикат 2СаО·SiO2.
Натрий метаалюминаты мен метаферриті күйежентекте үзіліссіз бірнеше қатты ерітінділерді түзейді.
Күйежентектелу процесінде шикіқұрамның сайма-сайлық қатынасының ауытқуының нәтижесінде басқа да қосылыстардың түзілуі мүмкін, мысалы кальций алюминаты, кальий алюмосиликаты, натрий-кальцилі силикаттар.
Достарыңызбен бөлісу: | 
