Күкірт бокситтің құрамында пирит (FeS) немесе басқада қосылыс түрінде болуы мүмкін, ерітінділеген кезде ол ерітіндіге натрий сульфиді ретінде өтіп, сілтілік натридің біраз мөлшерін өзіне қосып алады да, алюминат ерітінділерінің каустикті модулдерін төмендетеді.
Карбонаттар бокситтің құрамында кальцит (CaCO3), доломит (CaCO3·MgCO3) және сидерит(FeCO3) түрлерінде кездеседі. Бокситті жоғарғы концентратты сілтілік ерітінділермен ерітінділеген кезде жартылай каустиксіздендіру реакциясы жүреді
CaCO3 +2NaOH = Na2CO3 +Ca (OH)3 (3.9)
Бөлінген сода айналымдағы сілтілік ерітінділерде жиналып, олардың химиялық активтілігін төмендетеді және буландыру процесі кезінде біршама қиындықтар туғызады.
Органикалық қоспалар гумин және битум қоспалары түрлерінде бокситті ерітінділегенде алюминат ерітінділеріне өтеді.
Гуминдер негізінен шіріп,еріген ағза қалдықтарынан тұрады, ал битумдар әртүрлі көмірсутегімен олардың оттекті қосылыстарының табиғи қоспаларынан тұрады. Гуминдер сілтілік гуматтар құрап алғанан кейін тіпті әлсіз сілтілерде жақсы ериді, ал битумдер сілтілерде ерімейді.
Алюминат ерітінділерінде органикалық қосылыстардың қатысуы алюминий гидроксидінің түйіршіктерінің өсуіне ыдырау процесі кезінде кері, жағымсыз әсер етеді.
Органикалық заттар түнбаға түсетін гидроксидтердің түйіршіктерінің беткі қабатына адсорбциаланып, түйіршіктердің өсуін тежеп, ұсақтүйіршікті алюминий тотығын алуға қолайлы жағдай туғызады. Сонымен қатар органикалық заттардың қатысуы алюминат ерітінділерінің тұтқырлығын арттырып, қызыл шламның қойылтуын нашарлатады. Сондықтан органикалық қосылыстарды бокситтан тазалап отыру маңызды істердің бірі болып саналады. Тазалаудың бір әдісі буландыру процесінен кейін төл ерітіндіден түйіршік содалармен бірге жүйелі түрде шығарып отырған жөн. Ал ең тиімді әдіс, егер қолданылатын бокситті күйдірсе, онда органикалық заттар күйдіру кезінде бұзылып жанып кетеді.
Сонымен бокситті Байерлік тәсілмен ерітінділеу нәтижесінде біраз мөлшерде кремний, фосфор, ванадий, галлий, күкірт және органикалық заттармен ыластанылған натрий моноалюминат ерітіндісі алынады.
Қызыл шламның, яғни қатты қалдықтың негізгі құрамын темір оксиді мен натрий гидроалюмосиликаты құрайды.
Енді бокситті ерітінділеу процесі кезіндегі оған әсер ететін әртүрлі факторларға теріңірек тоқтала кетейік:
1) ерітінділеу прпоцесінің ұзақтылығы;
2) сілтілік ерітіндінің концентрациясы;
3) алюминиат ерітінділерінің каустикті қатынасы;
4) автоклавтың ішкі жағындағы қысымы мен температурасы;
5) әктің қоспасы;
6) бокситтің ұнтақталу деңгейі;
7) Бокситті бұлғаулау процесі.
Ерітінділеу процесінің ұзақтылығы. Бокситті ерітінділеу кезіндегі ерітіндіге өткен алюминий тотығының мөлшері әр кезде де оның ұзақтылығына сәйкес келіп отырады. Ерітіндідегі алюминий оксидінің Al2O3 концентрациясы біраз уақыттардан кейін тез жоғарлайды да, содан кейін бірқалыпты көлденеңдікке жақындайды.
Ал алюминат ерітінділеріндегі кремний оксидінің SiO2 мөлшері ерітінділеу процесінің ұзақтылығына байланысты, сондықтан бастапқы уақытта кремний оксидінің концентрациясы тез арада жоғарлайды да, содан кейін дәл сондай жылдамдықпен тез төмендейді. Ерітіндідегі кремнидің мөлшерінің төмендеуі оның алюминат ерітінділерінен бөлініп, ерімейтін натрий гидроалюмосиликаты пішінінде тұнбаға түсуі уақыты болып саналады. Автоклавтардағы бокситтің ерітінділеу ұзақтылығы алюминий гидроксидінің минерологиялық пішініне де байланысты.
Бокситтерді ерітінділеудің ұзақтылығын тәжірибелік жолмен есептеп шығарады.
Тәжірибелік жолмен есептегенде ерітінділеу уақыты алюминий тотығын алу жоғарғы деңгейде болатын уақыт өлшеміне тең және алюминат ерітіндісінен кремниді ажырату да толығымен өтетін уақытқа сәйкес болу қажет. Сондай нәтижеге жеткендегі уақыт ерітінділеуге қажетті уақыт болып саналады.
Сілтілік ерітіндінің концентрациясы бокситті ерітінділеу процесіне маңызды әсер етеді. Бокситтің құрамындағы алюминий тотығының ерітіндіге шығарылуы мен және оның жылдамдығы сілтілік ерітіндінің концентрациясын жоғарлатқанда арта түседі, яғни ерітіндідегі Na2Ok мөлшерін жоғарлатқанда. Сілтілік ерітіндінің концентрациясын жоғарлатқанда алынатын алюминат ерітінділерінің де концентрациясы жоғарлайды. Бұл бокситті ерітінділейтін қондырғылардың көлемдерін азайтуға және алюминат ерітінділерін сақтауға қолайлы жағдай жасайды.
Өндірістегі бокситтің және бокситті ерітінділейтін ерітінділердің құрамы мынадай:
1) Құрғақ бокситің химиялық құрамы, орташа: Al2O3 44,7%; Fe2O3 14,0%; SiO2 12,1%; СаО 1%; СО2 1,72%; SO3 0,9%; басқалары 2,58%; қыздыру кезіндегі жоғалым (қ.к.ж.) 23, бокситтің ылғалдылығы 20,6%. кремнилік модулі 3,69.
2) Айналымдағы сілтілік ерітіндінің құрамы, г/дм3: Al2O3 113,7; Na2Oж 223,5; Na2Оk 202; СО2 15,26, тығыздығы 1440 кг/м3, αк = 2,92.
3) Алюминат ерітіндісінің құрамы г/дм3: Al2O3 110; Na2Oк 103,65; СО2 10,54; тығыздығы 1280 кг/м3, αк = 1,55.
Сілтілік ерітінділердің концентрациясын жоғарлатқанда олардың болаттан жасалған аппараттарды бұзу әсерін ескерген жөн және қуатты сілтілік ерітінділерден пайда болған жоғары концентратты алюминат ерітінділері тұтқырланып, қызыл шламдарды бөлгенде қиындықтар туғызады.
Айналымдағы сілтілік ерітінділер мен алюминат ерітінділерінің каустиктік қатынастары. Өндірісте тұйықталған Байерлік тізбекте бокситтерді ыдырау процесі кезінде пайда болған төл ерітінділерді буландырып, одан алынған сілтілік ерітінділермен ерітінділейді.
Бокситті ерітінділеу процесінің жылдамдығына айналымдағы сілтілік ерітінділердің каустикті қатынасы өте маңызды әсер етеді, яғни ерітінділеудің жылдамдығы сілтілік ерітіндінің каустикті модулін көтергенде αк жоғарлап, ал азайтқанда төмендейді.
Сонымен қатар ерітінділеудің жылдамдығы алынатын алюминат ерітінділерінің каустикті модуліне де тәуелді, өйткені алюминат ерітіндісіндегі αк азайуы боксит бірлігінің массасына шағылатын Na2Оk де азайтуды талап етеді. Ал бұл құбылыс ерітінділеу жылдамдығының баяулауына әкеліп соғады. Алюминат ерітінділері жоғарғы каустикті модулмен αк алынса ерітінділеу жылдамдығы ұлғайады, өйткені бокситтің әрбір масса бірлігі көп мөлшерлі сілтімен өңделеді.
Автоклавтың ішкі жағындағы қысымы мен температурасы. Автоклавтың бокситті ерітінділейтін ішкі жағындағы қысымы мен температурасы процеске ерекше үлкен әсер етеді.
Кәдімгі қалыпты жағдайда автоклавтың ішкі қысымы мен температурасын көтергенде алюминий тотығының түсімі артып, ерітінділеу ұзақтығы қысқарады. Басқаша айтқанда сол бокситтен алынатын алюминий тотығының түсім деңгейі ішкі қысым мен температураны көтергенде аз уақыт аралығында іске асырылады.
Бокситті ерітінділеудегі температура әсерінің маңыздылығы қатты заттардың сұйықтықта еру жылдамдығының теңдеуін қарастырғанда түсініктірек болады деп ойлаймыз
 , (3.10)
мұндағы Cқан – қаныққан ерітіндінің концентрациясы;
C – қазіргі уақыттағы ерітіндінің концентрациясы;
S – қатты заттардың кристалдарының беткі жағы;
K – еру коэффиценті;
D – диффузия коэффициенті;
δ – қатты бөлшектер мен ерітіндінің
диффузиялық қабатының қалыңдығы.
Диффузия коэффиценті мынандай теңдеумен өрнектеледі
 , (3.11)
мұндағы R – газ тұрақтысы;
N – Авогадро саны;
µ – ерітіндінің тұтқырлығы;
d – бөлшектің диаметрі.
Қатты заттардың еру жылдамдықтарының теңдеуінен көріп отырғанымыздай, диффузия коэффицентінің көрсеткіші көп болған сайын, жылдамдықта жоғары болатынын байқаймыз. Диффузия коэффициенті температура процесіне тура сәйкестік етсе, ерітіндінің тұтқырлығына кері әсер етеді. Температураның жоғарлауымен ерітіндінің тұтқырлығыда төмендеп, диффузия процесін жылдамдатады. Ал диффузиның көрсеткіші ұлғайғанда сілтілік ерітіндіде алюминий гидроксидінің еру жылдамдығыда ұлғайады, яғни бокситті ерітінділеу жылдамдығы өседі. Автоклавтың ішкі қысымының ұлғаюы ерітінділеудің ұзақтығын бірнеше есе қысқартып, алюминий тотығының түсімін арттырады.
Өндірісте бокситтерді ерітінділеу процесіне керекті қысым мен температура тәжірибелік нәтижелерден кейін белгілі болады және бокситтің құрамындағы алюминий гидроксидінің минерологиялық құрамына байланысты.
Достарыңызбен бөлісу: | 
