Отчет по практике по металургии

Содержание

Введение
1. Характеристика сырья и готового продукта
2. Теоретические основы технологического процесса
Заключение
Список использованных источников

Введение

В земной коре алюминия очень много: 8,6% по массе. Он занимает первое место среди всех металлов и третье среди других элементов (после кислорода и кремния). Алюминия вдвое больше, чем железа, и в 350 раз больше, чем меди, цинка, хрома, олова и свинца вместе взятых! Как писал более 100 лет назад в своем классическом учебнике «Основы химии»  Д.И.Менделеев, из всех металлов «алюминий есть самый распространенный в природе; достаточно указать на то, что он входит в состав глины, чтоб ясно было всеобщее распространение алюминия в коре земной.

Важнейший минерал алюминия – боксит, смесь основного оксида AlO(OH) и гидроксида Al(OH)₃. Крупнейшие месторождения боксита находятся в Австралии, Бразилии, Гвинее и на Ямайке; промышленная добыча ведется и в других странах. Богаты алюминием также алунит (квасцовый камень) (Na,K)₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·4Al(OH)₃, нефелин (Na,K)₂O·Al₂O₃·2SiO₂. Всего же известно более 250 минералов, в состав которых входит алюминий; большинство из них – алюмосиликаты, из которых и образована в основном земная кора. При их выветривании образуется глина, основу которой составляет минерал каолинит Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O. Примеси железа обычно окрашивают глину в бурый цвет, но встречаются и белая глина – каолин, которую применяют для изготовления фарфоровых и фаянсовых изделий.

Изредка встречается исключительно твердый (уступает лишь алмазу) минерал корунд – кристаллический оксид Al₂O₃, часто окрашенный примесями в разные цвета. Его синяя разновидность (примесь титана и железа) называется сапфиром, красная (примесь хрома) – рубином. Разные примеси могут окрашивать так называемый благородный корунд также в зеленый, желтый, оранжевый, фиолетовый и другие цвета и оттенки.

Еще недавно считалось, что алюминий как весьма активный металл не может встречаться в природе в свободном состоянии, однако в 1978 в породах Сибирской платформы был обнаружен самородный алюминий – в виде нитевидных кристаллов длиной всего 0,5 мм (при толщине нитей несколько микрометров). В лунном грунте, доставленном на Землю из районов морей Кризисов и Изобилия, также удалось обнаружить самородный алюминий. Предполагают, что металлический алюминий может образоваться конденсацией из газа. Известно, что при нагревании галогенидов алюминия – хлорида, бромида, фторида они могут с большей или меньшей легкостью испаряться (так, AlCl₃ возгоняется уже при 180° C). При сильном повышении температуры галогениды алюминия разлагаются, переходя в состояние с низшей валентностью металла, например, AlCl. Когда при понижении температуры и отсутствии кислорода такое соединение конденсируется, в твердой фазе происходит реакция диспропорционирования: часть атомов алюминия окисляется и переходит в привычное трехвалентное состояние, а часть – восстанавливается. Восстановиться же одновалентный алюминий может только до металла: 3AlCl ® 2Al + AlCl₃. В пользу этого предположения говорит и нитевидная форма кристаллов самородного алюминия. Обычно кристаллы такого строения образуются вследствие быстрого роста из газовой фазы. Вероятно, микроскопические самородки алюминия в лунном грунте образовались аналогичным способом.

Название алюминия происходит от латинского alumen (род. падеж aluminis). Так называли квасцы, двойной сульфат калия-алюминия KAl(SO₄)₂·12H₂O), которые использовали как протраву при крашении тканей. Латинское название, вероятно, восходит к греческому «халмэ» – рассол, соляной раствор. Любопытно, что в Англии алюминий – это aluminium, а в США – aluminum.

1. Характеристика сырья и готового продукта

Важнейшей алюминиевой рудой в глиноземном производстве являются бокситы. Бокситы как сырье впервые были обнаружены во Франции в 1821 г. около города Бо, откуда и возникло их название.  Боксит – это сложная горная порода, состоящая из оксидов и гидроксидов алюминия, железа, кремния и титана. В качестве примесей в них присутствуют карбонаты кальция, гидросиликаты, сульфиды и органические соединения.

Основными глинозем содержащими минералами бокситов являются гиббсит (гидраргиллит), бемит и диаспор. Однако мономинеральные бокситовые руды в природе встречаются редко, гораздо чаще встречаются руды смешанного типа – гиббсит-бемитовые или диаспор-бемитовые. По внешнему виду бокситы напоминают глину, хотя от нее отличаются существенно, т.к. в их основе находятся гидроксиды алюминия. В пересчете на Al₂O₃ в боксите содержится Al₂O₃ от 30 до 80 %, Fe₂O₃ – от 0 до 50 %, SiO₂ – от 0 до 20 %, TiO₂ – от 0 до 10 %. Выделяют два генетических типа месторождений боксита:

• остаточно-хемогенный
• осадочно-хемогенный

Остаточные образуются из различных алюмосиликатных пород в процессе их выветривания. Они легко подвергаются обогащению промывкой. Основные мировые залежи бокситов являются остаточно-хемогенными.

Осадочные месторождения образуются в результате накопления продуктов химического и механического выветривания, в котлованах различного происхождения. К этому типу бокситов относят большинство месторождений бокситов. Залежи бокситов осадочного типа более сложные. Они часто состоят из одного или нескольких слоев, отличающихся по качеству. Часть бокситов в них может быть замещена бокситовыми или обычными глинами. Такие бокситы более трудно поддаются механическому обогащению. Производство глинозема во всем мире осуществляется преимущественно из высококачественных бокситов гиббситового или гиббсит-бемитового типа, которые перерабатываются по способу Байера. Качество боксита и способ его дальнейшей переработки определяется следующей характеристикой (кремневый модуль): M_Si = Al₂O₃/SiO₂

Если μ_Si ≥ 8, то данный боксит перерабатывается по способу Байера. Если μ_Si < 8, то по способу спекания. Боксит – масса непластичная, может быть плотной с землистым изломом, может быть пористой с ячеистым изломом, удельный вес колеблется от 1,2 до 3,5 г/см³, твердость – от 2 до 7, цвет – от белого до кирпичного. В бокситах содержится в различных сочетаниях до 100 элементов таблицы Менделеева. Количество минералов также приближается к 100. С технологической точки зрения все минералы боксита можно разделить на три группы:

• Алюминий содержащие минералы – гиббсит, бемит, диаспор.
• Минералы, затрудняющие или нарушающие технологию получения глинозема. Это кремнеземсодержащие минералы, разнообразные силикаты и алюмосиликаты, карбонаты, сульфиды, органические вещества.
• Балластные соединения, которые в процессе технологической обработки не претерпевают изменения и удаляются из технологического цикла в виде шлама. К ним относятся различные оксиды железа и титансодержащие соединения. Следует заметить, что это деление условно, так как оно не учитывает всех качеств минералов, а также то обстоятельство, что в различных производственных условиях поведение минералов может быть прямо противоположным. Так, например, минерал кальцит, являющийся вредной примесью в процессе Байера, превращается в полезный компонент в способе спекания.

Глинозём – Al₂O₃ белое кристаллическое вещество. Известен в виде двух модификаций альфа (корунд) и гамма глинозёма. Корунд встречается в горных породах в виде бесцветных кристаллов. Однако чаще всего природный корунд загрязнён магнетитом, гематитом, кварцем и др. Кристаллы альфа Al₂O₃  окрашены в красный цвет (рубин), в синий (сапфир), являющихся драгоценными минералами. Глинозём гамма модификации в природе не встречается и образуется при обезвоживании гидроокисей в температурном интервале 500 – 900 градусов Цельсия. При нагревании от

900 – 1200 он превращается в альфа Al₂O₃.

Глинозем обладает следующими химическими свойствами:

солеобразующий оксид, практически не растворим в кислотах, растворяется только в расплавах и горячих растворах щелочей, температура плавления 2044 градуса. Также известны электропроводные свойства глинозема: является полупроводником n-типа, диэлектрическая проницаемость от 9,5 до 10, электрическая прочность – 10 киловольт на миллиметр.

Сырье для получения глинозема

Сырьем для получения глинозема служат следующие минералы и руды: алуниты, каолины, нефелины и бокситы. Но, в основном, при производстве глинозема предпочтение отдают бокситам.

Бокситы имеют сложный химико-минералогический состав. Основной и полезной их частью являются различные модификации гидрата окиси (гидроокиси) алюминия (Аl (ОН)3 , AlOОН и др. ). В состав бокситов входят обычно окислы железа, кремния, в малом количестве — серы, титана, галлия, хрома, ванадия и пр., а также карбонат­ные соли кальция, магния, железа, органические вещества (остатки древних растений и животных) и пр.

При равном содержании алюминия ценность боксита в основном зависит от следующих факторов (расположенных примерно по степени важности):

1) от сорта гидроокиси алюминия, входящей в состав боксита; по возрастанию трудностей переработки бокситы в этом отношении ложно расположить в ряд:

а.) гиббситовые (или гидраргилитовые), содержащие гидроокись алюминия в виде Al(OH)3 б) гиббсит — бемитовые; в) бемитовые AlООН; г) бемит — диаспоровые; д) диаспоровые (перекристаллизованная AlООН);

2) от содержания кремнезема (SiO2), при удалении которого из боксита определенная часть гидрата окиси алюминия вместе с ней ухо­дит в отвал и теряется;

3) от содержания окиси титана (TiO2), образующей очень твердые осадки на теплообменных поверхностях аппаратуры и, тем самым, увели­чивающих энергетические затраты;

4) от содержания карбонатов СаСО3 , MgСО3, FeСО3 на удаление кото­рых расходуется часть нужного для производства глинозема едкого натра (NаОН);

5) от содержания серы, загрязняющей глинозем и понижающей, тем самым, качество алюминия;

6) от содержания органических веществ, замедляющих рост крис­таллов гидроокиси алюминия и, тем самым, снижающих производительность завода;

7) от геологического возраста бокситов: древние бокситы име­ют более высокую твердость и требуют при переработке больших затрат энергии, чем геологически молодые бокситы; как говорят они являются более трудновскрываемыми.

Чрезмерное содержание любых других примесей также является вредным и приводит к повышению затрат на производство глинозема.

Наблюдается связь между возрастом и типом бокситов: молодые, более мягкие бокситы обычно являются гиббситовыми, наиболее древние — твердые бокситы — относятся к диаспоровым, а бемитовые и прочие за­нимают по возрасту и твердости промежуточное положение. В связи с этим существенно различаются условия переработки бокситов. Наиболее дешевым при равных затратах на добычу и транспортировку является глинозем, полученный из гиббситовых бокситов, наиболее дорогим — из диаспоровых.

2. Теоретические основы технологического процесса

Получение глинозема из руд осуществляется тремя основными способами: электролитическим, кислотным и щелочным.

Наиболее распространённым способом получения глинозема является щелочной метод Байера, в ходе которого оксид алюминия добывается из бокситов высокого сорта.

Полученный глинозем представляет собой бесцветный кристаллический порошок с высокой способностью поглощать влагу.

Необходимым условием производства глинозема является контроль и соблюдение параметров веществ и процессов на всех этапах произ­водства, начиная от подачи в него боксита и кончая выгрузкой готового глинозема. К ним, в частности, относятся: тонкость помола, концент­рация щелочи, температура, давление, расход жидких и твердых ве­ществ, расход энергоносителей и их параметры, крупность затравки и многое другое. Получают эти данные еще на стадии проектирования за­вода посредством многочисленных теоретических расчетов и экспери­ментальных проверок и корректируют их после пуска производства. Контроль за соблюдением технологии осуществляется постоянно специ­ально лабораторией, а соблюдение условий производства является ос­новной функцией инженерно-технического персонала и рабочих

Когда же алюминий начали получать электролизом, то криолит составил главную часть расплава. В небольших количествах его применяют и в некоторых других производствах: в стекольном — при изготовлении молочного стекла, в керамическом — для приготовления эмалей. Криолит является также хорошим плавнем при выплавке меди из руд. Глыбы его, добываемые на разработках в Гренландии, подъемными кранами загружают в трюмы судов и отправляют преимущественно в Данию и США. Бурный рост алюминиевой промышленности потребовал больших количеств криолита. Гренландского \»ледяного камня\» давно уже не хватает, чтобы удовлетворить растущие потребности алюминиевого производства в разных странах. Химики разработали способы получения криолита искусственным путем, поэтому природный минерал потерял свое былое значение.

Технология получения глинозема. Способ Байер

Способ Байера – это гидрохимический способ получения глинозема из бокситов. Этот способ был открыт в России Карлом Иосифовичем Байером в 1895-1898 гг. Большой вклад в разработку способа, особенно для выщелачивания бокситов диаспор-бемитового типа, внесли ученые Д.П.Манойлов, Ф.Н.Строков, Ф.Ф. Вольф, И.С. Лилеев, С.И. Кузнецов и др. В настоящее время более 95 % глинозема получают способом Байера.

Способ Байера основан на свойстве алюминатных растворов находиться в метастабильном (относительно устойчивом) состоянии при повышенных температурах и концентрациях (Na₂O_K и Al₂O₃) и на самопроизвольном разложении (гидролизе) растворов с выделением в осадок гидроксида алюминия с понижением температуры и концентрации Na₂O_K. Суть способа Байера состоит в выщелачивании предварительно измельченного боксита щелочно-алюминатным раствором и дальнейшем выделении из раствора гидроксида алюминия. Алюминийсодержащие минералы взаимодействуют с раствором каустической щелочи (NaOH), в результате чего алюминий переходит в раствор в виде алюмината натрия, т.е происходит растворение минералов боксита в щелочном растворе и разложение насыщенного алюминатного раствора. Технологические параметры способа Байера (температуры, концентрации растворов и т.д.) могут колебаться в относительно большом диапазоне, в зависимости от типа и качества боксита. Боксит поступает на предприятие железнодорожным транспортом. Крупность кусков боксита определяется техническими условиями (ТУ) или по договору поставки и составляет порядка ≤300 мм. Разгрузка боксита осуществляется роторным вагоноопрокидывателем. Выгруженный боксит попадает в приемные бункера, откуда пластинчатыми питателями тяжелого типа подается на молотковые дробилки крупного и щековые дробилка среднего дробления – происходит дробление боксита. Дробленый материал системами транспортеров распределяется по закрытым складам. Поступающий на склад боксит смешивают с небольшим объемом оборотного щелочного раствора (ж:т = 0,8‑1,9 — такое низкое отношение обеспечивает максимальную ее производительность), добавляют 3-5 % извести и направляют в мельницу мокрого размола. В промышленности применяют сухой и мокрый размол. Плюсы мокрого размола в том, что исключается необходимость сушки материала, повышается производительность, облегчается загрузка/разгрузка, упрощается транспортировка готовой пульпы по трубопроводам, улучшаются санитарно-гигиенические условия труда. При мокром размоле помимо измельчения боксита в оборотном растворе также осуществляется начальное растворение минералов боксита и начинают протекать реакции обескремнивания, которые продолжаются в мешалках готовой пульпы.

Рассмотрим устройство мельницы, она состоит из барабана, крышек, и зубчатого венца. Внутреннюю поверхность футеруют плитами. Через горловину руда или пульпа поступает в мельницу, при вращении мельницы шары, находящиеся внутри, центробежной силой прижимаются к стенкам барабана, поднимаются на некоторую высоту, а затем под действием собственного веса падают, оказывая на материал ударное и истирающее действие, этому способствует также профильная футеровка. Слив осуществляется через горловину.  Скорость вращения барабана составляет 20-30 оборотов в минуту. Объем шаров (шаровая нагрузка) мельницы составляет 40-50 % от объема барабана. После измельчения получается бокситовая пульпа, которую отправляют на следующую операцию выщелачивания. Но прежде продукционная, сырая пульпа перед подачей в автоклавные отделения выдерживается в мешалках сырой пульпы от 40 минут до 8часов, где происходит усреднение ее состава и частичное обескремнивание при t = 100-105 °С. Этим достигается меньшее зарастание накипью трубок подогревателей, через которые пульпа проходит в автоклавы. Также в этих мешалках, при необходимости, производится обработка пульпы воздухом для окисления сульфидной серы, при содержании последней сверх установленных количеств.

Выщелачивание боксита – одна из основных операций способа Байера, целью которой является перевод соединений алюминия в раствор в виде алюмината натрия. Это достигается обработкой измельченного боксита оборотным щелочным раствором. Автоклав – сосуд для проведения химико-физических превращений, происходящих при высоких температуре и давлении.

Рассмотрим автоклав, который применяется в глиноземном производстве с перемешиванием и обогревом греющим паром. Автоклавы делают сварными из углеродистой стали. Снизу в автоклав через барбатер подается греющий пар под давлением 28-30 атм. и t = 300 °С. Пар конденсируется и нагревает бокситовую пульпу до 220-240 °С, при такой t пульпа выщелачивается в течение 2 — 2,5 часов. Пульпа нагнетается в автоклав с помощью насосов, проходит процесс выщелачивания, за счет перепада давления пульпа выдавливается из автоклава по внутренней трубе и подается в следующий автоклав для продолжения процесса выщелачивания. Обычно используют батарею состоящую из 8-12 последовательно соединенных автоклавов, первые два обогреваются паром, остальные реакционные, без барбатера. Наличие крупных частиц, движущихся с относительно низкой скоростью, приводит к забиванию автоклавов песками. Необходимость дополнительного измельчения руды усложняет аппаратурно-технологическую схему ее переработки. Поэтому требуется технико-экономический анализ основных переделов цикла Байера применительно к обращенному потоку, чтобы сделать окончательный вывод о целесообразности применения этой технологии. Процесс переработки глиноземсодержащих руд связан с большим потреблением пара, поэтому для экономии пара решающее значение имеет регенерация тепла. В схемах применяемых для регенерации тепла используют теплообменники, соединенные последовательно или параллельно.

Кожухотрубный теплообменник состоит из: корпуса, крышек, подводящих и отводящих патрубков, пучков труб и трубных решеток. В глиноземном производстве для подогрева сырой пульпы применяются подогреватели (теплообменники): трубчатые, кожухотрубные с неподвижными трубными решетками. Греющий пар из сепараторов подается в межтрубное пространство подогревателя и конденсируется, пульпа движется по трубкам, выделяющееся при конденсации тепло через стенки трубок передается пульпе. Таким образом, происходит нагрев пульпы. Сепараторы служат для снижения давления выщелоченной пульпы, выходящей из последнего автоклава батареи.

После выщелачивания бемитовых и диаспоровых бокситов автоклавную пульпу (Na₂O_К ≥ 280 г/л, α_к = 1,6-1,7 и ж:т = 10:1) необходимо разделить на алюминатный раствор и твердую фазу – красный шлам (то, что не растворилось при выщелачивании + ГАСН). Процесс осуществляется за счет сгущения (отстаивания) красного шлама в непрерывно действующих аппаратах – сгустителях.

Сгуститель представляет собой металлический, цилиндрический чан с коническим дном. В центре чана смонтирован грибковый механизм, с помощью которого осевший шлам перемещается к разгрузочному отверстию, расположенному в центре днища сгустителя. Грибковый механизм состоит из вертикального вала, а вал приводится во вращение с помощью привода. Исходная пульпа поступает в загрузочный стакан и с убывающей скоростью растекается к стенкам аппарата, происходит оседание частиц шлама на дно сгустителя в нижней части аппарата. Красный шлам грибками перемещается к центру и разгружается через центральный патрубок, осветленный раствор перетекает через внутренний борт и по кольцевому желобу, между ним и стенками чана стекает в трубу и отводится из аппарата.

Алюминатные растворы после контрольной фильтрации с концентрацией Al₂O₃ 120-150 г/л и α_К = 1,5-1,75 охлаждают до 50-75 °С и направляют на декомпозицию. Декомпозиция – это процесс кристаллизации гидроксида алюминия при разложении пересыщенного алюминатно-щелочного раствора. В процессе декомпозиции получают гидроксид алюминия и маточный раствор. Декомпозиция является наиболее важной стадией при производстве глинозема по способу Байера, поскольку от физико-химических свойств полученного гидроксида алюминия непосредственно зависит качество глинозема, а производительность этой стадии определяет экономику всего глиноземного производства. Рассмотрим устройство и принцип работы декомпозера. Декомпозеры предназначены для операции разложения алюминатного раствора в присутствии затравки с выделением в твердую фазу дисперсного гидроксида алюминия, с получением жидкой фазы определенного химического состава. Корпусом декомпозера с воздушным перемешиванием служит цилиндрический стальной резервуар с коническим днищем, плоской крышкой и вытяжной трубой. Для перемешивания пульпы в декомпозере устанавливается центральный аэролифт (воздушный подъемник) расположенный на одной оси с декомпозером. Внутри аэролифта размещается центральная воздушная труба, верхний конец которой соединен с коллектором сжатого воздуха. Перемешивание пульпы в декомпозере производится при помощи сжатого воздуха. В декомпозере расположен транспортный аэролифт представляет из себя вертикально опущенную трубу, внутри которой находится труба меньшего диаметра, для подачи сжатого воздуха. Верхний конец аэролифта, в отличие от центрального выходит на крышку декомпозера и соединен с транспортным трубопроводом. Количество воздуха подаваемое на аэролифт регулируется в автоматическом режиме в зависимости от уровня пульпы в декомпозере. Воздушно-пульповая смесь поднимается вверх, в пространстве между трубами циркулирует вода, для охлаждения пульпы. Воздушное охлаждение осуществляется естественным путем как через стенки декомпозера, так и с помощью вытяжной трубы, врезанной в крышку декомпозера, через которую отводят избыточный воздух. Движение пульпы обозначено стрелками, обработанная пульпа выходит по трубе, а  часть пульпы по центральному аэролифту продолжает циркулировать в аппарате.

Для подготовки маточного раствора после декомпозиции к выщелачиванию новой порции боксита из процесса должна быть выведена вода, добавленная ранее для разбавления вареной пульпы. Количество воды, которую надо выпарить, примерно соответствует разности между объемами алюминатного и оборотного растворов. Упариванием (или выпариванием) называют процесс концентрирования жидких растворов путем частичного удаления растворителя (воды) испарением при кипении жидкости. Для упаривания растворов обычно используют тепло водяного пара, который называют первичным или «острым» паром. Пар, образующийся при выпаривании кипящего раствора, называют вторичным или паром самоиспарения. Для процесса используют выпарные аппараты. Рассмотрим одну из конструкций выпарного аппарата пленочного типа. Исходный раствор подается сверху через патрубок в верхнюю растворную камеру, для равномерного распределения раствора применяют форсунки. Для создания пленочного движения раствора по трубам используются различные оросительные устройства и специальные насадки в каждой трубе. Раствор распределяется таким образом чтобы он стекал в виде тонкой пленки по внутренней поверхности стенок труб. Греющий пар подается в межтрубное пространство греющей камеры, нагревает через стенки трубок раствор, конденсируется. Конденсат отводят из аппарата. Пленка раствора внутри труб закипает и частично испаряется, образуя вторичный пар, который движется вдоль труб вниз. Из трубок в нижнюю растворную камеру выходит парожидкостная смесь, состоящая из капелек раствора и вторичного пара, часть выпаренного раствора отводится из нижней растворной камеры. Далее парожидкостная смесь поступает в сепаратор, Капельки раствора оседают на поверхности стенок, стекают в нижнюю часть и отводятся, вторичный пар выводится через верхний патрубок сепаратора. Важно чтобы вся поверхность нагрева особенно  нижней части трубок равномерно смачивалась раствором.

Заключительным переделом всех технологических схем глиноземного производства является кальцинация. Цель кальцинации – перевод исходного гидроксида алюминия в товарную продукцию – металлургический глинозем для электролитического производства алюминия и неметаллургический – для различных отраслей промышленности (электротехнической, керамической и др.). Процесс кальцинации заключается в термическом воздействии на гидроксид алюминия, в результате последовательно протекают процессы: при 110-120 °С из гидроксида начинается удаление внешней влаги, при 200-250 °С гиббсит теряет молекулы кристаллизационной воды и превращается в бемит; при температуре около 500 °С бемит превращается в безводный γ-Al₂O₃ и при температуре выше 850 °С происходит превращение γ-Al₂O₃ в α-Al₂O₃. Все эти превращения идут с поглощением значительного количества тепла (эндотермический процесс), кроме превращения γ-Al₂O₃ в α-Al₂O₃ (экзотермический процесс). Основное количество тепла затрачивается при нагревании материала до 500-600 °С, когда происходит испарение выделяющейся влаги и разложение гиббсита.

Заключение

В настоящее время способ Байера – основной способ производства глинозема во всем мире, т.к. его экономически целесообразно использовать для переработки высококачественных бокситов с относительно невысоким содержанием кремнезема – SiO₂, должен иметь высокий кремневый модуль µ_Si ≥ 6-8 и не содержать больших количеств серы и CO₂, поскольку при росте количества SО2 все больше Al2O3 и используемой в процессе щелочи теряются. За рубежом практически весь Al2O3 получают из бокситов в основном способом Байера, на отечественных заводах глинозем получают из бокситов способом Байера и из бокситов и нефелинов способом спекания. Оба эти способа относятся к щелочным методам выделения глинозема из руд. Для переработки бокситов с кремниевым модулем менее 5—7 более экономичным является способ спекания. В связи с истощением богатых глиноземом месторождений боксита и вовлечением в производство более бедных бокситов, доля способа Байера в производстве глинозема снижается и возрастает доля способа спекания. Большинство объектов глиноземного производства, в особенности по ряду гидрохимия, переделов, характеризуется наличием высокой влажности и образованием туманов, вследствие охлаждения испаряемых щелочных растворов и аварийных проливов щелочей, поэтому предъявляются особые требования, которые в основном сводятся к увеличению плотности бетонов, к соблюдению условий трещиноустойчивости, к защите внутренней поверхности стеновых ограждений от проникновения щелочных паров и влаги. Характерной особенностью глиноземного завода является наличие галерей между цехами, по которым проходит большое количество пульпопроводов, паропроводов, ленточных конвейеров и других коммуникаций. Все печные цехи проектируются с открытыми вращающимися печами и с открытой установкой электрофильтров. Крупные емкости устанавливаются вне зданий на открытых площадках.

ТЭЦ и блок мокрой обработки — основной потребитель пара и горячей воды — а также цементное производство, передел выщелачивания, обескремнивание во избежание излишней транспортировки шлама размещаются поблизости друг от друга. Приемное устройство сырья — вагоноопрокидыватель, располагается как можно ближе к отделению крупного дробления и отделению мокрого размола. Коррекционные бассейны устраиваются около отделений мокрого размола и спекания, а отделение спекания размещают поблизости от мокрого блока (выщелачивание, сгущение» обескремнивание, карбонизация и фильтрация). Склад гидрата и отделение кальцинации располагают рядом с отделениями фильтрации и карбонизации, а склад товарного глинозема — с отделением кальцинации. Для межцеховых перевозок используется гл. обр. автотранспорт. Ж/д транспорт необходим для доставки сырья и вывозки готовой продукции, а также для доставки материалов, запасных частей и изделий в главный магазин и ремонтным цехам. При расположении зданий на генплане учитывается направление господствующих ветров, для того чтобы исключить вредное влияние агрессивных выделений в виде капле-уноса щелочи из блока цехов мокрой обработки, а также пыли от складов угля, известняка, отделений кальцинации и спекания. Сокращение стоимости строительства глиноземного завода связано с блокировкой зданий и сооружений, установкой оборудования на открытых площадках и в полузакрытых помещениях.

Список использованных источников

1. Лайнер А. И. Производство глинозема / Лайнер Ю. А. — М.: Высш. шк., 1961. – 314с.
2. Логинова И.В. Аппаратурно-технологические схемы в производстве глинозема /И.В. Логинова, А.В. Кырчиков. Екатеринбург: УрФУ, 2011. – 233с.
3. Троицкий И. А. Производство глинозема из бокситов. Технологические расчеты / И. А. Троицкий. М.: Металлургия, 1972. – 175 с.
4. Еремин Н.И. Процессы и аппараты глиноземного производства / Н.И. Еремин, А.Н. Наумчик, В.Г. Казаков. М.: Металлургия, 1980. – 360 с.
5. Никольская М.П. Технология получения глинозема из бокситов / М.П. Никольская. Каменск-Уральский, 2007. – 184 с.