Реферат Виробництво глинозему

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Міністерство освіти і науки Республіки Казахстан

Павлодарський механічні-механічну-механічне-механічна-хіміко-механічний коледж

Контрольна робота

На тему: Виробництво глинозему

По предмета: Введення ЄІАС у спеціальність: «Виробництво алюмінію»

>Павлодар 2011 рік


Зміст

1. Коротка характеристика виробництва (призначення процесу, актуальність технології, застосування продукту)

2. Характеристика сировини й готового продукту

3. Хімізм процесу (теоретичні основи процесу)

4. Технологічна схема виробництва (копія технологічної схеми)

5. Опис основного апарату (копія)

6. Техніка безпеки

7. Список використовуваної літератури


1. Коротка характеристика виробництва (призначення процесу, актуальність технології, застосування продукту)

>Спеченний глинозем – це сучасний матеріал високої якості, знайшов використання у виготовленні особливотермостойких виробів.

Поруч із ним саме в промисловості застосовуються глиноземтабулярний і реактивний, які відрізняються технології виготовлення і низкою характеристик.

>Глиноземспеченний, він такожкальцинированний – це оксид алюмінію,повергшийся додаткової температурної обробці –кальцинаций.

При кальцинації глинозем нагрівають до високих температур, але, не дозволяючи кристалам оксиду алюмінію вирушити.

за рахунок як і додаткової температурної обробки глинозем отримує ряд цінних і властивостей.

Від плавленого глинозему цей вид матеріалу особливий тим, що є у структурімикропори, і тому набагато краще формується і пов'язується.Спеченний вид штучного глинозему має такими відмітними властивостями:

>Электроизоляция

> Підвищена вогнестійкість

>Улучшенная механічна міцність

> Підвищена стійкість до швидкого зносу йистиранию

> Здатність надання точних ж розмірів та форм готовим виробам.

>Кальцинированний глинозем може випускатися у різних фракціях, залежно від рівня подрібнення і середніх розмірів кристалів. Різні сорти цієї статті виконують різні функції у складі вогнетривких матеріалів і надають їм додаткові властивості.

Найважливіші їх:

> Збільшення ресурсу і спільного терміну служби виробів рахунок збільшення змісту оксиду алюмінію

> Висока щільність частинок у цих колегіях невеликого розміру та як наслідок підвищення механічної міці й опірностіистиранию і зносу

> Висока вогнестійкість і стійкість до термічним ударам з допомогою взаємодії матеріалу зі єднальними елементами як глиноземний цемент чи глина.

Може виготовлятися уживати як і вільному,неформованном вигляді, і у вигляді пов'язаних, монолітних виробів.

>Кальцинированний глинозем використовується під час виробництва наступних виробів:

> Свічки запалювання

>Фарфоровие вироби

> Керамічні фільтри

>Износостойкая кераміка

>Високовольтние ізолятори

>Санитарно-технические вироби

> Керамічні вироби для електроніки

> Вироби технічною відсталістю та інженерної кераміки

> Керамічна плитка тощо.

>Кальцинированний глинозем знайшов використання у наступних галузях: виробництво корунду, вогнетривка,стекольная, хімічна промисловості, виробництво побутової, електротехнічній, технічною відсталістю таизносостойкой кераміки.

2. Характеристика сировини й готового продукту

 

>Боксит (>фр. >bauxite) (під назвою місцевостіBaux Півдні Франції) — алюмінієва руда, що складається згидроксидов алюмінію, оксидів заліза і кремнію, сировину щоб одержатиглинозема іглиноземосодержащих вогнетривів. Змістглинозема з промисловою бокситах коштує від 40 % до 60 % і від. Використовується також як флюсу в чорної металургії.

Зазвичай боксити є землистуглиноподобную масу, яка може матиполосчатую,пизолитовую (>гороховидную) або однорідну текстуру. У умовах вивітрювання польовішпати (мінерали, складові більшу частину земної кори і єалюмосиликатами) розкладаються із заснуванням глин, але за умов спекотного клімату і високої вологості кінцевим продуктом їх розкладу може стати боксити, т. до. така обстановка сприяє виносущелочей ікремнезема, особливо зсиенитов чи габро.Боксити переробляють в алюміній поетапно: спочатку отримують оксид алюмінію (>глинозем), та був металевий алюміній (електролітичним способом у присутностікриолита).

Властивості глинозему

Алюміній утворюється з киснем три окису: . Усубокиси вінодновалентен, в -трехвалентен, а >AlO виявляє змішану валентність.Субсоединения і може отримати при високих температур відновленням чи термічним розкладанням але практичного значення ці процеси доки мають.

Сировиною для алюмінію служить глинозем -порошкообразная глинозем, що складається з двох різновидів (модифікацій) окисла: (>альфа-глинозем) і (>гамма-глинозем).Альфа-окись алюмінію - найбільш стійка форма, є у природою вигляді мінералу корунду. Вона має міцну структуру, велику твердість і хімічну стійкість: температура плавлення корунду (>2054±6)°С.Гамма-глинозем виходить при зневодненні гідроокису алюмінію, добре взаємодіє зі розчинами лугів і кислот, має високоїгигроскопичностью. Навіть нагрітий до1000°С гама глинозем утримує близько 1% води, і тільки тривала витримка при1200°С повністю йогообезвоживает.Гамма-глинозем у своїй перетворюється на корунд.

 

3. Хімізм процесу (теоретичні основи процесу)

Виробництво алюмінію починається із виробництваглинозема.Глинозем –Al2O3 біле кристалічний речовина. Відомий як двох модифікацій альфа (корунд) і гамаглинозема.Корунд є у гірських породах як безбарвних кристалів. Проте найчастіше природний корундзагрязненмагнетитом,гематитом, кварцом та інших. Кристали альфаAl2O3 вирізняються в червоний колір (рубін), в синій (сапфір), є дорогоцінними мінералами.Глинозем гама модифікації у природі не трапляється утворюється під час зневодненнігидроокисей в температурному інтервалі 500 – 900 градусів Цельсія. При нагріванні від 900 – 1200 він перетворюється на альфаAl2O3.

Способи отриманняглинозема, які у обробки руди лугами,связивающимиглинозем в розчиннуалюминат натрію, найбільш прості й економічні. Для перекладуглинозема валюминат натрію руду безпосередньо обробляютьщелочью (спосіб Баєра), абоспекают з солями лужних іщелочноземельних металів, одержуючитвердиеалюминати, які потімвищелачивают водними розчинами.
Спосіб спечення застосовується на переробкувисококремнистогобоксита.
>Приготовленная шихта з тонкоизмельченногобоксита, вапняку, соди, оборотних продуктів нагрівається, і спікається за нормальної температури 1100-1300 градусів в трубчастих обертових печах. Отриманийспек як шматків різного розміру й певного мінералогічного складу обробляється оборотними лужними розчинами слабких концентрацій чи водою для перекладуглинозема і лугів валюминатний розчин. Після очищення розчину від твердих домішок ікремнезема його розкладають методомкарбонизации чи декомпозиції щоб одержати в осаді гідроокису алюмінію.Гидроокись алюмінію після промивання і фільтрації іде накальцинацию за високої температури в трубчастих обертових печах. Після охолодженняглинозем вирушає споживачеві.

Сухий лужної спосіб (інтеграція; дає змогу отримувати чистий глинозем з руд (низькосортних бокситів,нефелинов та інших.) з великим (вище 6%) змістом кремнезему.Алюмосодержащая порода подрібнюється з вапняком і содою і спікається в печах за нормальної температури 1200—1300°, у результаті глинозем перетворюється на розчинну у питній воді лужноїалюминатNa20»Al203, а кремнезем пов'язується в нерозчиннийдвухкальциевий силікат. Після вилуговування, згущення, промивання й відокремлення шламу чистий алюміній розкладається методомкарбонизации. Надалі процес такий ж, як і за способі Баєра. Для нефелінових руд найбільш раціональний сухий лужної спосіб,к-рий дозволяє здійснити комплексну переробкунефелиновой породи із отриманням додаткових продуктів— соди, поташу і цементу.Алунитовие руди переробляються також із сухому лужному способу із отриманням як побічних продуктів сірчаної кислоти і кухонної солі.

На тонну глинозему нанефелиновом сировину витрачається 5—6 тнефелиновой руди, 7—8 т вапняку, 1,5—2,0 т вугілля для печей спечення і 5—6 т пара високої професійності і низький тиск. Структура основних фондівглиноземного заводу (діючий завод середньої потужності, працюючий на бокситах, спосіб Баєра) в %: будівлі і споруди — 70, устаткування з монтажем — 26, інші — 4; випуск глинозему на 1 млн. крб. капіталовкладень (>т/100 крб. на рік — 1,1—1,2).

Спосіб Баєра, нині домінуючий у виробництві глинозему, придатний лише переробкималокремнистих бокситів (з модулем вище 7). По способу ж спечення можна переробляти на глинозем як всякі боксити, а йнефелини, глини, каоліни та іншіалюмосиликатние породи, запаси яких практично невичерпні. Вперше цей спосіб застосували в 1858 р. ЛуїЛе-Шателье, він став отримувати глинозем з бокситів,спекая його з содою і розкладаючи потімалюминатние розчини вуглекислим газом. Однак у такому вигляді спосіб непридатний на переробку кременистих бокситів через великі втратAl2>O3 іNa2>O, а високосортних бокситів вигідніше спосіб Баєра.

Мюллер (1880 р.) запропонував приспеканииалюмосиликатов додавати, крім соди,магнезит чидоломет для зв'язування кремнезему в силікатищелочноземельних металів, не розчинні у питній воді.

У 1897 р.Пеняков запропонував спосіб алюмінатних руд зNa2>SO4 у присутності відновлювача, а 1916 р. спосіб спечення багатихкремнеземом руд тільки з вапняком.

Всебічна розвиток виробництва і вдосконалення способу спечення стосовновисококремнистимбокситам,нефелинам та іншихалюмосиликатним породам повністюсвязане із конкретними іменами радянських учених. Під керуваннямА.А.Яковкина іИ.С.Лилива з участюВ.Н.Мазеля,Ф.Н.Строкова та інших. розробили спосіб спечення сухийбоксито-известняково-содовой шихти. Такий спосіб застосували на Волховському алюмінієвому заводі на переробку бокситівТихвинского родовища. Пізніше на пропозиціюВ.А.Мазеля наТихвинском глиноземному заводі було здійснено варіант спечення мокрою шихти.

Переробканефелинового сировини способом спечення освоєна на трьох заводах: на Волзькому алюмінієвому,Пикалевском глиноземному іАчинскомглиноземом комбінаті.

До складубокситовой шихти для способу спечення входять: боксит, вапняк, оборотний содовий розчин, свіжа сода як компенсація втрат луги у процесі і оборотні продукції (шламиобескремнивания, шламкаустификации).

Приспекании такий шихти утворюється добре розчинну у питній водіалюминат натріюмалорастворимийдвухкальциевий силікат і нестійкий догидролизуферрит натрію за такими реакцій:


Відповідно до цими реакціями в шихті мусить бути витримані такі молекулярні відносини:

Длянизкокремнистих бокситів може бути застосована збираннябоксита з содою без добавки вапняку. Цей метод називається термічнакаустификация, вона дозволяєкаустифицировать соду,образующуюся у процесі Баєра, і навіть замінити дорогу До. луг содою.

Отриманіспеки якбокситовие, інефелиновиевищелачивают оборотними розчинами чипромивними водами. У цьомуAl2>O3 перетворюється на розчин якалюминатов лужних металів;феррит натріюгидролизуется із заснуванням нерозчинною гідроокису заліза і їдкою луги, сприяє підвищенню стійкості алюмінатних розчинів. Виниклий двохкальцевий силікат при взаємодії залюминатним розчином частково розкладається, і кремнезем у своїй перетворюється на розчин. Та більшістьдвухкальциевого силікату залишається вшламе.Шлам відділяють відалюминатного розчину, аалюминатний розчин піддаютьобескремниванию і розкладанню виділення гідроокису алюмінію.Маточний розчин, отримуваний після виділення гідроокису алюмінію, під час виробництва глинозему збокситаупаривают до певної концентрації солей й використовують на приготування вихідної шихти.Шлам,получающийся привищелачиваниибокситовихспеков, нині не використовують і викидають нашламовое полі.

Підготовка шихти для спечення

Апаратура й технологія цього переділу визначаються такими вимогами процесу спечення: компоненти шихти би мало бути тонкоизмельчени, точносдозировани і добре змішані; шихта повинна містити мінімум вологи, необхідне забезпечення її плинності (збільшення вологи в шихті призводить до збільшення витрати палива їхньому випаровування і поступового зменшення продуктивності печей спечення); в шихті би мало бути суворо витримані задані молекулярні співвідношення компонентів.

Приготування шихти зводиться до виконання таких операцій: а) роздрібненнябоксита вапняку; б) мокрого розмелювання компоненти шихти; в) коригування шихти.

Зазвичай, ці руди надходять на цей завод як великих шматків. Залежно відкрупности, твердості і вологості роздрібнення руд проводиться на кілька стадій вщекових,капусних, імалотоковихдробилках.Крупность роздрібнення повинна бути достатньою для наступної операції – розмелювання.Взмол ведуть у трубчастих млинах під час виробництваглиноземе з бокситів, боксит і вапняк розмелюють разом усодовом розчині післявипарки. Для компенсації втрат лугів в шихту подають свіжу соду. При переробці бокситів інефелинов в шихту вводять білий шлам відобескремниванияалюмосиликатних розчинів.

Компонентидозируют в такий спосіб, щоб по закінченні розмелювання отримати шихту необхідного складу.

>Шихту після розмелювання закачують в ємності з повітряним перемішуванням, званікоррекционними басейнами, у яких здійснюють остаточну коригування шихти. З корекційних басейнів пульпу через котрі живлять басейни відкачують на печі спечення.

>Спеканиебокситовихшихт

Призначення цього переділу залежить від максимально повному зв'язуванні окису алюмінію і окислів лужних металів шихти в лужніалюминати, а з'єднання кремнію – вдвукальцевий силікат. Крім цих сполук, приспекании утворюютьсяферрит натрію й інші продукти. Освіта всіх таких сполук можливо, зависокотемпературном випалюванні шихти температури спечення визначаютьсяминералогическими і хімічними складами матеріалів, які входять у шихту, і вони становлять длябокситовихшихт близько1150-1250°С.

У процесі спечення послідовно відбувається зневоднення мокрою шихти, нагрівання матеріалу, дисоціації вапняку, освітуспека, охолодженняспека.

Дляспекабокситовой шихти застосовуються барабанні які працюють печі діаметром 3-5 метрів і довжиною 50-100.

Як паливо для печей спечення використовуються вугілля, мазут, газ. Охолодженняспека від 1000-1100 до100°С здійснюється у обертових барабанних чиколосиликових холодильниках.

Після роздрібненняспек направляють на вилуговування, а що відходять з печей спечення гази очищають від пилу у системі послідовно розташованих пилових камер, циклонів іелектрофильтров.Уловленную пил повертають в печі, а частина газів після додаткової очищення подають накарбонизацию (якщо є такий переділ).

Вивчення фізико-хімічних перетворень приспекании різнихшихт утруднено наявністю значної частини реагують окислів, вільних чи пов'язаних. Їх буває щонайменше п'ять, а зазвичай більше.

Взаємодія між >Na2>CO3 і >Al2>O3 при нагріванні

Реакція між тими окислами – одне з найважливіших вбокситовой шихті, позаяк у результаті цього реакції виходить розчиннуалюминат натрію.

Реакція між окисом алюмініюбоксита з содою завершується із заснуваннямметаалюмината натрію –Na2>CO3 >Al2>O3 (>NaAlO2).

Взаємодія між содою і окисом алюмінію протікає за реакцією:


Взаємодія міжNa2>CO3 і Fe2>O3

Освітаферрита натрію у виробництві глинозему способом спечення багато важить. Привищелачиванииспекаферрит натрію розкладається внаслідок гідролізу після визволення їдкою луги, яка потрібна на підвищення стійкості алюмінатних розчинів.Феррит натрію утворюється, як іалюминат натрію за реакцією:

Взаємодія між >CaCO3 і >Al2>O3

При висиханні температурах взаємодії утворюютьсяалюминати кальцію, важливі у виробництві глинозему, а йцеллита, вогнетривів, кераміки. Тому системаCaO –Al2>O3 вивчалася багаторазово і старанно. За даними, приспекании різнихшихт, які містять луг, вспеках утворюютьсяCaOAl2>O3; 12CaO7Al2>O3;5CaO3Al2>O3, представлене твердим розчиномалюминатов кальцію зSiO2; іMgO ін. компонентів.

Взаємодія між >CaCO3 і >SiO2

У системіCaO –SiO2 відомі такі сполуки: 1)метасиликат кальцію (>CaOSiO2) з температурою плавлення1540°С.Устойчив до1150°С нижче утворюєтьсяCaOSiO2

2)трехкальциевий силікат3CaO2SiO2, з температурою плавлення1475°С;

3)ортосиликат (>двухкальциевий силікат) кальцію2CaOSiO2, плавиться при2130°С;

4)трехкальциевий силікат3CaOSiO2 виходить якщо випалюванні сумішіCaO іSiO2 за нормальної температури від 1400 до1500°С.

У виробництві глинозему за способом спечення найбільше значення має тутортосиликат кальцію, оскільки він виникає першим при нагріванні сумішіCaO зSiO2 будь-який пропорції. Встановлено, що незалежно від співвідношенняCaO іSiO2 в вихідної суміші (від 1:1 до 3:1) на початку спечення утворюється завждидвухкальциевий силікат.

Взаємодія >CaCO3 з >TiO2 і Fe2>O3

>TiO2 іCaO утворюютьметатитанат кальцію (>CaOTiO2) чипервекит. Така ж з'єднання утворюється й у присутності лужних карбонатів. Отже, під час виробництва глинозему за способом спечення слід додавати стільки вапняку, що він пов'язав як кремнезем, а йTiO2.

І тутметатитанат натрію утворюватися нічого очікувати, що знизить втрати луги. Приспекании ненасиченої содою шихти окис заліза утворює зCaCO3 >феррити кальцію. У системіCaO–Fe2>O3 давно відомі дваферрита:CaOFe2>O3 і2CaOFe2>O3.

Першим приспекании утворюється2CaOFe2>O3, тож коли в суміші ставленняCaO до Fe2>O3 одно 2,0 то, при всіх температурах утворюється2CaOFe2>O3.

Бо за низьких температурах з содою утворюється скорішферрит, ніжалюминат, то, якщо соди бракує до повного зв'язуванняAl2>O3 і Fe2>O3, вона витрачається здебільшого освітіферрита натрію, а глинозем залишається вільним, але за900°С і від продукт реакції полягає головним чином ізалюмината натрію, що з витісненнямNa2>O зферрита за реакцією:

Зі збільшенням концентраціїферрита натрію знижується температура плавлення твердих

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація