Совершенствование технологии извлечения фторидов из анодных газов электролизного производства
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ю в мае 2002 года методику и полученные в результате эксперимента данные, в ноябре 2007 году было предложено получить на существующем оборудовании участка фторсолей низкомодульный криолит КО= 1,7 - 2,1.
Технология и аппаратурно-технологическое оформление подобно технологии очистки анодных газов и регенерации фтора из растворов. Обзор технической литературы, изучение технологии производства фтористого алюминия и свежего криолита позволили открыть проект А3 Получение низкомодульного криолита.
На основании утвержденной Программы был проведен научный поиск по производству фтористого алюминия и низкомодульного криолита, по качественной характеристике существующих ингибиторов коррозии металла, лабораторные исследования по подбору технологических параметров в двух направления, а именно:
получение низкомодульного криолита и обработка кислым раствором щелочного криолита с применением ингибитора коррозии.
Наиболее распространенный способ получения криолита из плавикового шпата - кислотный. После разложения плавикового шпата CaF2 серной кислотой H2SO4 образуется фтористый водород HF и гипс CaSO4:
CaF2 + H2SO4 = HF + CaSO4.( 1.20)
Фтористый водород поглощается водой с образованием плавиковой кислоты. Для получения криолита в раствор плавиковой кислоты вводят необходимое количество гидрата окиси алюминия Al(OH)3 и соды кальцинированной Na2CO3:
6HF + Al(OH)3 = H3AlF6 + 3H2O,(1.21)
H3AlF6 + 3 Na2CO3 = 2Na3AlF6 +3CO2 + 3H2O.( 1.22)
Криолит 3NaFтАвAlF3 представляет собой комплексную соль из фторидов алюминия и натрия - гексафторалюминат натрия.
Также была изучена технологическая инструкция ТИ 48-0117-20-01-06 Производство криолита искусственного технического, разработанная в ОАО Полевской криолитовый завод.
Так получаемый криолит по существующей на этом заводе технологии характеризуется криолитовым модулем (молярным отношением NaF к AlF3) равным 1,7 и реакция кристаллизации происходит по уравнению:
4,67HF + Al(OH)3 +0,835 Na 2CO3 1,67NaF. AlF3v + 3,835H 2O+0,835CO2^ ( 1.23)
Полученный криолит подвергается обезвоживанию, сушке и далее транспортируется в мягкой таре потребителю.
С дымовыми газами, выходящими из сушильного барабана, увлекается криолит в виде пыли. Для уменьшения потерь продукта, а также iелью охраны окружающей среды, газы подвергаются очистке.
В системе очистки отходящих газов предусмотрено двухступенчатое улавливание пыли криолита: сухое пылеулавливание в батарее из 4-х циклонов, затем доочистка пыли в аппаратах мокрого типа - скруббере и пенном аппарате.
Уловленная в циклонах пыль криолита из накопительного бункера транспортируется камерным пневматическим насосом в силос готовой продукции.
Дымовые газы, проходящие через скруббер орошаются оборотной водой 2 цикла, в который она поступает из сборника.
Отработанная скрубберная жидкость из сборника направляется в сгуститель.
Очищенные газы после пенного аппарата выбрасываются в атмосферу через выхлопную трубу, высота которой 80 м и диаметр 2,7м.
Аспирационные выбросы, образующиеся при работе вытяжной вентиляции баковой аппаратуры, очищают от паров НF содовым раствором (либо оборотной водой в холодное время года) в пенных аппаратах санитарной газоочистной системы СГО-4. Концентрация содового раствора 30-50 г/дм3. Очищенные газы выбрасываются в атмосферу через трубу высотой 40 м.
Лабораторные исследования проводились в ЦЗЛ ОАО РУСАЛ Братск с декабря 2008г. по май 2009 г.
Моделирование процессов получения низкомодульного криолита было основано на использовании искусственных кислотных растворов, имитирующих растворы которые были получены в промышленных условиях с концентрацией кислот HF=14 г/л и H2SO4=22 г/л и ингибитора коррозии КИ-1МР для защиты металлоконструкций оборудования и трубопроводов от кислотной коррозии.
В ходе лабораторных испытаний были исследованы два принципиально отличающихся способа получения низкомодульного криолита (НМК):
получение НМК из кислых растворов газоочистки и водной суспензии гидроксида алюминия путем кристаллизации из них хиолита и фтористого алюминия.
получение НМК путем обработки щелочного регенерационного криолита кислыми растворами газоочистки с добавлением водной суспензии гидроксида алюминия.
5.2.1Получение НМК из кислых растворов газоочистки
Методика исследований.
Подготавливались три емкости. В первой находился кислый раствор, во второй сода кальцинированная, в третьей - водная суспензия гидроксида алюминия.
Далее, отдельно готовился подогретый содовый раствор и подогретая водная суспензия гидроксида алюминия.
Затем в предварительно подогретый кислый раствор с добавлением ингибитора КИ-1МР подавалась суспензия гидроксида алюминия при постоянном помешивании (процесс получения гексафторалюминиевой кислоты). После того как раствор мутнел (30 минут после вливания суспензии Al(OH)3), постепенно подавался содовый раствор. В этот момент наблюдается интенсивное протекание химической реакции - повышение температуры реакционной массы, выделение газов и пены. После окончания химической реакции в осадок выпадают мелкодисперсные кристаллы белого цвета.
Далее пульпа отстаивалась, фильтровалась и образовавшиеся осадки подвергались сушке (рис.5.1).
Данные химического анализа результатов эксперимента по получению НМК из кислых растворов приведены в табл. 5.3
Рис. 5.1. Схема получения НМК из кислых рстворов
Таблица 5.3
Р