Участок сгущения и промывки красных шламов в однокамерных аппаратах глиноземного цеха
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Содержание
Введение
Глава 1. Описание аппаратурно-технологической схемы
Глава 2. Материальный баланс цеха
Глава 3. Расчёт количества основного оборудования.
Заключение
Список литературы
Введение
Задачей узла сгущения и промывки красного шлама является отделение щелоче-алюминатного раствора от красного шлама, для дальнейшей его переработки на участках декомпозиции глиноземного цеха.
Узел сгущения и промывки красного шлама глиноземного цеха включает в себя следующие операции: - отделение основной массы алюминатного раствора от красного шлама в сгустителях; - промывка шлама в системе промывателей с целью наиболее полного отделения щелоче-алюминатного раствора от шлама (снижение потерь щелочи с красным шламом).
Процесс сгущения состоит из свободного осаждения частиц красного шлама под действием силы тяжести и дальнейшего уплотнения шлама. При этом важно получить слив алюминатного раствора с минимальным содержанием твердой фазы, а шлам с наименьшим содержанием жидкости.
На процесс осаждения шлама влияет: крупность частиц шлама, минералогический состав боксита, вязкость алюминатного раствора (концентрация и температура), ввод и свойства коагулянтов, флокулянтов.
Основная масса красного шлама (более 70%) представлена частицами крупностью от 1,0 до 10 мкм. При малом весе и величине, близкой к коллоидным мицеллам, частицы шлама очень медленно осаждаются под действием силы тяжести. Однако они способны к агрегации, в результате которой собираются в хлопья и после чего быстрее осаждаются в щелоче-алюминатном растворе. Поскольку шлам полидисперсен, его частицы осаждаются с разной скоростью. Крупные частицы падают быстрее мелких и чаще сталкиваются с мелкими. При наличии крупных частиц в шламе хлопья образуются лучше и скорость отстаивания шлама выше.
Отдельные частицы красного шлама в алюминатном растворе обладают положительным зарядом. Отталкивание одноименно заряженных частиц шлама обуславливает плохое отстаивание и уплотнение шлама. Положительно заряженные частицы постепенно разряжаются гидроксильными ионами, которые теряя свой заряд, освобождают кислород, остающийся в виде тонкой пленки на поверхности частиц, препятствующей дальнейшему отстаиванию и уплотнению шлама.
Под влиянием добавок коагулянтов и флокулянтов частицы шлама теряют свой заряд и становятся электронейтральными.
Низкомолекулярные неорганические или органические электролиты, приводящие к агрегации частиц, называют коагулянтами (ржаная мука, ячневая мука, крахмал, торфяная вытяжка, лигнин).
К флокулянтам относятся неорганические или органические высокомолекулярные соединения, имеющие молекулярный вес до 20 миллионов г/моль (полимеры, сополимеры).
Отделение алюминатного раствора от красного шлама осуществляется сгущением (отстаиванием) в непрерывно действующих аппаратах - сгустителях.
При постепенном осаждении массы шлама в сгустителе образуется несколько зон:
зона осветленного раствора, так называемый слив, очищенный от частиц красного шлама и непрерывно удаляемый из аппарата;
зона сгущения, где происходит осаждение шлама под действием силы тяжести;
зона уплотнения, где под действием вышележащих слоев происходит вытеснение алюминатного раствора из шлама;
зона уплотненного шлама, который непрерывно выводится из аппарата.
Для предотвращения гидролиза алюмината натрия и улучшения процесса осаждения во всей системе сгустителей должна поддерживаться температура не менее 100-102 С.
Промывка красного шлама предназначена для возврата в производство щелоче-алюминатного раствора, уносимого сгущенным шламом из конусов сгустителей. Промывку ведут в системе промывателей, аппаратов аналогичных по устройству сгустителям. Промывка красного шлама производится по принципу противотока: шлам при движении обрабатывается все более слабой промывной водой, а перед последним промывателем свежей горячей водой. При нормальной работе промывателей понижение концентрации щелочи в промывной воде каждого последующего ряда должно быть более, чем в 2 раза.
Производительность сгустителей и промывателей определяется по сливу (м3) и съему шлама (кг) с квадратного метра площади отстаивания в единицу времени (м3/м2час; кг/ м2 час). Шлам, циркулирующий в сливах, значительно снижает производительность отстойной аппаратуры.
Глава 1. Описание аппаратно-технологической схемы и параметров процесса
.1 Технологическая схема производства глинозёма
Основным этапом получения глинозема из бокситовой руды является извлечение из неё гидроокиси алюминия. Наиболее выгодным способом извлечения из боксита гидроокиси алюминия при определенных условиях является щелочной способ спекания. Этот способ применяется для переработки бокситов с повышенным содержанием кремнезема, кремневый модуль которых обычно не превышает пяти. В основе этого способа лежит спекание боксита с содой и известняком. При спекании в результате взаимодействия глинозема боксита с содой образуется алюминат натрия, а кремнезем связывается оксидом кальция в нерастворимый двухкальциевый силикат. Из полученного спека алюминат натрия выщелачивают водой. Примерная технологическая схема способа спекания показана на рис.1.
По способу спекания исходные материалы - боксит и известняк после дробления поступают в мельницы, где размалываются в среде маточного раствора, содержащего обо