Производство металлургического глинозема способом Байера

Министерство науки и высшего образования  Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Кафедра металлургии цветных металлов и химической технологии

Институт металлургии и материаловедения

курсовая работа по дисциплине

«Производство цветных металлов»

«Производство металлургического глинозема способом Байера»

Выполнил: обучающаяся МЧМ-16

Пацюнас Е.С.

Проверил: профессор        

Руднева В. В.

Новокузнецк-2018

Оглавление

Введение        3

1. Требования, предъявляемые к металлургическому глинозему        4

2. Сырье, физико-химические и технологические основы производства глинозема способом Байера        5

3. Технологические расчеты        7

3.1. Оценка возможности переработки бокситов заданного состава способом Байера        7

3.2. Расчёт количества оборотного раствора для выщелачивания        8

3.3. Расчёт количества и состава красного шлама        8

3.4 Расчёт количества и состава товарного глинозема        9

Выводы        11

Основная литература        12

Введение

Способ Байера – это гидрохимический способ получения глинозема из бокситов. Этот способ был открыт в России Карлом Иосифовичем Байером в 1895-1898 гг.  К. И. Байер, работавший в России в конце прошлого столетия, установил, что алюминатные растворы при введении в них гидроокиси алюминия разлагаются, а оставшийся от разложения раствор после его упарки может вновь растворять глинозем, имеющийся в бокситах, если такое растворение проводить путем интенсивного перемешивания в закрытых сосудах при температуре 160—170° С. Эти изобретения, сделанные для нужд русского текстильного производства, позже были использованы алюминиевой промышленностью стран Западной Европы и Америки.

Всесоюзный алюминиево-магниевый институт (ВАМИ) и Уральский научно-исследовательский химический институт (УНИХИМ) разработали теоретические основы этого способа и условия применения его для извлечения глинозема из отечественных бокситов, внесли много очень важных усовершенствований и обеспечили возможность успешного получения глинозема этим способом на отечественных заводах. Особенно плодотворно над этим работали коллективы советских ученых под руководством Д. П. Маноева и В. А. Мазеля в ВАМИ, а также Ф. Ф. Вольфа, С. И. Кузнецова, Л. А. Бугарева и др. на Урале

1. Требования, предъявляемые к металлургическому глинозему

Глинозем – это технический оксид алюминия  – белый кристаллический порошок, состоящий из модификаций α- и γ-. Нерастворим в воде; содержит небольшое количество примесей: , , , – в сумме не более 0,95-1,88 %[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]

Металлургический глинозем, используемый для электролиза алюминия, должен содержать в своем составе незначительное количество щелочи, а именно 0,25—0,40%; быстро растворяться в электролите, быть удобным для перемещения, не пылить при загрузке в электролизные ванны и при транспортировке.

Различные заводы, которые специализируются на производстве алюминия, предъявляют к глинозему ряд различных требований. В них входят: процентное содержание щелочи, фазовый состав и гранулометрический состав. Стоит отметить, что существует очень сложная взаимосвязь между фазовым, химическим и гранулометрическим составами глинозема, а также его основными физико-химическими свойствами, среди которых такие показатели, как текучесть, растворимость и так далее.

Глинозем, в котором содержится много мелких фракций, а именно <10—15 мкм, отличается высоким пылеобразованием. В то время как глинозем, содержащий много крупных зерен, фракцией >100 мкм, и много α- плохо растворяется в электролите алюминиевых электролизеров. Следовательно необходимо стремиться производить «непылящий» глинозем с наименьшим количеством мелких фракций (не более 5—10% класса <10 мкм). Однако верхний предел крупности глинозема должен быть ограничен классом 80—100 мкм. Содержание же α- не должно превышать 25—40% при сохранении округлой, но не игольчатой структуры зерен. Глинозем, имеющий игольчатую структуру зерен, плохо транспортируется, а также способен зависать в течках и бункерах.[pic 8][pic 9]