ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Выпарка маточных растворов из "Металлургия алюминия " Концентрация получаемого при выкручивании маточного раствора значительно ниже той, которая необходима для выщелачивания боксита. Для удаления избыточной воды и повышения концентрации маточного раствора его упаривают. Вывод избыточной воды из процесса и является основным назначением выпарки. [c.92] В процессе Байера вода вводится на промывку красного шлама и гидроокиси алюминия, а также поступает в виде влаги боксита и конденсата острого пара, который используется для нагрева пульпы в автоклавах. Выводится вода из процесса с красным шламом, идущим в отвал, при кальцинации гидроокиси алюминия и с паром самоиспарения автоклавной пульпы. Приход воды большее ее расхода, поэтому избыток воды выпаривают. Количество воды, которая вводится на промывку гидроокиси и удаляется при кальцинации глинозема, примерно одинаково. Следовательно, количество подлежащей выпариванию воды можно приблизительно определить как разность между объемами алюми-натного и оборотного растворов. [c.92] В алюминатно-щелочных растворах и при упаривании раствора происходит ее кристаллизация в виде моногидрата МагСОз-НаО. [c.93] На рис. 33 показана кривая растворимости соды в синтетических алюминатно-щелочных растворах при температуре их кипения и при атмосферном давлении, из которой следует, что растворимость соды резко снижается с повышением концентрации растворов. Для раствора, содержащего 300 г/л ЫааОобщ, растворимость соды составляет около 8% от Na20oбщ. В производственных растворах растворимость соды несколько выше (на 1,5—2%), чем в синтетических такой же конструкции, так как производственные растворы содержат органические примеси, способствующие образованию пересыщенных содой растворов. [c.93] Органические примеси поступают в процесс в основном с бокситом. [c.93] Часть органических веществ выводится из процесса с красным шламом и при кальцинации глинозема, большая же часть их удаляется при выпарке, где органические вещества увлекаются из раствора с кристаллами соды. [c.93] При выпаривании маточного раствора часть растворителя (воды) превращается в пар. Температура кипения маточного раствора, как и любого другого, выше температуры кипения воды. Разность между температурой кипения раствора и температурой кипения воды при том же давлении называют температурной депрессией. Величина температурной депрессии зависит от природы растворенного вещества, концентрации раствора и давления, при котором происходит его кипение. С повышением концентрации температурная депрессия возрастает для раствора, содержащего 300 г/л МазОобщ, она достигает 15—20 град. Таким образом, температура кипения такого раствора при атмосферном давлении равна 115—120° С. Температура же образующегося пара практически равна температуре кипения воды, т. е. 100° С. [c.93] К — коэффициент теплопередачи, ккал/(м ч ° С). [c.94] Коэффициент теплопередачи зависит от ряда факторов на практике больше всего приходится считаться с влиянием на его величину состояния поверхности греющих трубок загрязнение поверхности трубок осадком соды, сульфата натрия или алюмосиликата натрия значительно понижает коэффициент теплопередачи. [c.94] Для выпаривания может быть применен один аппарат или выпарная установка (батарея), состоящая из нескольких последовательно соединенных аппаратов, называемых корпусами. Расход греющего пара с учетом всех потерь при однократном выпаривании при атмосферном давлении составляет примерно 1,1 кг пара на 1 кг выпаренной воды. Применение многокорпусных установок позволяет значительно сократить расход пара, так как в такой установке пар используется многократно вторичный пар, образующийся при кипении раствора в одном корпусе, используется в качестве греющего в другом. Для этого необходимо, чтобы во втором корпусе раствор кипел при более низкой температуре, чем в первом. Это достигается уменьшением давления по корпусам от первого к последнему, благодаря чему между температурой греющего пара и температурой кипения раствора в каждом корпусе существует некоторая разность. [c.94] Для обогрева первого корпуса обычно используют пар давлением 5—6 ат. При давлении греющего пара 5 ат = 150° С) и разрежении в последнем корпусе 600 мм рт. ст. (Q = 60° С) полный температурный перепад выпарной установки равен 90 град. [c.94] Температура поступающего в корпус раствора должна быть равна или выше температуры его кипения в этом корпусе. В противном случае выпарной аппарат будет работать не только как испаритель, но и отчасти как подогреватель. Это снизит производительность выпарного аппарата. [c.95] Для нагрева раствора до температуры кипения устанавливают подогреватели, где в качестве греющего пара используют часть вторичного пара, отбираемого из корпусов. [c.95] Для выпарки маточных растворов получили применение выпарные установки, работающие под разрежением. В последних корпусах таких установок раствор кипит под давлением ниже атмосферного (под вакуумом). Основное преимущество установки такого типа перед установками, работающими под давлением, — возможность создания относительно большой полезной разности температур, а значит, и возможность многократного выпаривания при невысоком давлении пара, поступающего в первый корпус. [c.95] Обычно маточный раствор упаривают до нужной концентрации на одной выпарной установке. Реже его упаривают в две стадии, в двух выпарных установках. В последнем случае слабый раствор сначала упаривают в многокорпусной выпарной батарее до так называемых средних щелоков. Упаривание в этой батарее идет почти без выделения твердой фазы, чем достигается высокий коэффициент использования батареи. В батареях первой стадии упаривается 85—90% воды, подлежащей упариванию на выпарной станции. Окончательное концентрирование раствора с выделением солей происходит в специальной выпарной установке, состоящей из одного или двух корпусов. Вторая стадия концентрирования может быть осуществлена в самоиспарителях из первого корпуса противоточной выпарной батареи упаренный раствор поступает в последовательно соединенные самоиспарители, где происходит самоиспарение раствора и его концентрирование с выделением соды. [c.95] В прямоточной батарее (рис. 34, а) как исходный раствор, так и исходный греющий пар поступают в первый корпус. Переход раствора из одного корпуса в другой происходит за счет разности давлений в них. [c.96] ЛизацИи алюмосиликата натрия. В прямоточной установке условия для кристаллизации алюмосиликата более благоприятные, так как здесь слабый маточный раствор поступает в первый высокотемпературный корпус. Это ограничивает температуру в первом корпусе. [c.97] Недостатком противоточной схемы является необходимость применения насосов для передачи раствора из корпуса в корпус, а также быстрое коррозионное разрушение греющих трубок в первом (продукционном) корпусе, где высокая температура раствора сочетается с высокой концентрацией в нем щелочи. [c.97] Схема смешанного тока обычно применяется в тех случаях, когда при упаривании растворов происходит выделение значительного количества соды, а также вспенивание растворов под влиянием содержащихся в них органических веществ. На рис. 34, в показана четырехкорпусная схема смешанного тока, которую сокращенно обозначают 2—3—4—1. Цифры означают здесь номера корпусов по ходу пара, а порядок цифр отвечает ходу раствора. [c.97] Вернуться к основной статье