ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Кальцинация гидроокиси алюминия из "Металлургия алюминия " Цель кальцинации — обезвоживание гидроокиси алюминия и получение из нее практически негигроскопичного глинозема. Это достигается нагревом гидроокиси до температуры порядка 1200° С. [c.107] При нагреве гидроокись алюминия испытывает следующие превращения. При 110—120° С из гидроокиси начинается удаление внещней влаги, при 250° С гиббсит теряет две молекулы кристаллизационной воды и превращается в бемит при 500—550° С бемит превращается в безводный y-Al Os и в температурном интервале 850—1200° С происходит превращение Y-AI2O3 в практически негигроскопичный a-AlgOs. [c.107] Все эти превращения идут с поглощением значительного количества тепла (эндотермические процессы), кроме превращения 7-AI2O3 в а-А1аОз (экзотермический процесс). Общие технологические затраты тепла на кальцинацию составляют примерно 850 ккал на 1 т прокаленного глинозема. Основное количество тепла затрачивается при нагреве материала до 500—600° С, когда происходит разложение гиббсита и испарение выделяющейся влаги. [c.107] Скорость фазовых превращений гидроокиси алюминия возрастает в присутствии фтористых соединений одновременно снижается температура этих превращений. Поэтому добавка к гидроокиси алюминия небольших количеств соединений фтора позволяет увеличить производительность печей кальцинации и снизить расход топлива. Глинозем, полученный в присутствии фтора, имеет шероховатую поверхность, большую плотность и меньше пылит при транспортировке и загрузке в ванны. Однако такой глинозем медленнее растворяется в электролите и весьма абразивен, что затрудняет его пневмотранспорт. [c.107] Чистота глинозема практически определяется чистотой исходной гидроокиси лишь очень немного примесей попадает в глинозем за счет истирания кладки печи. Крупность глинозема также в основном определяется размерами частиц гидроокиси. Согласно исследованиям, при обжиге до 1200° С заметная разница между крупностью глинозема и исходной гидроокиси отсутствует, т. е. глинозем сохраняет форму и размеры исходных агрегатов гидроокиси. Обжиг при более высокой температуре приводит к разрушению части агрегатов и некоторому измельчению глинозема. [c.108] На большинстве заводов кальцинация глинозема осуществляется в трубчатых вращающихся печах, а охлаждение прокаленного глинозема — в барабанных холодильниках. Примерная аппаратурно-технологическая схема кальцинации показана на рис. 42. [c.108] Для контроля положения печи по обе стороны одного из бандажей установлены контрольные ролики с зазором между ними и боковой поверхностью бандажа 30—60 мм. При смещении барабана печи бандаж приходит в соприкосновение с одним из контрольных роликов и заставляет его вращаться. Для предотвращения схода барабана печи с опор на одной из них по обе стороны от бандажа установлены жестко соединенные с фундаментом ограничители. В современных печах оси опорных роликов расположены параллельно оси печи и печной барабан переводится из нижнего положения в верхнее и обратно системой гидроупоров. Вместо подшипников скольжения на опорах новых печей установлены более совершенные подшипники качения. [c.109] в качестве топлива для печей кальцинации используют мазут и природный газ. Мазут подается в печь нагретым до 90— 100° С под давлением 15—25 ат. [c.110] Для футеровки печи применяют шамотные и высокоглиноземистые (в зоне высоких температур) огнеупоры. Небольшой участок печного барабана, непосредственно примыкающий к загрузочной головке, не имеет футеровки. Здесь установлены теплообменные устройства в виде металлических полок и гирлянд, которые создают завесу из влажной гидроокиси для выходящих из печи газов. [c.110] Барабанный холодильник — это стальной вращающийся барабан, имеющий наклон около 5% в направлении, противоположном наклону печи. Длина его 25—50 м, диаметр 2,3—3,5 м, скорость вращения 2—3 об/мин. Хотодильник имеет приводной механизм и опорные устройства, схо щые с таковыми у печи. Верхний конец барабана холодильника изнутри футерован шамотным кирпичом, остальная часть не футерована. [c.110] Наружная поверхность барабана с помощью брызгал орошается водой, которая затем собирается в корыто, расположенное под холодильником. Для улучшения теплообмена в нефутерован-ной части барабана имеются металлические полки. Нижний конец барабана входит в головку с сеткой, которая задерживает куски разрушившейся футеровки печи. Глинозем, прошедший через сетку, взвешивается и транспортируется в бункера готовой продукции. [c.110] Обеспыливание печных газов. Дымовые газы, выходящие из печи кальцинации, уносят значительное количество глинозема в виде пыли. Количество отходящих из печи газов около 3 м /кг глинозема, содержание пыли в них 450—600 г/м . [c.111] Для улавливания пыли предусматривается система пылеулавливающих устройств. Часть пыли вследствие резкого снижения скорости газового потока оседает в загрузочной головке печи, из которой по течке поступает в пылесборник, расположенный под загрузочной головкой. Следующая стадия очистки происходит в мультициклонах, где улавливается 65—70% пыли, а окончательно газы очищаются в электрофильтрах. Очищенные газы выбрасываются в атмосферу. [c.111] Мультициклоны располагают над загрузочной частью печи, и уловленная в них пыль возвращается к загрузочной головке самотеком. От электрофильтров пыль транспортируется эжек-ционными пневмонасосами. Между мультициклонами и электрофильтрами установлен дымосос (эксгаустер), создающий необходимое разрежение в печи и избыточное давление в электрофильтрах. Уловленная пыль, количество которой достигает 100% от поступающего на кальцинацию глинозема, возвращается в печь после предварительного смешения с гидроокисью или непосредственно в зону сушки печи. [c.111] Рассмотренное выше аппаратурное оформление процесса кальцинации имеет ряд существенных недостатков а) большие потери тепла с прокаленным глиноземом и с отходящими газами и как следствие этого высокий удельный расход топлива, составляющий 1200—1300 ккал на 1 кг глинозема температура отходящих газов в зависимости от длины печи составляет 200—350° С и потери тепла с ними 15—20% б) низкий удельный съем глинозема (—0,6 т/м печи в сутки), обусловленный низким коэффициентом заполнения печи, который составляет 4—5% от объема печи в) большой пылеунос и необходимость в громоздких газоочистных устройствах г) большой расход воды на охлаждение глинозема в барабанных холодильниках. [c.111] Для осуществления ряда металлургических процессов получил широкое распространение нагрев в кипящем слое. Такой нагрев на некоторых зарубежных заводах применяется и для кальцинации глинозема. Большие работы по применению печей кипящего слоя для кальцинации глинозема ведутся и в нашей стране. Исследованиями показана высокая эффективность их применения. [c.111] Установка для кальцинации глинозема в кипящем слое состоит из собственно печи кипящего слоя (однокамерной) и шахтных или циклонных теплообменников, в которых происходит предварительный нагрев гидроокиси и ее обезвоживание за счет тепла отходящих из печи газов. [c.112] Холодильник кипяш,его слоя (рис. 45). Собственно холодильник — это камера прямоугольного сечения, в которой осуществлено направленное движение материала и перекрестный ток материала и нагреваемого воздуха. В нижней части камеры расположено газораспределительное устройство для создания в холодильнике кипящего слоя. [c.112] Вернуться к основной статье