ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Карбонизация алюминатных растворов из "Металлургия алюминия " Цель карбонизации — разложение алюминатного раствора для выделения в осадок гидроокиси алюминия. Следовательно, в способе спекания карбонизация играет такую же роль, что и декомпозиция в способе Байера. Карбонизация состоит в обработке алюминатного раствора газами, содержащими двуокись углерода. Протекающие при этом химические реакции можно схематически представить следующим образом. [c.150] Концентрация ЗЮа в растворе при карбонизации продолжительное время изменяется мало быстрое выпадение кремнезема в осадок наблюдается в конце процесса. Такое поведение кремнезема можно объяснить следующим образом. На карбонизацию поступает алюминатный раствор, равновесный по отношению к растворенному в нем кремнезему. По мере карбонизации концентрация А1аОз в растворе уменьшается, равновесие нарушается и создаются условия для выпадения в осадок кремнезема. Но так как кристаллизация натриевого алюмосиликата идет медленно, то кремнезем в основном выпадает в конце процесса, когда раствор становится сильно пересыщенным кремнеземом. [c.151] На чистоту получающейся при карбонизации гидроокиси алюминия, ее крупность и продолжительность самого процесса оказывает влияние целый ряд факторов температура, концентрация СОа в газах, перемешивание, полнота карбонизации и др. [c.151] Повышение температуры карбонизации способствует росту кристаллов выделяющейся гидроокиси алюминия. Процесс ведут при 70—80° С, что позволяет получить гидроокись оптимальной крупности (основная масса частиц размером 50—80 мкм). [c.152] При карбонизации отходящие газы насыщаются водяными парами, в результате чего происходит упаривание и охлаждение раствора. С повыщением концентрации СОа в газах потребность в них уменьщается, снижаются потери тепла с отходящими газами, а также необходимая мощность турбогазодувок для подачи газов в карбонизаторы. Для карбонизации используют топочные газы печей спекания после очистки от пыли в скрубберах и электрофильтрах. Содержание СОа в газах 10—14%. Представляет интерес использование для карбонизации газов печей кальцинации, для которых не требуется тщательная очистка от пыли. [c.152] Перемешивание необходимо для выравнивания концентрации раствора при карбонизации и поддержания частиц гидроокиси во взвешенном состоянии. Без перемешивания значительная часть гидроокиси получается в дисперсной, трудно отмываемой от щелочи форме. Перемешивание происходит в основном за счет барботажа газа через раствор. [c.152] Наиболее сильное влияние на качество получаемой гидроокиси оказывает полнота карбонизации, или степень разложения алюминатного раствора. Это объясняется тем, что качество выпадающей гидроокиси в начале и конце процесса неодинаково. В начальный период карбонизации гидроокись алюминия выпадает в виде крупных, хорощо отмываемых от щелочи кристаллов и имеет незначительное содержание кремнезема. По мере углубления карбонизации качество гидроокиси снижается, причем особенно резко в конце процесса, когда выпадает мелкодисперсная плохо отмываемая гидроокись алюминия со значительным содержанием кремнезема. [c.152] Качество гидроокиси алюминия улучщается, если процесс вести в присутствии некоторого количества ранее полученной гидроокиси (затравки). В этом случае гидроокись получается в виде более крупных и лучше отмываемых от щелочи кристаллов. [c.152] В зависимости от глубины разложения различают полную и неполную карбонизацию, а также карбонизацию с выкручиванием. При полной карбонизации разложение алюминатного раствора ведут до конца. Гидроокись алюминия при этом получается сильно загрязненной кремнеземом и щелочью, поэтому при получении глинозема из бокситов полную карбонизацию не применяют. [c.152] При карбонизации с выкручиванием раствор с выпавшей гидроокисью алюминия после прекращения подачи газа продолжают в течение нескольких часов перемешивать. При этом из раствора выделяется дополнительное количество чистой гидроокиси. Как правило, подачу газа прекращают до начала заметного выделения кремнезема из раствора. [c.153] Карбонизация может быть осуществлена в одну или в две стадии. Одностадийную карбонизацию применяют для растворов, подвергнутых двухстадийному обескремниванию, и ведут до концентрации 3—5 г/л А12О3. [c.153] При одностадийном обескремнивании алюминатных растворов применяют двухстадийную карбонизацию. Первую стадию карбонизации заканчивают раньще, чем начинается интенсивный переход 5102 в осадок. Чистую гидроокись отделяют от маточного раствора, который подвергают повторной карбонизации до концентрации 3—5 г/л А12О3. При этом получается мелкодисперсная гидроокись, загрязненная кремнеземом. Ее возвращают на первую стадию карбонизации в качестве затравки. Чтобы обеспечить непрерывный вывод 5102, часть маточного раствора после первой стадии карбонизации направляют на выщелачивание спека. [c.153] Карбонизация может быть периодической и непрерывной. Периодический процесс, при котором каждый карбонизатор работает независимо, складывается из следующих операций загрузка в карбонизатор раствора и затравки, газация и разгрузка. Непрерывный процесс осуществляется в батарее соединенных между собой карбонизаторов. Раствор последовательно проходит аппараты батареи, в каждый из которых подается содержащий СО2 газ. [c.153] Непрерывная карбонизация имеет ряд преимуществ перед периодической повышение степени использования оборудования и производительности труда, возможность автоматизации процесса. [c.154] Автоматизация непрерывно действующей батареи включает в себя системы автоматического регулирования соотношения расходов алюминатного раствора и газа, соотношения расхода алю-минатного раствора и затравки, а также уровня пульпы в карбо-низаторах. [c.154] Цилиндрический карбонизатор представляет собой бак емкостью до 180 м с ценной мешалкой. Скорость вращения мешалки зависит от диаметра карбонизатора и составляет 6—12 об/мин, с увеличением диаметра карбонизатора она должна уменьшаться. Для подачи в карбонизатор газа служат патрубки (барботеры), расположенные в нижней части бака по его окружности. Отработанный газ отводится через инерционную ловушку, установленную на крышке бака. Необходимое избыточное давление газа на входе в карбонизатор 1 ат. [c.154] Цилиндроконический карбонизатор (рис. 65) имеет следующие размеры диаметр 11 м, высота цилиндрической части 8,5 м, конической 9,5 м, емкость 600 м . Газ поступает в карбонизатор через барботеры, расположенные по окружности в конической части. Пульпа в карбонизаторе перемешивается газом гидроокись, которая осаждается ниже пояса барбо-теров, поднимается в верхнюю зону циркуляционным аэролифтом. [c.154] Вернуться к основной статье