4. Общая схема процесса

Способ Байера наиболее распространен в мировой алюминиевой промышленности. Этим способом перерабатывают высококачественные бокситы с относительно невысоким содержанием растворимого в щелочном растворе кремнезема. Байеровский боксит должен иметь высокий кремневый модуль (не менее 6—7) и не содержать больших количеств серы и двуокиси углерода, которые осложняют переработку боксита по этому способу. Примерная технологическая схема производства глинозема no способу Байера показана на рис. 1.

Боксит, поступающий со склада, дробят, после чего размалывают в среде концентрированного щелочного раствора. Этим раствором боксит затем выщелачивают, чтобы перевести оксид алюминия в раствор. Для более полного перевода оксида алюминия в раствор выщелачивание часто ведут в присутствии небольших количеств извести. Полученная в результате выщелачивания пульпа состоит из раствора алюмината натрия и нерастворимого остатка боксита — красного шлама. Шлам отделяют от алюминатного раствора отстаиванием (сгущением), после чего промывают водой и направляют в отвал, а промывные воды используют для разбавления пульпы.

Рис. 1. Схема производства глинозема по способу Байера

Алюминатный раствор для более полного отделения от него частиц шлама фильтруют. Чистый алюминатный раствор поступает на разложение (декомпозицию), которое достигается длительным перемешиванием алюмннатного раствора со значительным количеством затравочного гндроксида алюминия. Полученная в результате декомпозиции пульпа состоит из выпавшего в осадок гидроксида алюминия и маточного щелочного раствора. Гидроксид алюминия отделяют от маточного раствора сгущением. Часть полученного гидроксида алюминия возвращают в виде затравки в следующие порции раствора, идущего на декомпозицию, остальной гидроксид после фильтрации и промывки 'прокаливают (кальцинируют) при высокой температуре. При прокаливании гидроксид алюминия обезвоживается и превращается и глинозем.

Маточный щелочной раствор упаривают, чтобы повысить его концентрацию, и используют для выщелачивания новых порции боксита. Выпаривание маточного раствора может сопровождаться выделением в осадок некоторого количества соды. Выкристаллизовавшуюся соду отделяют от раствора, а чтобы снопа перевести в каустическую щелочь, обрабатывают известью (каустифицируют).

Процесс Байера со спекательной ветвью (параллельно – комбинированная схема)

Боксит высокосортный Боксит низкосортный

Сода кальцинированная Известняк

Сода оборотная

Оборотный Спекание

раствор

Гидрохимическая Гидрохимическая

обработка боксита обработка спека

Упарка - Красный шлам

отделение соды

Алюминатный раствор Алюминатный раствор

Выкручивание – промывка гидрата

Кальцинация

Глинозем

Сущность комбинирования двух процессов заключается в том, что щелочь, безвозвратно потерянная в гидрохимическом цикле (главная ветвь), а также связанная в карбонат, восполняется щелочью алюминатного раствора, полученного способом спекания (вспомогательная ветвь).

Особенности производственного процесса :

1. Потери щелочи в гидрохимическом цикле компенсируются кальцинированной содой, вводимой на спекание; каустическая сода не расходуется

2. В гидрохимическом цикле отсутствует операция известковой каустификации оборотной соды

3. Органические вещества выгорают в процессе спекания

4. Производственный цикл спекательной ветви не замкнут, в нем отсутствуют операции главной ветви

5. В случае необходимости введения дополнительной щелочи на выщелачивание спека используется маточный раствор после выкручивания

6. Образующаяся в процессе спекания сульфат натрия проходит через гидрохимический цикл, в случае необходимости избыток сульфата можно вывести из цикла.

Основные предпосылки экономически эффективного применения параллельно комбинированной схемы:

1. Структура сырьевой базы : наличие высококремнистых бокситов при преобладании низкокремнистых бокситов.

2. Достаточно большая мощность предприятия

3. Преобладание производства кальцинированной соды и более низкая ее цена по сравнению с каустической.