4. Цикл процесса Байера в системе Al2o3 —Na2o —h2o

В основе способа Байера лежит химическая реакция Al(OH)₃+NaOH ⇄ NaA1(OH)₄ .

В условиях выщелачнвания равновесие этой реакции сдвинуто вправо, т. е. гидроксид алюминия из боксита 'переходит в раствор в виде алюмината натрия. В условиях декомпозиции равновесие сдвигается в обратную сторону, т. е. происходит гидролиз алюминатного раствора с выделением в осадок гидроксида алюминия.

Затраченная при выщелачивании щелочь освобождается при декомпозиции и возвращается в голову процесса—на выщелачивание новых порций боксита. Таким образом, в способе Байера цикл по щелочи замкнут.

Цикл начинается с выщелачивания боксита оборотным щелочным раствором. При выщелачивании глинозем из боксита переходит в раствор. Каустический модуль раствора при этом понижается.

После выщелачивания раствор (пульпу) разбавляют. Разбавление конденсатом в зависимости от способа нагрева пульпы может начинаться еще в процессе выщелачивания. Далее следует разбавление пульпы промывными водами. При разбавлении каустический модуль не изменяется. Раствор температуру порядка 95—100°С; он практически стойкий.

Смешение алюминатного раствора с затравкой ведет к изменению его каустического модуля, так как вместе с затравкой вносится некоторое количество маточного раствора, имеющего высокий каустический модуль.

При декомпозиции раствор охлаждается до температуры порядка 50 ºС и оказывается в области пересыщенных глиноземом растворов. Пересыщенный раствор гидролитически разлагается, что сопровождается снижением концентрации глинозема в нем и повышением каустического модуля.

Далее следует выпаривание маточного раствора. При выпаривании концентрация раствора повышается, каустический же модуль остается постоянным После добавки свежей щелочи цикл заканчивается и начинается новый.

4. Описание процесса сгущения и промывки красного шлама в однокамерных аппаратах глиноземного цеха.

5. Теоретические основы сгущения

6. Отделение алюминатного раствора от красного шлама.

Алюминатный раствор отделяют от красного шлама обычно сгущением, которое основано на оседании твердых частиц пульпы в непрерывно действующих аппаратах, называемых сгустителями.

Выгружаемый из сгустителей красный шлам содержит некоторое количество алюминатного раствора, поэтому его промывают водой. Операция промывки сводится к смешению шлама с водой и последующему отделению полученной промводы от шлама отстаиванием в промывателях, которые по конструкции не отличаются от сгустителей. Так как одна промывка не обеспечивает достаточной отмывки шлама от алюминатного раствора, то на практике используют метод многократной (методической) промывки в системе промывателей с промежуточной репульпацией шлама.

Алюминатный раствор после отстаивания в сгустителях содержит до 0,1 г/л взвешенных частиц шлама, поэтому его подвергают контрольной фильтрации на фильтрах. Основная масса красного шлама состоит из очень мелких частиц (размером 1—10 мкм и даже меньше), которые осаждаются очень медленно. Поэтому при сгущении красного шлама большое значение имеет явление агрегации, т. е. слияния мелких частиц между собой н образование более крупных хлопьев (агрегатов).

Резкая граница между осветленным раствором и осадком (сгущенным шламом) в сгустителе отсутствует. По высоте столб пульпы в сгустителе можно разделить на несколько зон. Верхняя зона — это осветленный раствор, из которой он непрерывно выводится в виде слива. Ниже находится зона стесненного осаждения частиц шлама, еще ниже—зона уплотнения, в которой под действием веса вышележащих слоев из шлама вытесняется алюминатный раствор, и осадок уплотняется. Самая нижняя зона—это слой уплотненного шлама, который непрерывно выводится из сгустителя.

Основными показателями процесса сгущения являются степень уплотнения шлама и удельная производительность по сливу. Степень уплотнения характеризуется ж:т в сгущенном шламе, а под удельной производительностью понимают количество кубических метров осветленного раствора, выводимого из сгустителя на каждый квадратный метр площади осаждения за одни час (скорость слива).

На процесс сгущения шлама наряду с крупностью его частиц влияет целый ряд факторов: минералогический состав шлама, вязкость алюминатного раствора, его концентрация, температура пульпы, коагулянты и др.