глава X
Производство на алуминий от глината,
Шлака и други суровини
§ 45. Метод за намаляване на топене
намаляване Топене може да се извършва в пещи руда-топене. В зависимост от степента на продукти за намаляване на топене намаляване са феросилиций или силициев alyumokaltsievy желязо и шлака.
Когато на феросилиций топене желязо съединение, титаниев силициев б се редуцира до свободно състояние и се разтваря
всеки друг, за да образуват феросилиций. алуминиев окис по време на топене не се възстановява във формата на калциев алуминат протича в шлаката. Силиконовата оксид не е напълно възстановена: тя също става част от шлаката под формата на дикалциев силикат. В тройна диаграма на СаО-Al2 О3 -SiO2 (вж. Фиг. 60), оформен в шлаката са калциев monoaluminate СаО-Al2 О3. Наред с наличието на шлака в monoaluminate 12SaO.7Al2 O3. както и някои недобре разградими сода решения ZSaO.5Al2 2SaO.Al2 O3 и O3 .5SiO2 (gehlenite). Шлаки съдържат около 10-50% Al2 O3 и не повече от 7-8% SiO2. Когато топене на силициев желязо извлича само една малка част от SiO2.
Разделяне на феросилиций и шлака (желязо) на базата на разликата в плътностите им и уреждане се извършва. Наличието на шлаката е дикалциев силикат шлака причина разливане по време на охлаждане (вж. § 30).
След допълнително смилане в мелници sodoschelochnymi циркулиращ шлака се извлича решения. По този начин разграждането на калциеви алуминати, придружен от преходен алуминиев оксид в разтвор съгласно реакциите: 12SaO.7Al2 3 + 12Na2 CO3 + 5H2 О = MNaA1O2 12CaCO3 + + 10NaON; SaO.Al2 3 + Na2 CO3 = 2NaA1O2 + СаСО3.
От алуминат разтвор след desilication изолира карбонизация алуминиев хидроксид.
Ocnovnoy липса на намаляване на топене в електрически пещи - високо потребление на енергия, което е показано, могат да бъдат значително намалени чрез използване на комбиниран метод. Същността на този метод се състои в две стъпки термична обработка на суровини: загряване на първата партида във въртящата се пещ се извършва и частично възстановяването на въглероден оксид руда, и след това завършва в електрически намаляване на оксиди, се стопяват и разделени топене продукти.
§ 46. Метод за синтероване варовик
В основата на този метод се състои синтероване руда с варовик за преобразуване на алуминиев оксид калциев алуминат и силика -да дикалциев силикат. С процес варовик синтероване може да се прилага за обработка на глини, каолин, кианит, въглища пепел, шлака и боксит vysokokremnistyh.
Първоначалното зареждане се синтерова в ротационен тръбна пещ при 1300-1400 ° С За samorassypayuschihsya шлаки да достигне достатъчно високо извличане на алуминий в излугване трябва бавно охлаждане агломериране при температури, близки до температурата на синтероване. При бързото охлаждане се получава спектри с фина структура, съдържаща множество т.нар стъкло (маса изрично не с кристална структура). Такава агломерат е без способност да samorassypaniyu. За да се осигури високо възстановяване на алуминиев оксид (85-87%), съотношение на СаО: Al2 О3 в синтерования трябва да бъде 1.5-1.6, което съответства на образуването на основно 12SaO.7Al2 О3.
Получената фрита се извлича sodoschelochnym циркулиращ разтвор. Остатъкът след излугване може да се използва за производството на цимент.
§ 47. начини Киселинни
Основното предимство на киселината с алкални методи е възможността за отнемане на силициев диоксид в началото на процеса. Като инертни спрямо киселини, третираната с киселина силикагел с разтвор не минава и железни съединения като алуминиеви съединения, разтворим в киселина, замърсяващи разтвор алуминиева сол.
Следователно, използването на киселина метод е подходящ за обработване на силиций-богат материал. Въпреки това, суровината трябва да бъде malozhelezistym, тъй като преходът от желязо в разтвора значително усложнява процеса. Така суровини са широко разпространени и каолинова глина. Също провежда проучвания на методи за използване на киселина nepepabotki нефелин, алунит, пепел и отпадъци с високо пепел въглища и други суровини.
Има няколко начина за обработка на алуминий киселинни материали, такива като сярна киселина, азотна киселина, solyanokislotny. Основна работа на повечето методи на киселина: руда дехидратация, разлагане на получената киселина с разтворимия негова сол на съответната киселина и отделяне на неразтворимия остатък, пречистване на солта на железни съединения и други примеси, разделяне на алуминий и регенериране киселина.
Дехидратация (обезводняване) често суровината е уволнен.
За да премахнете химически свързано влага на глината се нагрява до 600-700 ° С; калциниране при по-висока температура води до понижаване на глината реакционната капацитет.
Следните операции - разлагането на суровината се обработва руда в киселина миксери разтвор, в автоклави или друго оборудване. Чрез тази обработка алуминия преминава в разтвор под формата на съответната киселина сол на Al2 (SO4) 3. AlCl3. Al (NO3) 3 и др., Която е отделена от останалата част от силициев диоксид (sishtofa).
Суровият руда огъня Силно калциниран материал (въглищна пепел) може да се разшири чрез синтероване с концентрирана киселина или амониев сулфат (NH4) 2 SO4.
За почистване на алуминиеви соли на железни съединения, предложени няколко метода. Повечето от тях са на базата на различна разтворимост на някои алуминиеви съединения и сродни съединения на желязо. Например, алуминиев метод solyanokislotnomu може да се проведе в утайката под формата на AlCl3 .6H2 О разтвор на насищане хлороводород и по този начин без железни съединения, които остават в разтвор. Други методи се основават на способността на железни съединения, адсорбирани върху повърхността на някои вещества, които в малко количество се въвеждат в разтвора.
От пречистения алуминиев триоксид сол в повечето начини изолирани калциниране. Киселинни оксиди на калциниране пренос на газовата фаза се абсорбират от вода, отколкото се постига възстановяването на киселина.
За обработката на глина, шисти, въглища обогатяване система отпадъци предложи комбинирани киселинна метод, основните от които се състои в последователно shlnchis алуминиев лекувани суровина два киселини: сярна и след това солна киселина. В първото третиране на двуалуминиев триокис се разтваря като алуминиев сулфат, който се изолира разтвор при охлаждане утайката. Тъй като полученият алуминиев сулфат замърсени с примеси, се разтваря в солна киселина с едновременно насищане на разтвора с газообразен HCI. От алуминиев хлорид алуминиев изолира като AlCl3 .6H2 О, където по същество всички примеси остават в разтвор. Алуминиев хлорид хексахидрат се калцинира при 1100-1200 ° С за получаване на алуминиев окис, който се характеризира с висока степен на чистота.
Въпреки това, киселинни процеси в сравнение с алкален имат значителни недостатъци: необходимостта от използване на киселинно-устойчиви материали, от което увеличава цената на оборудването; значителни колебания на повечето киселини, което затруднява установяването на нормална санитарно - хигиенни условия;
почистване на алуминиеви соли на железни съединения сложност;
много киселина в циркулацията.
Киселинно-алкалното начини - това подобрени процеси киселина. Управление на тези методи се състои от две vetvey- кисела и алкална. В лечение клон разтвор на киселина руда киселина от процеса появява силициев диоксид, от разтвор на алуминиева сол се разпределя "суров" алуминиев замърсени с железни съединения. "Суров" оксид обработва до чист алуминиев алкален метод, например Bayer.
Основното предимство на киселина-алкална преди начини киселина - премахване на специални пречистване операция алуминиеви соли на железни съединения, основният недостатък, сложността на технологична схема.
Свързани статии