Металлургия кафедрасы Әдiстемелiк нұСҚаулықтар зертханалық жұмыстар орындау үшін «Глинозем өндірісі» пәні бойынша 050709 «Металлургия» мамандығының тәлімгерлері үшін Павлодар


Темір тотығымен сода арасындағы реакция төмендегідей жүреді



жүктеу 350.95 Kb.
бет2/2
Дата12.04.2019
өлшемі350.95 Kb.
1   2

Темір тотығымен сода арасындағы реакция төмендегідей жүреді



Fe2O3 + Na2CO3 = Na2O Fe2O3 + CO2 (19)


Бұл үрдіс 10000С аяқталады, соңғы өнімі натрий метаферриты (Na2O Fe2O3). Сода жетіспегенде 9000С жоғарыда алюминий тотығы темір тотығын натрии ферриттен ығыстырып шығарады теңдеу бойынша:
Na2O Fe2O3 + Al2O3 = Na2O Al2O3 + Fe2O3 (20)

SiO2 мен Na2CO3 арасындағы реакция 800-8200С тым жылдам жүреді, натрий метасиликатының жасалуымен.


SiO2+Na2CO3=Na2O SiO2+CO2 (21)

Натрий метасиликаты натрий алюминатымен екінші ретреакцияға түседі, натрий алюмосиликаты жасалады Na2O Al2O3 2SiO2 балқу темпиратурасы 15200С. Кальций тотығы қатысқанда кальций силикаты жасалады негізінен кальций ортосиликаты 2CaO SiO2 кезкелген қатынаста CaO және SiO2:




2CaCo3 + SiO2 = 2CaO SiO2 + CO2 (22)

Титан тотығы содамен әктаспен әрекеттесіп және жоғары темпиратурада титанаттар жасалады (Na2O TiO2 және CaO TiO2) қажетті мөлшерде сілті және кальций тотығын байланыстырады.

Сонымен: пісірудің негізгі құрастырушысы химиялық қалдықтар, натрий метаалюминаты, натрий метаферриты және екі кальций силикаты. Метаалюминат және натрий метаферриты піспеде қатты ерітінділердің үзілмейтін қатты қатарын түзеді.

Стехиометриялық қатынастан шихта құрамын қабылдамау нәтижесінде пісіру кезінде басқа да қосындылар жасалады, мысалы кальций алюминаты, кальций алюмосиликаты, натрий – кальций силикаты т.б.

2.1.3 Піспені сілтілеу. Уақталған піспені сілтілеуді сумен, сода және әлсіз сілтілі ерітіндімен жасауға болады. Негізгі пайдалы реакция піспені сілтілегенде натрий алюминатын еріту реакциясы болады

Na2O Al2O3 + 4H2O = NaAl(OH)4 (23)

және натрий ферритін гидролиздеу:

Na2O Fe2O3 қат + (1 + x) H2O= 2NaOH +Fe2O3 xH2Oқат (24)

Натрий метаферритін гидролиздегнде темір тотығы тұнбаға түседі, ал сілті ерітіндіге айналып, оның каустикалық модулін жоғарлатады.

Екі кальций силикаты тәжірибеде сілтілегенде ерімейді, бірақ біртіндеп гидратацияланады және сілтілі, әсіресе сода ертіндісімен айырылады
2CaO SiO2+ 2NaOH + H2O= Na2SiO3 + 2CaO(OH)2 (25)
2CaO SiO2 +2Na2CO3 + 2H2O= 2CaCO3 +Na2SiO3(OH)2 + 2NaOH (26)

Екі кальций силикатының айырылуы нәтижесінде реакция бойынша (19), (20) екінші әрекеттесу жүреді, нәтижесінде алюминий тотығы және сілті шламға ауысады


3Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+mNa2SiO3=

=3CaO∙ Al2O3* mSiO2* (6-2m)H2O+2(1+m) NaOH+mH2O (27)


1.7Na2SiO3+2NaAl(OH)4=

=Na2O∙ Al2O3∙1.7SiO2∙2H2O+3.4NaOH+1.3H2O (28)

Натрий гидроалюмосиликатының ерігіштігі, алюминат ертіндісінде ерітінді қойылтылғандығы жоғары болса өседі.

Калыпты жағдайда сілтілеу (24), (25) азын алау дәрежеде жүреді және сілтілеу нәтижесінде ерітіндіге негізінен натрий алюминаты және кремниземның біраз мөлшері өтеді.

Піспені сілтілегеннен кейін қатты ерімейтін қалдық қалады – шлам, ол негізінен келесі компонеттен тұрады: 2CaOSiO2, Na2O Al2O3 1.7SiO2 H2O, Fe2O3 xH2O аз мөлшерде Na2O TiO2 және гидрогранат.

Піспенің сілтіленуіне көптеген факторлар әсер етеді: піспенің уақтылығы, ерітіндінің концентрациясы, алынатын алюминат ертіндісінің каустикалық қатынасы, темпиратура, үрдіс ұзақтылығы, аппаратура типі және т.б.

Аппаратура түріне байланысты сілтілеуден алынған алюминат ерітіндісі aк=1.4 – 1.8 және Al2O3 концентрациясы 80-280 г/дм3. Үрдістің темпиратурасы 70 – 950С, ұзақтығы 0.33 тен 3.5 сағатқа дейін. Піспені сілтілеуді әртүрлі аппараттарда: диффузор, құбыр тәрізді сілтілегіштер т.б. жүргізеді.

2.1.4 Алюминат ертіндісін кремнисіздендіру. Алюминат ертінділері сілтілеудін кейін біршама кремниземмен ластанады. Кремний модулі МSi=20 ¸ 240 болады.

Кремнисіздендіру негізі, алюминат ертіндісінде ерітілген кремниземді ерімейтін қосындыларға байланыстырып және тұндыру болады. Ол екі жолмен жасалынады:

1) кремниземді натрий гидроалюмосиликатына байланыстыру (ГАСН реакциясы бойынша 27) жағдай жасалған кезде. Бұл әдіспен SiO2 2 ¸ 4 тен 0.2 ¸ 0.4 г/дм3 дейін төмендейді;

2) кремниземді гидрогранатқа (26) реакция бойынша байланыстыру, ол үшін алюминат ертіндісінеәктас немесе Ca(OH)2 енгізеді. Бұл жолмен ертіндіге кремниземді 0,08-0,1г/л дейін азайтып, ерітінді алуға болады МSi= 1000-1200.

Іс жүзінде кремнисіздендіру ГАСН тұнбасын түздіріп автоклавтарда 150-1750С темпиратурада жүргізеді кремнисіздендіруді үдету үшін кейбір кезде ақ шламның бөлігін үрдіске қайтарады затравка ретінде кремнисіздендірудің бірінші сатысы МSi=250¸400 де жүреді. Ерітінділердің кремнийсізденуі, кремнийсіздендірудің 3 сатысында жүргізіледі, кремниземнің негізгі бөлігі НГАС түрінде алынған соң (1 сатысы ). Бұған дейін МSi=250¸400 бар ерітіндіні ізбес сүтімен мына темпиратура аралығында 90-950С өңдейді, 1,5-2 сағат аралығында.Ізбест мөлшері мына есептеналынады CaO : SiO2 (массасы бойынша) 15¸20, CaO – әктас сүтіндегі әктас мөлшері, ал SiO2- алюминат ертіндідегі SiO2 мөлшері.

2.1.5 Алюминат ертінділерін карбонизациялау. Байер әдісі бойынша алюминат ерітінділерін айыру сығу арқылы жүреді, нәтижесінде алюминий сутотығы және ашынатр ерітіндісі алынады, айналым ертінді ретінде пайдаланады.

Сода Боксит Ізбес




Ұсақтау Ұсақтау



Шихтаны дайындау

Пісіру газ(CO2)





Піспе

Піспені ұсақтау




Сілтілеу

Алюминат ертіндісі Қызыл шлам

Кремнисіздендіру Қалдық
Фильтрлеу және қоюлату
Ақ шлам

Алюминат ертіндісі




Карбонизация газ (CO2)


Фильтрлеу және қоюлату Су


Сода ертіндісі Гидрат






Буландыру Жуу




Al(OH)3 Өңделген су

Кальцинациялау




Глиназем


  1. сурет – Пісіру әдісімен глиноземді өндірудің технологиялық схемасы

Пісіру әдісінде корбанизацияны пайдаланған жөн, бұл жерде алюминий гидрототығымен қатар сода ертіндісі алынады, сол айналым еріндісі болады.

Карбонизация кезінде алюминат ертіндісінен жағар газдарды өткізеді, құрамында CO2 бар.

Химиялық көзқарастан карбонизация үрдісі екі сатыда өтеді:
1 саты: 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O (29)
2 саты: NaAl(OH)4 Al(OH)3 + NaOH (30)
Пайда болған жаңа сілті көмірқышқыл газының жаңа мөлшерімен содаға байланады, сондықтан алюминат ертіндісінің терең айырылуына қолайлы жағдай жасалынады. Карбонизацияның жүріуне, бастысы алынған алюминий сутотығының сапасына, мынадай факторлар әсер етеді: темпиратура, араластыру ұзақтығы, ертіндінің айырылу дәрежесі т.б. Ертіндінің карбонизациялау темпиратурасы 70 – 800 С ; ал ұзақтығы 12 – 14 сағат.
2.2 №2 жұмысты жүргізуге әдістемелік нұсқаулар
2.2.1 Жұмысты орындау тәртібі. Боксит, ізбес және сода қорытындысы бойынша шихтаны есептеу молярлық қатынастан (15), (16). Өлшенген боксит, ізбес, соданы мұқият ұсақтап форфор ступкада араластырып темір тигельге салу, тығыздап, 2 сағат 1200 – 12500С темпиратурада пісіру. Піспені асықпай суытып пеште сосын, ауада, оның салмағын анықтау және 80 мк дейін ұсақтау. Піспенің теориялық массасын есептеу және компоненттерінің % құрамын салыстыру. Ұсақталған піспені су не сілтілі ертіндімен сілтілеу (оқытушының нұсқауымен) С : Қ=10 : 1 700С темпиратурада.

Ертіндіні қалдықтан фильтрлеу, шламды 0,250 дм3 ыстық сумен жуу, жуылған суды фильтратпен араластыру. Араласқан ертіндінің көлемін өлшеу. Автоклавта 1700 С темпиратурада 1 сағат бойына ертіндіні кремнийсіздендіру үрдісін жүргізу. Кремнийсізденгеннен кейін автоклавты суытып, ішіндегі Бюхнер воронкасымен фильтрлеу. Бөлінген тұнбаны 1 сағат 1100С темпиратурада кептіру және өлшеу.

Алюминат ертіндісін карбонизациялап айыру. Ол үшін 70 – 750 С- ге жылытылған ертіндіден көмірқышқыл газын 30 минут шамасында өткізу, ертіндіні араластырғышпен немесе газ барботажы жолымен араластыру.

Алюминий сутотығын негізгі ертіндіден Бюхнер варонкасымен бөліп алу, 0,25 дм3 ыстық сумен жуу, кептіргіш шкафта 30 минут 1100 С темпиратурада кептіру және 30 минут 12000С темпиратурада күйдіру. Күйдірілген тұнбаны өлшеп, глиназемнің тауарлық шығысын (13)формула бойынша есептеу.

2.2.2 Жазу тәртібі және мәліметтерді өңдеу. Жұмыс дәптерде және есептемеде : алынған материалдың құрамы; боксит, ізбес, сода, сілті ертіндісі. Шихта құрамының есебі: піспе және нақты массасының есебінен құралады.

2.2.3 Материалдар және аппаратура:

1) Материалдар: жоғарыкремнилі боксит, ізбес, сода, көмірқышқыл газы.

2) Аппаратура: силит шихта пеші шихта пісіру және алюминий сутотығын кальцинациялау, фильтрлеу қондырмысы, кипп аппараты немесе көмірқышқылы бар баллон, зертханалық смеситель , ступкалар метал және алунд тигельдер.


1 – қыздыру және араластыру құрылғысы; 2 – стакан; 3 – араластырғыш; 4 – электромотор; 5 – штатив


Сурет 3 – Күйежентекті сілтісіздендіруге арналған құрылғы

3 Зертханалық жұмыс. Біріктітіру жолымен нефелиндерден глинозем, цемент, соды өнімдерін алу


3.1 Біріктіру арқылы нефелинді кешенді қайта өңдеудің физикохимиялық негіздері.

Нефелин кендерінің негізгі минералы және концентраты нефелин болып саналады: (Na, K)2 O . Al2 O3. 2SiO2. Нефелин құрамында алюминий оксиді, натрий, калий, кремний диоксиді бар. Нефелинді қалдықсыз технологиямен қайта өңдейді, осы орайда нефелин кенінің барлық негізгі компоненттері Al2O3 (Na, K)2 O және SiO2 пайдалы өнімдерді алуда қолданылады: глиноземді (Al2O3), содыны (Na2СО3), поташты (К2СО3) және портландцементті (нефелинді бірігу затын сілтісіздендіру жолымен).

Нефелин кендері мен концентраттарды біріктіру амалымен қайта өңдейді (сурет - 5).

3.1.1 Нефелин шикіқұрамын даярлау. Нефелинді шикіқұрам екі компоненттен тұрады: нефелин концентраты және әк тастан. Шикіқұрамға содыны еңгізбейді, нефелиннің өзінде сілті орын алған (Na2O + K2O), натрий мен калий алюминатын алюминий оксидімен байланыстыруға алғы шарт болып есептеледі. Бұндай шикіқұрамда сілті Al2O3 байланысына ғана артық сүйеп, қанықтыру көзделеді. Қанықтырылған шикіқұрамда (2.1)жоғары темір кұрамдас нефелинді қайта өндеуде қолданады.

Әк (Ca CO3) екі кальцилі, силикатты біріктіруде ыңғайын алады, яғни кремнеземнің бір молекуласына нефелинде әктің екі молекуласын үстейді шикіқұрамның даярлануына ақ шлам да беріліп, алюминат ерітіндісінен кремнисіздендіру жалғасады.

Лабораториялық жұмыста, айналым өнімдері болмауы жағдайында шикіқұрам есебі мына теңдеумен жүргізіледі



мол=2мол.= 2 (31)

Теңдеуді шеше отырып х – ке қатысты (31) – ші формуланы аламыз, әктің көлемін (х) есептеу үшін 100кг нефелинде



(32)

мұнда х – 100 кг нефелиндегі әк көлемі, кг,

СаОн және SiO – СаО және SiO2 нефелиндегі құрамына сәйкес,%

3.1.2 Нефелин шикіқұрамын біріктіру. Біріктіруде шикіқұрам компоненттерінің өзара әрекеті. Жақсы ұнтақталған және тиянақты араластырылған шикіқұрам тұрбалы айналыс пештерінде 200 – 13000С температурада біріктіріледі. Нефелиннің әкпен өзара әрекеті келесі реакциямен сипатталады:

R2O . Al2O3 . 2SiO2 + 4 CaCo3 =

K2O . Al2O3 ↑ + 2 (2CaO . SiO2 ) + 4CO3↑ (33)

мұнда R – Na, K.

3.1.3 Нефелин біріктірілімін сілтісіздендіру. Нефелинді күйежентекте натрий және калий (~24 – 26%) ерігіш алюминаттың шағын көлемі, лайықты көлемде ерігіштік қасиеті нашар екі кальцилі силикат (~66 – 70%) орын алады. Сол үшін, ерітіндіге жол ашу үшін ерігіш фазалардың бетіне нефелинді күйежентекті жақсылап ұсақтау қажет.

Ұсақтау мен сілтіден айыру үрдістерде шарлы диірмендерде біріктіріледі. Нефелинді күйежентекте Na2O және Al2O3 қатынасы бірлікке жақын. Егер бұндай күйежентекті алынған содылы – поташты ерітіндімен сілтісіздендірсе, онда алюминат ерітіндісінің С σк бірлігіне жақын түрлері алынады. Ерітіндінің тұрақтылығын көтеру үшін нефелинді бірігу ерітінділерін содылы – сілтілі ерітіндімен сілтісіздендіреді, карбондалудан кейін алынады.

Кремнийсіздендірілген алюминатты ерітінді содалы – сілтілі тармақта карбондалуға жатады. Бөлінген гидрат жуу үрдісінен кейін глиноземді алуда лайықты үрдіске енгізеді. Ерітіндіні содылы – сілтілі қоспада реттеген соң күйежентекті сілтісіздендіруге бағыттайды.

Нефелинді концентрат
Мөлшері Әк тас
Ылғалды тартылған зат Ұнтақтау
Күйе жентектеу
Ұнтақтау


Ұсақтау және сілтілеу




Қоюландыру, сүзгіден өткізу, жуу




Алюминат ертіндісі Сұр шлам



Әк тас

Кремнисіздендіру Күйе жентектеу




Ақ шлам Алюминат ертіндісі Клинкер


ІІ карбондалу І карбондалу Размол

маточный


Лас гидрат раствор Гидрат Портландцемент
Содылы ерітінді Карбондалу үрдісі
І буландыру Сүзгілеу
Кристалдандыру Содылы- сілтілі Гидрат

ерітінді

Na2CO3 ІІ буландыру

Кальцинация

Кристалдандыру Күйе жентекті

сілтісіздендіруге

К2СО3


Глинозем

Сурет 4 – нефелиндерді кешенді қайта өңдеудің технологиялық сызбасы

3.1.4 Нефелинді шламды пайдалану.

Нефелинді күйежентекті сілтісіздендіргеннен кейін жуылған шламды 80-85% екі кальцилі силикатта ұстайды. Оған әк пен ақшламның бір бөлігін қосады және күйдіру үрдісіне босатады, мақсаты – цементті клинкер алу – портландцемент өндірісі үшін қажетті шикізатты алу.

3.1.5 Соды мен сақар алу. Содылы тармақ ереітіндісінен көп сатылы буландыру жолымен содыны бөледі (Na2CO3), әрі қарай қосалқы тұзды (Na2CO3 . K2CO3), және әрі қарай сақар (K2CO3). Соды мен сақарды тауарлы өнімдер қатарында бөледі, ал тұзды Na2CO3 . K2CO3 буландырудың екінші кезеңіне қайтарады.

3.2 Жұмысты өткізудің әдістемелік нұсқауы.

3.2.1 Материалдар мен жабдықтар.


  1. Материалдар: нефелин, әк, каустикалық сілті, көмір қышқыл газ, соды.

  2. Жабдықтар: №2 жұмыс түріне тән құралдар – құрылғылар қолданылады.

3.2.2 Жұмыстың орындалу тәртібі. Нефелин мен әкке талдау жасау арқылы әктің 100г нефелин үшін мөлшерін (31) формулаға сай есептеуге болады және тәжірибеге нысан етіп алынған нефелин көлемін санау қайта жалғасады. Нефелин мен әк мөлшерін тиянақты ұсақтап, әрі қарай лайықты орында араластырады. Өлшенген шикіқұрам көлемін темір тигельге орналастырып, 1250-13000С 2 сағат көлемінде біріктіреді. Күйежентекті ұсақтап, сілтілі ерітіндіде сілтіден айырып, t = 700С және ж:Т = 5:1 мәнін қолданамыз.

NaOH – ң ерітіндідегі көлемі алюминат ерітіндісін алуда ескеріледі



(34)

Оқытушы нұсқауы бойынша салыстыру мақсатында суды сілтіден айыру іске асады. Әрі қарай аналогиялық түрде №2 жұмыс орындалады.

3.2.3. Деректерді өңдеу, тіркеу тәртібі. Жазбаларды тіркеу тәртібі және деректерді өңдеу №2 аналогиялық сызба үлгісінде орындалады.

3.2.4 Қауіпсіздік техникасы бойынша нұсқаулар. Бұл нұсқаулар №2 жұмыста көрініс табады.

3.2.5 Жұмыс бойынша есептің талаптары. Нефелиндерді қайта өңдеуде біріктіру әдісін іріктеуді негіздеу. Технологиялық сызбаны сипаттау шикізаттың барлық компоненттерін кешенді пайдаланудың құлдықсыз технологиясын үлгі ретінде нысанға алу. Нефелинді шикіқұрам мен күйежентекті сілтісіздендіруді құрастырудың ерекшеліктерін кескіндеу. Нефелинді шикіқұрамның ширыққан түрлеріне есептеулер жүргізу, жұмыс барысында қолданылған қондырғылар сызбасын назарға алу, глиноземнің тауарлы көріністеріне есептеуі есеп көлемі – 3-4 бет.
4 Зертханалық жұмыс. Алуниттерден тотықсыздандырғыш-сілтілік әдіспен глинозем алу
4.1 Процесстің физико-химиялық негіздері

Алуниттық кеннің құрамында 30-70% алунит минералы бар және глинозем, калий сульфатын, сірке қышқылы, күкірт қышқылды алюминий, квасц, ванадийдің бестотығы және т.б. өнімдерді алу үшін комплексті өндеуге түсетін бағалы шикізат болып келеді. Негізгі минералдың, алунит K2SO4 . Al2(SO4)3 . 2Al2O3 . 6H2O, құрамында K2O изоморфты орын алатын Na2O-ның қоспасы болуы мүмкін. Алуниттен басқа кенде кварц, каолинит және т.б. бар.

Алуниттерді өңдеудің өндірістік әдістердің бірі тотықсыздандырғыш-сілтілік әдісі болып келеді. Байер әдіспен өңдеуге қолайлы глинозем концентратын алуниттерден алуы оның негізін құрайды. Ол үшін алунит кенін термиялық өңдейді. Бұл жағдайда алюминий сульфаты ыдырайды, күкірт оксиді газалық фазаға бөлінеді және пайда болатын γ-Al2O3 жоғары белсеңділігін сақтайды.

Екі сатылы термиялық өңдеу сусыздандыру күйдіруден (1-ші сатысы) және тотықсыздандырғыш күйдіруден (2-ші сатысы) тұрады. Күкірт қышқылды өңдеуге қолайлы, жоғары концетріленген күкіртті газ алу үшін сусыздандырғыш және тотықсыздандырғыш күйдіруді қайнау қабатындағы пештерде бөлек өткізеді.

Алунитті күйдіруден кейін түпкі сілтілік ерітіндімен сілтілейді. Осыдан сульфат-алюминаттық сілті ерітіндіні алады.

Ерітіндіні кремнийсіздену, буландыру, сульфат бөлінуден кейін сұйылтады. Содан соң алюминий гидроксидке және түпкі ерітіндіге қыздыру арқылы бөледі. Алюминий гидроксидін қыздырады да глинозем алады. Ал түпкі ерітіндіні күйдірілген алунитті сілтілеуге қайта апарады.

Сульфатты-алюминаттық ерітіндіден бөлінген сульфаттарды товарлық өнімдерді алу үшін өңдейді: калий сульфаты, калийлік және натрийлік сілті және т.б. Тотықсыздандырғыш күйдіру пештен бөлінетін газдар күкірт қышқылды және қарапайым күкірт алу өндірісіне қолданады.

4.1.1 Сусыздандырғыш күйдіру. Келесі реакцияға негізделген


(35)
Күйдіру 500-5200С температурада жүреді. Бұл температурадан төмен болғанда алунитті сусыздандыру толық өтпейді, ал температурасы жоғары болғанда шыққан γ-Al2O3 реакцияласу қабілеті төмендейді.

4.1.2 Тотықсыздандырғыш күйдіру. Тотықсыздандырғыш ретінде мыналарды қолданды: солярлық май, керосин, табиғи газ және құрамында көміртегі бар заттар немесе бу тәрізді тотықсыздандырғыш бар.


(36)

Жоғары концнтріленген күкірт газын алу үшін тотықсыздандырғыш ретінде күкірт буын қолданады.


(37)

Тотықсыздандыруды 560-5800С температурада жүргізеді; ал жоғары температурада γ-Al2O3 аз белсеңді болады.



Алуниттық концентрат


Сусыздану газдар



(500-5200С)




Тотықсыздандырғыш күйдіру

(560-5800С)

Күкіртті газ

Күйдірілген алунит

Күкірт немесе

Сілтілеу күкірт қышқылды алу

(45-500С)

Күкірт Күкірт

Кремнийсіздену қышқылы

Күкірт

Алюминаттық Ақ шлам



ерітінді

Үйіндіге

Буландыру


Сульфаттарды



бөлу


Буландырған Сульфатты

алюминаттық қоспа

ерітінді КОН

Сульфаттардың

Сұйылту конверсиясы



Ыдырату

NaOH ерітіндісі

Түпкі Гидрат

ерітінді K2SO4

Кальцинация




Глинозем



Сурет 5 – алуниттерді тотықсыздандырғыш-сілтілік әдіспен


қайта өңдеудің технологиялық сұлбасы
4.1.3 Күйдірілген алунитті сілтілеу

Күйдірілген алунитте глинозем белсеңді күйде болады (γ-Al2O3), сондықтан орта концентрленген (110-135 г/дм3 Na2OK) ерітінділермен жоғары емес температурада (45-500С) сілтілегенде ол жеңіл ерітіндіге өтеді. Алынған алюминаттық ерітіндінің құрамында шамамен 100 г/дм3 Al2O3 және шамамен 40 г/дм3 SO3, αк=1,8-1,9 болады.


4.1.4 Алюминатты-сульфатты сілтілік ерітіндіні өңдеу

Ерітіндіні кремнийсізденеді, кремнеземді шлам бөледі, 190 г/дм3 Na2OК дейін буландырады, Na2SO4, K2SO4 сульфаттардан тазартады, сұйылтады және выкручивание арқылы ыдыратады.

Алынған алюминий гидроксидін жуады және қыздырады, нәтижесінде глинозем алады.
4.1.5 Сульфатты қоспасын өңдеу

Na2SO4 . K2SO4 сульфатты қоспасын калий сілтімен өңдейді, нәтижесінде K2SO4 және NaOH ерітіндісін алады (сульфатты конверсия),


Na2SO4 . K2SO4+2KOH 2 K2SO4+2NaOH (38)

тұнба ерітінді

K2SO4 товарлық өнім ретінде шығарады, NaOH ерітіндісін декомпозициядан кейінгі түпкі ерітіндіге қосады да күйдірілген алуниттерді сілтілеу үшін қолданады.

Сілті шығынын компенсациялау үшін натрий сульфатының бір бөлігін гидроксидпен күйежентектеуге болады, тотықсыздандырғыш қатысуымен келесі сұлба арқылы өтеді


Na2SO4+2Al(OH)3+C Na2O . Al2O3+CO+SO2 (39)
Күйежентекті сілтілейді және алюминаттық ерітіндіні ерітіндінің негізгі бөлігіне қосады.
4.2 №4 жұмысты өткізуге арналған әдістемелік нұсқаулар

4.2.1 Жұмыс мақсаты. Физико-химиялық негіздерін және алуниттерді тотықсыздандырғыш-сілтілік әдіспен комплексті өңдеудің технологиясын зерттеу.


4.2.2 Материалдар және жабдықтар

А. Материалдар: алуниттық жыныс, кокс, солярлық май, мұнай коксы, күкірт, натрийлік сілті;

Б. Жабдықтар: алуниттерді күйдіруге және тотықсыздандыруға арналған муфельді пеш, тотықсызданған алунитты сілтілеуге арналған қондырғы, сүзгілеу және карбонизацияға арналған қондырғы.
4.2.3 Жұмыстың орындалу тәртібі

Салмағы (10-15г)-дық алуниттік жынысты 1 сағат ішінде 500-540 температурада пеште күйдіру. Суытқаннан кейін ауада белгілі салмақты тотықсыздандырғышпен араластырып, алынған 50% артық мөлшерде стехиметриялық қажеттілікке қарсы және 1 сағат ішінде 560-580 температурада қайтадан күйдіру. Оқытушымен берілген (10м, 0,5сағ, 1сағ) мынандай ішінде күйдірілген алунитті 135г/дм3 Na2Ok сілтілі ертіндімен 45-50°С өңдейді. αк =1,9 алуға есепетемеден сілтілі ертіндісінің дозировкасы жүргізіледі.

Сүзілген ерітінді сілтілеуден кейін оқытушының нұсқауымен карбонизацияға ұшырайды, ал корбонизацияның алдында сульфаттан бөліп алу яғни (булау және кристаллизациялау) операциялары жүруі мүмкін. Карбонизациядан кейінгі қалдықты шайып, кептіріп, салып және кілдеп. Глиноземнің товарлық шығынын есептейді.

4.2.4 Ақпаратты өңдеу және жазу тәртібі

Алунит жынысының химиялық құрамы, алуниттің белгілі өлшемінің күйдіруден бұрынғы және кейінгі, сілтілі ерітінді құрамы, күйдіру шарты мен сілтілеу, алынған глинозем салмағы жазылады. Күйдіруден кейін алуниттегі глинозем мөлшері мына формуламен есептеледі:

аайн. =абас, (40)

мұндағы аайн. – күйдірілген алуниттегі Al2O3 мөлшері, %;

абас.- тағы бастапқы алунит, %;

d1 және d2- күйдірілген алунит пен бастапқыға сәйкес, %;

αк =1,9 берілуі бойынша күйдірілген алунит салмағына сілтілі ерітінді құрамы мен күйдірілген алуниттегі Al2O3 мөлшерінен сілтілі ерітіндінің көлемін анықтаймыз.

αа=1.9 = 1.645; (41)

мұндағы n- cілтілі ерітіндідегі Na2Ok концентрациясы, 135г/дм3,

аайн – белгілі өлшемдегі күйдірілген алуниттегі Al2O3 мөлшері, сағ,

v-сілтілі ерітінді көлемі, дм3.

4.2.5 Қауіпсіздендіру техникасы бойынша қосымша мәліметтер

Қауіпсіздік техникасы бойынша жалпы ережелерден басқа да зертханаларда жұмыс істеушілерге ескертілетін міндеттемелер келесі ережелерден тұрады: алуниттік жынысты тотықсыздандырып күйдіруді пеште жүргізу кезінде лаборатория атмосферасына күкірт газының тарп кетпеуі үшін соратын шкафтар орнатылған болу керек.



4.2.6 Жұмысты есептеу талаптары

Есептемеде алуниттің артықшылықтарын, глинозем өндірісі мен және басқадай заттардың комплексті шикізаты ретінде белгілеу. Алуниттік шикізатты өңдеудің негізгі түп тұғырын айтып беру. Алунитті тотықсыздандыру-сілтілеу тәсілдерімен өңдеуді сызып көрсету. Жұмысты жүргізу методикасын көрсету, жұмысқа байланысты шешімдер шығарып олорды орындау. Есептеме мына талапқа сай толтырылады. МИ ПГУ 4.01.2 – 06.



Әдебиеттер
1 Беляев А. И. Мет-я легких металлов. – М. : Металлургия, 1970, – 67 с.

2 Лайнер А. И. Производство глинозем / А. И. Лайнер, А. И., Еремин. – М. : Металлургмя, 1978, – 344 с.





Каталог: fulltext -> transactions
transactions -> Саяси партиялар және партиялық жүйелер
transactions -> С. Т. Иксатова қылмыстық ҚҰҚЫҚ ерекше бөлім
transactions -> Ќазаќстан Республикасыныњ білім жєне ѓылым министрлігі
transactions -> География және туризм кафедрасы геология 5В060900 «География» мамандығы студенттеріне арналған зертханалық практикум Павлодар Кереку 2012
transactions -> Ұн тағамдық атауларының анықтағыш сөздігі
transactions -> Павлодар облысыныѕ ірі ґндіріс ќалаларындаєы аєаш-бўта ґсімдіктерініѕ ауру ќоздырєыш саѕырауќўлаќтары
transactions -> Буынаяќтылар типініѕ негізгі кластары
transactions -> Д. З. Айгужинова- э.ғ. к., С. Торайгыров атындағы пму доценті
transactions -> МәШҺҮр-жүсіп шығармалары тілінің морфологиялық ерекшеліктері


Достарыңызбен бөлісу:
1   2


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет