История способа Байера

ПРОИЗВОДСТВО ГЛИНОЗЕМА МОКРЫМ ЩЕЛОЧНЫМ СПОСОБОМ БАЙЕРА

Производство глинозема мокрым щелочным (гидрохимическим) способом Байера является в настоящее время преобладающим в мировой алюминиевой промышленности.

История способа Байера

Австрийский химик К.И. Байер (1847-1904), работая в Росси в 90-х годах прошлого столетия над получением глинозема из бокситов для нужд текстильной промышленности, сделал два важных открытия, которые легли в основу его способа.

Первое из этих открытий – процесс разложения растворов алюмината натрия с выделением в твердую фазу гидроокиси алюминия под влиянием затравки свежеосажденного Al₂(OH)₃. Этот процесс впервые был осуществлен Байером на Тентелевском химическом заводе в Петербурге и изложен им в патенте от 1889г.

Второе открытие Байера сделанное в 1892г. (Елабужский завод на р. Каме) заключалось в том, что глинозем, содержащийся в бокситах, может быть растворен (с образованием алюмината натрия) непосредственной обработкой их раствором едкой щелочи в автоклаве. В качестве щелочного раствора мог быть также применен маточный раствор после разложения алюминатного раствора по описанному выше способу.

Эти два процесса – непосредственное выщелачивание глинозема боксита щелочными растворами с целью получения алюминатного раствора и разложение его с выделением гидроокиси алюминия под влиянием затравки – и составляют сущность способа Байера.

Способ получения гидрата окиси алюминия, разработанный Байером для нужд русского текстильного производства, вскоре был широко использован алюминиевой промышленностью для получения безводного металлургического глинозема. В настоящее время подавляющая часть глиноземных заводов Европы и Америки работает по этому способу.

2.Общая технологическая схема способа Байера

Способ Байера представляет собой замкнутый цикл, сущность которого может быть описана обратимой химической реакцией:

Al₂(OH)₃+NaOH↔NaAl(OH)₄.

При протекании реакции слева направо происходит извлечение глинозема из боксита едким натром с образованием раствора алюмината натрия. При протекании же реакции в обратном направлении раствор алюмината натрия разлагается с выделением гидрата окиси алюминия в твердую фазу.

Технологическая схема производства глинозема по способу Байера слагается из ряда стадий (операций), непрерывно следующих одна за другой (рис.8).

Боксит, поступающий из рудников, подвергают предварительной подготовке – дроблению, измельчению, а иногда сушке и обжигу. В некоторых случаях для улучшения качества боксита его обогащают.

После этого боксит выщелачивают в автоклавах (реже в мешалках) раствором едкого натра для извлечения из боксита глинозема в раствор алюмината натрия. Выщелачивание боксита в непрерывном процессе ведут маточными щелочными растворами; для первоначального же цикла употребляют раствор свежего едкого натра (каустической соды).

В результате выщелачивания боксита получается пульпа, состоящая из раствора алюмината натрия и нерастворимого остатка – красного шлама. Пульпу разбавляют промывными водами (поступающими от промывки красного шлама, который получен в предыдущем цикле) и направляют затем на сгущение для отделения алюминатного раствора от красного шлама.

Красный шлам промывают водой и удаляют за пределы завода, а алюминатный раствор, сливаемый из сгустителя, подвергают осветлению (фильтрованию) для полного отделения от него частиц красного шлама.

Осветленный алюминатный раствор далее смешивают с частью гидроокиси алюминия от предыдущего цикла (затравкой) и подвергают медленному перемешиванию – выкручиванию. В результате этой операции алюминатный раствор разлагается с выделением в осадок кристаллической гидроокиси алюминия.

Полученную таким образом пульпу, состоящую из гидроокиси алюминия и маточного щелочного раствора, сгущают. Примерно 25-50% сгущенной гидроокиси алюминия подают на фильтрование и промывку, а остальные 50-75% направляют на приготовление затравки для следующего цикла выкручивания.

Промытую гидроокись алюминия подвергают кальцинации (т.е. прокаливанию при высокой температуре), получается безводный глинозем, направляемый на электролиз.

Маточный щелочной раствор после выкручивания и промывные воды от промывки гидроокиси алюминия поступают на выпаривание для повышения их концентрации.

Из концентрированного маточного раствора обычно выпадает некоторое количество кристаллической соды, которая образуется в результате взаимодействия едкого натра с примесями карбонатов в бокситах и углекислотой воздуха. Соду отделяют от раствора и каустифицируют. Этот процесс заключается в обработке раствора соды гашеной известью, в результате чего образуются едкий натр и углекислый кальций. Пульпу, полученную в результате каустификации, сгущают вместе с красным шламом.

Концентрированный маточный щелочной раствор поступает в автоклавы для выщелачивания новой порции боксита, и цикл процесса Байера начинается снова.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 214; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!