Получение глинозема способом Байера

Глинозем способом Байера добывается только из высококачественных бокситов. Это наиболее экономичный способ получения глинозема, но требует использования бокситов с низким содержанием SiO 2, S, СО2 и ряда других примесей.

Оксид алюминия обладает амфотерными свойствами. Его можно переводить в раствор, обрабатывая как щелочами, так и кислотами. Кроме того, оксиды алюминия при спекании довольно легко взаимодействуют с оксидами щелочных и щелочно-земельных металлов с образованием двойных соединений щелочей, растворяются в водных растворах.

Добыча глинозема

Исторически первыми известными вариантами получения глинозема были способы спекания. В 1858 г. Ле-Шателье предложил способ спекания бокситов с содой, с последующим выщелачиванием жара оборотным щелочным раствором и разложением полученных алюминатных растворов карбонизацией при пропускании через них газов, содержащих СО2. Способ был пригоден в основном для переработки низькокремнистих бокситов.

В 1880 г.. Мюллер предложил в шихту спекания, кроме соды, вводить известняк, или магнезит для связывания кремнезема в нерастворимые в воде силикаты щелочноземельных металлов. Но дозирования были привязаны к массе исходного боксита и завышены. Паккард в 1902 г.. Впервые указал на необходимость дозирования известняка в шихту из расчета связывания двуокиси кремния в двокальциевий силикат (2СаО⋅SiО2). Это молярное отношение применяется и в настоящее время. В этот период уже начинает получать признание способ выщелачивания бокситов, запатентованный Байером.

Гидрохимические способы позволяют перерабатывать выщелачивания низкокачественное сырье содержащее алюминий, но требуют использования высококонцентрированных лужноалюминатних растворов, высоких давлений и температур (способ ПономареваСажина) ограничиваются только снижением содержания диоксида кремния в исходном сырье к кремниевого модуля 1,0 (способ Манвелян).

Спикательни щелочные способы наиболее универсальны. Позволяют перерабатывать в глинозем с достаточно высоким извлечением Al2O3 практически любое сырье, содержащее алюминий, в том числе отходы, содержащий глинозем. Основа спикательних способов: образование при нагревании с содой алюминатов натрия и связки диоксида кремния при его взаимодействии с известняком в двокальциевий силикат. Таким образом, в результате термообработки при 1100-1130 0С образуется испек, состоящий из алюмината натрия и двокальциевого силиката.

Способы спекания

Разновидности спекательных способов отличаются дозировкой компонентов спекательной шихты, видом и составом исходного сырья. Необходимость проведения спекания при температурах выше 1100 С обусловливает высокие энергетические затраты на переработку, что ведет к повышению себестоимости глинозема. Сочетание способов Байера и спекания вызвано необходимостью переделывать низкокачественные бокситы (последовательный способ Байер-спекание) или одновременно на одном предприятии перерабатывать высококачественные и низкокачественные бокситы (параллельный вариант Байер-спекание).

Кислотные способы не нашли широкого практического использования в настоящее время. Они требуют наличия дорогостоящей кислотостойкой аппаратуры, сложной технологии очистки кислых растворов от примесей, значительных капитальных затрат, характеризуются высокой себестоимостью глинозема и невысокой его качеством.

Вполне возможны большие усовершенствования известных кислотных способов, а также разработка новых. С алюмосиликатов с помощью кислот можно получать дополнительно редкие металлы. Вот почему этими способами занимаются усиленно во всем мире.

В последнее время разрабатывали кислотно-щелочные способы производства глинозема. Суть их заключается в том, что руду сначала обрабатывают кислотами, получая глинозем с примесью оксидов железа, титана и др. Такой глинозем, своего рода концентрат, далее перерабатывают щелочным способом.

Глинозем способом Байера

Основная идея метода заключалась в том, что раскладывать бокситы можно лужноалюминатнимы растворами, из которых выделять извлеченный из бокситов оксид алюминия. При этом потраченное на выщелачивание каустический луг освобождается и в составе раствора, полученного после отделения оксида алюминия, снова возвращается на выщелачивание.

Гидроксид алюминия из боксита извлекают обработкой оборотным лужноалюминатним раствором, содержащим свободный каустик. В результате разведения алюминатных пульпы и отделения пустой породы получают алюминатный раствор, содержащий щелочь, связанный в алюминат натрия. При разложении алюминатного раствора выделяют гидроксид алюминия, а в растворе остается свободное каустик. Такой раствор называют маточным. После выпаривания из него воды, получают концентрированный раствор (оборотный), использующих снова для выщелачивания боксита. Shea alexa bliss nude mermaidshea

Общая схема способа Байера

Основные задачи, решаемые в способе Байера:

• обеспечить оптимальные условия для селективного (избирательного) перевода в щелочной раствор гидроксида алюминия из боксита;
• отделить нерастворимый остаток (красный шлам) от полученного алюминатного раствора;
• создать условия для наиболее полного выделения из алюминатного раствора гидроксида алюминия, после прокаливания должен соответствовать требованиям к продукционного глинозема.

Бокситы, перерабатываемых по способу Байера, должны иметь низкое содержание оксида кремния (кремневый модуль выше 7), минимальные количества серы, карбонатов и других вредных примесей, затрудняющих переработку бокситов.

Боксит подвергают дроблению и мокрому размолу до заданного размера частиц. На размол подают часть оборотного щелочного раствора и вводят добавки извести в количестве до 3% от массы боксита. Пульпу, состоящий из измельченного боксита и оборотного раствора, выщелачивают в батареях автоклавов в условиях, обеспечивающих максимальный переход в раствор гидроксидов алюминия. Полученную вареную пульпу разбавляют промводой и отделяют от нее красный шлам.

Красный шлам промывают водой в системе пробивачив для наиболее полного отделения от алюминатного раствора. Полученная промвод служит для разведения вареной пульпы. Красный шлам направляют в отвал или на утилизацию. Полученный очищенный и разбавленный раствор называют алюминатных. В него переходит 85 … 95% оксида алюминия из боксита. Весь перешедшый оксид алюминия выделяют из алюминатного раствора на переделе декомпозиции, называют также отверткой или разложением.

По материалам: Производство глинозема. Ю.П.Насекан. — Запорожье. — 152 с.