Введение к работе
Актуальность работы. По мнению авторитетных экспертов, основными проблемами алюминиевой промышленности в ближайшие годы будут качество перерабатываемого сырья, охрана окружающей среды и снижение себестоимости глинозема и алюминия.
Уже сегодня Павлодарский алюминиевый завод и Николаевский глиноземный завод начали переработку бокситов с повышенным содержанием примесей, а электролизные заводы, регенерируя криолит из растворов мокрой газоочистки, пытаются решить задачи экологической, безопасности и экономической эффективности.
Поскольку основу производства глинозема составляет перевод ...ксида алюминия из твердой фазы ( боксита ) в жидкую ( алюминат-ный раствор ), а основу производства регенерированного криолита -г:гревод фтора из газообразной и твердой фазы в жидкую, то операциям последующего отделения насыщенной полезным комп-.нгнтсм фазы о" обедненной должно быть уделено особое внимание.
Процесс разделения пульп среди остальных процессов алюминие
вого производства является, пожалуй, самым консервативным из-за
ограниченных возможностей его интенсификации. Большой объем пуль
пи, подвергаемой разделению, слабая связь движущей силы процесса -
розницы в плотностях между твердой и жидкой фазой с основными фак
торами интенсификации : температурой, давлением и временем делают
задачу интенсификации весьма сложной. А изменение химичес-
кого состава твердой и жидкой фазы разделяемых пульп может привести к невозможности его интенсификации : появление примесей в растворе
.: твердой фазе может изменить физические свойства раствора, усло-ы:я кристаллизации и химический состав твердой фазы, особенности электрокинетических взаимодействий между жидкой и твердой фазой, : 5 седиментанионные свойства и фильтрующую способность.
Таким образом, ухудшение качества перерабатываемого сырья в алюминиевой промышленности приводит к изменению состава пульп, требует интенсификации их разделения и исследований ее закономерностей .
Целью работы являлось изучение влияния анионов солей натрия
— 2- 2 —
( CI , COj , SOij ) на процессы разделения пульп красного шлама
и после мокрой газоочистки электролизного производства, и их инте сиФикация с помощью высокомолекулярных, органических, синтетических флокулянтов.
Научная новизна. Разработан способ оценки относительной эффективности цикла Байера по площади его геометрического отображения на осях На^Ообщ - kl^O^ , позволяющий в условиях накопле-
2- 2-ния примесей С1 .ЭО^.СОз в растворах
корректно сравнивать эффективность в разные периоды ;
оценивать влияние увеличившейся концентрации общей щелочи ;
учитывать химические потери активной щелочи, связанные с растворением примегей.
— 2 - 2-
Изучено комплексное влияние CI , С0| , SOi, на плотность и вязкость алюминатного раствора, кристаллизацию гидроалюмосиликата натрия и его плотность, морфологию соединений железа, коагуляцию и флокуляцию твердой фазы, уплотнение красного шлама. Показано, что соли-сильные электролиты NaCl и Ыа250ц и слабый электролит NaiCO:;, по-разному растворяющиеся в алюминатном растворе, оказывают, как правило, противоположное влияние на физические свойства :азделяемых фаз, определяющих эффективность разделения. В этих условиях объяснена интенсифицирующая роль флокулянта, которая :аключается в уменьшении отрицательного и усилении положительного влияния примесей.
В результате изучения химического и фазового составов твердой и жидкой Фазы пульп, образующихся после мокрой газоочистки на за-
водах с различной технологией электролиза и испытаний большого количества ф.г.окулянтов различного типа установлено, что в условиях высоких значений рН ( ;9 - 11 ) и колебаний концентрации твердой фазы ( 0,5 - 20 г/л )[ эффективны флокулянти с высокой степенью аниониости ( 30 - 80 X ) и различной молекулярной массой
Є ( 2 - 20-10 г/моль ).
2-Иэучено влияние наиболее характерной примеси SO/, р пульпах
после мокрой газоочистки"на фильтрацию влама и криолита. Показано
что эффективность фильтрации связана с особенностями гидратации
2- + ионов S0:, и ;*а и силой их взаимодействуя с частицами твердой фазы различного размера. ;
Практическая ценность. Уточнена Формула Монтвида эффективности оборота щелочи в цикле Байера для условий роста Иа^Ообщ при переработке бокситов с повышенным содержанием примесей-солей натрия.
Показано, что присутствие С1- и SOl, - ионов в пульпах красного шлама повышает эффективность применения флокулянта, благодаря чему дозировка флокулянта может быть уменьшена.
Разработана технология разделения пухьп, образующихся после мокрой газоочистки в электролизном производстве алюминия. Технология прошла успешную проверку в слытно-промышленном масштабе на Таджикском алюминиевом заводе и внедрена на Братском алюминиевом заводе. Ожидаемый экономический >ффект от внедрения составляет 1974 тыс.руб.( по сстоянию цен на 1991 год ).
Работа выполнялась в рамках Целевой программы научно-иссле-довательскиу . промыю-^ногх и проектных работ, связанных с полным переводі. "ДЗа на пе еработку бокситов Краснооктябрьского рудоуправлен,./! на период 1986 - 1990 г и Межотраслевой комплексной программой научно-технического прогресса и ускорения развития алюминиевої, промышленности на 1985 - 1990 гг. и на период до 2000 года.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Методика оценки сравнительной эффективности цикла Байера в условиях накопления в растворах цикла С1~: графическое отображение изменений в цикле Байера при накоплении в ней примеси и расчет на его основе эффективности оборота щелочи в разные периоды времени.
-
Закономерности разделения пульп красного шлама в присутствии
-2-2-примесей CI , COj , SOi, : результаты влияния примесей на плотность и вязкость жидкой фазы пульпы красного шлама; роль примесей в кристаллизации ГАСН - основной составляющей твердой фазы пульпы; эффективность флскуляции и коагуляции красного слама при наличии примесей в пульпе; обсуждение механизма влияния примесей на разделенно 5"й»".пц красного шлама.
-
Технология разделения пульп, образующихся после мокрой газоочистки в электролизном производстве алюминия, с помощью флокулянта: химико-минералогические особенности пульп, образующих ся при различных технологиях электролиза; выбор в лабораторных условиях эффективных флокулянтов.
-
Опытно-промышленные испытания разделения пульп после мокрой газоочистки : методика проведения испытаний и основные результаты.
Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось :
на Международной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов "Производство глинозема, алюминия и легких сплавов", Ленинград, 1990 г.
на ежегодной конференции молодых специалистов ВАМИ, С.-Петербург, 1991 г.
Публикации. Опубликовано 7 рабо г.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Она изложена на 137 страницах машинописного текста, содержит 22 рисунка, 18 таблиц, 4 фотографии. Список литературы включает 108 источников.
