Capitolul X
PRODUCȚIA DE ALCALINĂ DIN LEMN,
SLAGURI ȘI ALTE MATERIALE PRIME
§ 45. Metoda de topire reductivă
Tăierea redusă poate fi efectuată în cuptoare electrice termo-termice. În funcție de gradul de reducere, produsele de reducere a topirii sunt ferosiliciu sau fontă silicioasă și zgură de alumină-calciu.
La topirea compușilor de fier ferosiliciu, siliciul de titan b este redus la o stare liberă și dizolvare
unul în altul, formează ferosiliciu. Oxidul de aluminiu în timpul topirii nu este refăcut și sub formă de aluminați de calciu trece în zgură. Oxidul de siliciu nu este complet recuperat: o parte din acesta trece, de asemenea, în zgură sub formă de silicat dicalcic. Pe diagrama triplă a CaO-Al2O3-SiO2 (vezi Figura 60), zgurile rezultate sunt în zona monoaluminatului de calciu CaO-Al2O3. Împreună cu monoaluminatul, 12CaO.7Al2O3 este prezent în zguri. precum și o anumită cantitate de soluții de sodiu greu descompuse de 3CaO.5Al2O3 și 2CaO.Al2O3.5SiO2 (gehlenite). Zgura conține aproximativ 10-50% Al2O3 și nu mai mult de 7-8% SiO2. Când se topeste pe fontă silicioasă, se recuperează doar o mică parte din SiO2.
Separarea zgurii și a ferosiliciului (fontă) se bazează pe diferența dintre densitățile lor și se realizează prin sedimentare. Prezența silicatului dicalcic în zgură este cauza despicării zgurii în timpul răcirii (vezi § 30).
După măcinare suplimentară, zgura este liofilizată cu soluții co-alcaline reciclate. Astfel descompunerea aluminați de calciu, însoțită de o tranziție de alumină într-o soluție, conform reacțiilor: 12SaO.7Al2 O3 + 12Na2 CO3 + 5H2 O = MNaA1O2 12CaCO3 + + 10NaON; CaO.Al2O3 + Na2C03 = 2NaA1O2 + CaC03.
Hidroxidul de aluminiu este separat de soluția de aluminat după desilonizarea acestuia prin carbonizare.
Ocnovnoy lipsa de reducere a topirii în cuptoare electrice - consum mare de energie, care a fost demonstrat, pot fi reduse semnificativ prin utilizarea metodei combinate. Esența acestei metode constă într-un tratament termic în două etape a materiilor prime: încălzirea primului lot în cuptorul rotativ se realizează și recuperarea parțială a minereului de oxid de carbon și apoi se termină cu o reducere electrică de oxizi, sunt topite și produse de topire separate.
§ 46. Metoda de sinterizare cu calcar
Această metodă se bazează pe sinterizarea minereului cu calcar pentru a transfera alumina spre aluminat de calciu și silice pentru silicatul dicalcic. Metoda de sinterizare cu calcar poate fi utilizată pentru procesarea argilelor, caolinelor, cyanitelor, cenușii de cărbune, bauxitelor și zgurilor de silicat.
Încărcarea inițială este sinterizată într-un cuptor rotativ tubular la 1300-1400 ° C. Pentru a obține sinterizarea auto-separatoare pentru a obține o recuperare suficient de ridicată a aluminei în timpul scurgerii, este necesară o răcire lentă a sinterului în intervalul de temperatură apropiat de temperatura de sinterizare. Cu răcire rapidă, se obține o specie cu structură fin cristalină, care conține o anumită cantitate de așa numită sticlă (o masă fără o structură cristalină clar exprimată). Un astfel de spec. Nu este capabil de auto-depunere. Pentru a asigura o extracție ridicată a oxidului de aluminiu (85-87%), raportul dintre CaO: Al2O3 în sinter ar trebui să fie 1,5-1,6, ceea ce corespunde formării de 12CaO.7Al2O3.
Specta rezultată este liofilizată cu o soluție co-alcalină reciclată. Reziduul după leșiere poate fi utilizat pentru a produce ciment.
§ 47. Metode acide
Principalul avantaj al metodelor acide față de cele alcaline este posibilitatea de a scoate silicele la începutul procesului. Fiind inert la acizi, silicele nu trece în soluție în tratamentul cu acid, iar compușii de fier, cum ar fi compușii de aluminiu, se dizolvă în acizi, contaminând soluția de sare de aluminiu.
În consecință, se recomandă utilizarea metodelor acide pentru prelucrarea materiilor prime de silice de înaltă calitate. Cu toate acestea, materia primă trebuie să aibă un conținut scăzut de fier, deoarece trecerea fierului în soluție complică semnificativ procesul. Astfel de materii prime sunt argilele și caolinele distribuite pe scară largă. Studiile se desfășoară, de asemenea, cu privire la utilizarea metodelor acide pentru neferină, alunită, cenușă și îmbogățirea cărbunilor de înaltă cenușă și a altor materii prime.
Există mai multe metode acide pentru prelucrarea materiilor prime care conțin aluminiu, de exemplu acid sulfuric, acid azotic, acid clorhidric. Funcționarea de bază a majorității metodelor de acid: deshidratare minereu, descompunerea acidului rezultat în sarea sa solubilă a acidului corespunzător și separarea reziduului insolubil, purificarea sării compușilor de fier și alte impurități, separarea aluminei și regenerarea acidului.
Pentru deshidratare (deshidratare), materia primă este adesea arsă.
Pentru a îndepărta umezeala legată chimic din lut, aceasta este încălzită la 600-700 ° C; arderea la o temperatură mai ridicată duce la o scădere a reactivității lutului.
Următoarea operațiune - descompunerea materiilor prime constă în prelucrarea minereului cu o soluție de acid în agitatoare, autoclave sau în alte echipamente. Cu acest tratament, alumina trece în soluție ca sare a acidului corespunzător Al2 (SO4) 3. AICI3. Al (NO3) 3, etc., care este separat de restul de silice (sistoff).
Minereul brut sau materialul puternic calcinat (cenușa cărbunelui) poate fi descompus prin sinterizare cu acid concentrat sau cu sulfat de amoniu (NH4) 2SO4.
Au fost propuse mai multe metode pentru purificarea sarii de aluminiu din compușii de fier. Cele mai multe dintre ele se bazează pe solubilitățile diferite ale diferiților compuși de aluminiu și compușii corespunzători ai fierului. De exemplu, conform metodei cu acid clorhidric, alumina poate fi transformată într-un precipitat sub formă de AICI3.6H20 prin saturarea soluției cu acid clorhidric și, prin urmare, eliberarea compușilor de fier care rămân în soluție. Alte metode se bazează pe capacitatea compușilor de fier de a fi adsorbiți pe suprafața anumitor substanțe care sunt introduse în soluție în cantități mici.
Din sarea de aluminiu purificată, oxidul de aluminiu este izolat în majoritatea proceselor prin calcinare. Acidii oxizi, care se aprind în timpul calcinării în faza gazoasă, sunt absorbiți de apă, astfel încât se obține regenerarea acidului.
Pentru prelucrarea argilei, șisturi, cărbune Sistem Deșeuri combinate metodă de îmbogățire a propus acidă, a cărei principală constă în shlnchis materiei prime tratate cu alumină secvențială doi acizi: mai întâi și apoi clorhidric acid sulfuric. În primul tratament, alumina este transferată în soluție sub formă de sulfat de aluminiu, care, atunci când soluția este răcită, este precipitată. Deoarece sulfatul de aluminiu rezultat este contaminat cu impurități, el este dizolvat în acid clorhidric, în timp ce soluția este saturată simultan cu HCI gazos. Din soluția de clorură de aluminiu, alumina este izolată sub formă de AlCl3.6H2O, în timp ce practic toate impuritățile rămân în soluție. Clorura hexaedrică de aluminiu este calcinată la 1100-1200 ° C și se obține alumină, caracterizată printr-o puritate ridicată.
Cu toate acestea, metodele acide prezintă dezavantaje semnificative în comparație cu cele alcaline: nevoia de a folosi materiale rezistent la acizi, ceea ce crește costul echipamentului; volatilitatea semnificativă a majorității acizilor, împiedicând crearea condițiilor normale sanitare și igienice de lucru;
complexitatea purificării sărurilor de aluminiu din compușii de fier;
o mulțime de acid în circulație.
Acid-metode alcaline sunt metode îmbunătățite de aciditate. Schema acestor metode constă din două ramuri - acizi și alcalini. În ramura acidă, tratarea minereului cu soluție acidă conduce la îndepărtarea silicei din proces, din soluția sării de aluminiu, se eliberează alumina "brută", contaminată cu compuși ai fierului. Oxidul "brut" este prelucrat în alumină pură într-un mod alcalin, de exemplu, procesul Bayer.
Principalul avantaj al metodelor bazate pe acizi asupra celor acide este eliminarea unei operații speciale de purificare a sării de aluminiu din compușii de fier, principalul dezavantaj fiind complexitatea schemei tehnologice.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: