UKR | RU | ENG | ДонНТУ | Портал магистров ДонНТУ
Магістр ДонНТУ Езейкебуру Чедебере Удучуку

Езейкебуру Чедебере Удучуку

Факультет физико-металлургический

Спеціальність: металургія кольорових металів

Науковий керівник: Маняк Микола Олександрович


Материалы по теме выпускной работы: Про автора | Бібліотека | Посилання | Індивідуальний розділ

Реферат по темі випускної роботи

Аналіз сировинної бази і розробка технології виробництва глинозему в умовах Нігерії


Вступ

Актуальність теми: виробництво глинозему - важлива складова виробництва алюмінію. Нігерія володіє великими запасами алюмінієвих руд. Останніми роками в світі спостерігається тенденція зростання виробництва глинозему. Це зв'язано в зростанням виробництва високотехнологічних товарів.

Практична цінність результатів роботи полягає у вирішенні завдань, пов'язаних із здешевленням апаратного оформлення процесу виробництва: розробка дешевших способів очищення внутрішньої поверхні труб від опадів, збільшення продуктивності трубних вилуговувачей, знайти оптимальне співвідношення між підвищенням температури, пониженням витрати лугу і збільшенням виходу глинозему (до 2-3%) за рахунок поліпшення вскриття.

Основні результати

Алюміній по поширеності в природі серед металів займає перше місце, по практичному використанню - друге (після заліза). Кларк алюмінію рівний 8,05%, що в перерахунку на Al2О3 складає близько 15%. Для виробництва глинозему в світі використовуються наступні руди: боксити, нефелины, алуниты, кианиты і каолины. Проте, основною рудою є боксит. Залежно від того, які гидроксиды алюмінію переважають, боксити підрозділяються на моногідрати (Al2О3 · 3Н2О) – гибситові. За умовами утворення родовища, боксити ділять на латеритные (65% спільних світових запасів),полигенные або карстові (20%) і осадкові (15%) Літерітниє боксити частіше мають кайнозойський вік і утворилися в країнах з тропічним кліматом, куди відноситься і Нігерія. Нігерія знаходиться на західному закінченні Гвінейського щита, в межах якого відомо більше 640 латеритных родовищ і проявів бокситів. Спільні запаси району оцінюються в 13 млрд. т при середньому вмісті Al2О3 близько 48%. Мінеральний склад руд в основному гибситовий, крім того, на цій території виявлені і полігенні родовища теж гибситового складу. Геологічна розвідка родовищ бокситів в Нігерії була почата майже три десятиліття тому. Проте, через відсутність відповідного устаткування і, головним чином приладів для хімічного аналізу руд серйозно це питання розробляється останні 5-6 років. В даний час розроблено і освоєно декілька родовищ. Руда одного з них (узята для досліджень) має наступний середній склад по основних компонентах , %: Al2О3 - 48,08; SiO2 – 18,90; TiO2 – 1,26; Fe2O3 – 7,71. Кремнієвий модуль цієї руди складає 2,53 (практично один з найнижчих для використовуваних в світі бокситів). Крім того, вона містить мінімальну кількість супутніх домішок, таких як цирконій, марганець, калій та ін. Це значно знижує витрати на виробництво глинозему. У гірничо-металургійному комплексі Нігерії для виробництва глинозему використовується класичний байер-процесс. Технологічна схема цього процесу представлена на рисунку. Схема процесу Баєра
Процес складається з наступних технологічних переділів: помел; вилуговування; осадження червоного шламу; розкладання розчину алюмінату; фільтрація гідрата оксиду алюмінію; сушка і прожарення гидрооксида алюмінію з отриманням глинозему; випаровування інших розчинів і отримання сухих речовин.
Основним етапом отримання глинозему з бокситової руди є витягання з неї гідроокису алюмінію.
Він заснований на наступній хімічній властивості гідрата окислу алюмінію:
кристалічний гідроокис алюмінію, що входить до складу бокситу, добре розчиняється при високій температурі в розчині їдкого натра (каустичному лугу, NAOH),высокой концентрації, а при пониженні температури і концентрації розчину знов кристалізується.
Даремні для отримання алюмінію речовини, що входять до складу бокситу (так званий, баласт) не переходять при цьому в розчинну форму
або перекристаллизовываются і випадають в осад до того, як проводиться кристалізація гідроокису алюмінію.
Тому після розчинення гідроокису алюмінію баласт може бути відокремлений і видалений у відвал. Очищений від сторонніх домішок розчин гідроокису алюмінію в лузі (що є, в основному, розчин алюмінату натрію NaAlO2 піддається кристалізації. З цією метою концентрація лугу і температура розчину знижуються до певних значень, що є оптимальними для отримання кристалічного гідроокису алюмінію.
Кристалізація істотно прискорюється, якщо в розчині вже присутні кристали гідроокису алюмінію достатньої великої (зародки). Тому на цьому етапі в розчин спеціально вводять певну кількість дрібнокристалічного гідроокису алюмінію, звану приманкою.
Після достатнього ступеня кристалізації проводиться відділення твердого гідроокису від розчину.
Глинозем (Al2O3) виходить з гідроокису алюмінію (Al(ВІН) 3)
прожаренням в печах останнього (кальцинацією) для видалення зв'язаної води.Для вилуговування використовується автоклавная схема.
Метою подальших досліджень є розробка трубчастого вилуговування дешевшого по апаратурному оформленню.

ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНІ ТРУБЧАСТІ ВИЛУГОВУВАЧІ.

Вилуговування при температурі більше 280°С прийнято називати високотемпературним. Автоклавноє високотемпературне вилуговування не знайшло поширення із-за дорожнечі автоклавів, що працюють при тиску 60-100 атм. Високотемпературне вилуговування зачало поширюватися тільки після розробки установки трубчастого вилуговування, в якій вилуговування відбувається при русі пульпи в трубі великої довжини (до 1 км.). Довжина труби визначається продуктивністю і часом витримки. Нагрів здійснюється за рахунок теплообміну за принципом "труба-в-трубі" (основна труба поміщена в іншу трубу). Теплоносій (гаряча пара або варена пульпа) рухається в міжтрубному просторі.

Переваги трубчастого вилуговування перед автоклавним наступні:
  1. простота, оскільки для його виготовлення використовуються серійні труби високого тиску, а не товстостінні судини з нержавіючої сталі, що проектуються і виготовляються по спеціальному замовленню;
  2. відсутність необхідності в перемішуючих пристроях: тут пульпа перемішується за рахунок турбулентності, рухаючись по трубах малого перетину;
  3. для нагріву пульпи служить майже вся поверхня труби, а не тільки поверхня теплообмінних трубок, як це має місце в автоклавах.
До недоліків трубчастого вилуговувача можна віднести наступні:
  1. Велика площа розміщення труби (але вона може бути скорочена, якщо трубу розташовувати на декількох рівнях);
  2. трудність очищення внутрішніх поверхонь від опадів; в даному випадку малоприйнятним є механічний спосіб очищення і переважно використовується хімічна очистка за допомогою спеціальних реагентів; але це здорожує виробництво і викликає екологічні проблеми.

Література

  1. Уткин Н.И. Металлургия цветных металлов -М. :Металлургия, 2000
  2. Лайнер Ю.А. Комплексная переработка алюминийсодержащего сырья М.: Наука, 1982
  3. Борисоглебский Ю.В., Галевский Г.В. И др. Металлургия алюминия -Новосибирск :Наука, 1999
  4. Нойман Э. Происхождение и развитие сознания [Текст] : пер. с англ. - М.: Реал-бук, 1998. - 462 с.
  5. Пожуєв В.І., Іващенко В.І., Червоний І.Ф., Грицай В.П. Металургія кольорових металів. Часитина І. Сировинні ресурси і виробництво

Зауваження

Під час здачі даного реферату магістерська робота ще не була завершена. Остаточне завершення - грудень 2011 року. Можливі зміни в тексті даного реферату.
ДонНТУ > Портал магистров ДонНТУ | Про автора | Бібліотека | Посілання | Індивідуальний розділ