» » Скорость выщелачивания боксита по способу Байера
24.04.2015

Скорость выщелачивания боксита (процентный выход окиси алюминия за определенный промежуток времени) зависит как от внешних факторов (таких как температура выщелачивания и концентрация Na2Oк в оборотном растворе), так и от свойств самого боксита — от минералогической природы входящих в его состав полиморфных разностей гидроокиси алюминия, от степени их дисперсности и от строения боксита.
Прямым следствием повышения температуры является ускорение процесса выщелачивания (рис. 8, кривые I—III). Обусловливается это главным образом непосредственным влиянием повышения температуры на скорость растворения окиси алюминия, а также тем, что, как это следует из диаграммы состояний для системы Na2O — Al2O3 — H2O, с повышением температуры растет и растворимость окиси алюминия в растворе едкой щелочи; в итоге по отношению к более высокой температуре данный оборотный раствор оказывается более удаленным от равновесного состояния, т. е. характеризуется меньшей степенью насыщения окисью алюминия, а следовательно, и большей скоростью ее растворения.
Скорость выщелачивания боксита по способу Байера

Понижение действующей (активной) концентрации едкой щелочи в оборотном растворе влияет аналогично понижению температуры, т. е. приводит к замедлению процесса выщелачивания (рис. 8, кривые IV, V).
Активность взаимодействия различных полиморфных разновидностей окиси и гидроокиси алюминия с растворами едкой щелочи убывает в следующем порядке; гидраргиллит→бемит→диаспор→корунд.
Практически это заключается в том, что для каждой из указанных разновидностей существуют свои температуры начала активного взаимодействия с раствором едкой щелочи, причем температуры эти возрастают в последовательности, указанной выше. Из изложенного следует, что каждому бокситу в зависимости от его минералогической природы присуща своя минимальная температура, ниже которой скорость выщелачивания становится слишком малой с точки зрения требований практики. Для диаспоровых и бемитовых бокситов эти температуры требуют применения автоклавной аппаратуры и составляют при обычных в настоящее время концентрациях оборотных растворов порядка 250—300 г/л Na2Oк около 225—230° для бемито-диаспоровых бокситов и около 160—170° для бемитовых. Гидраргиллитовые бокситы могут при этих концентрациях выщелачиваться и при атмосферном давлении.
В условиях современного аппаратурного оформления процесса Байера предпочитают, однако, работать в области значительно более высоких температур, чем указанные минимальные, так как это обеспечивает, помимо ускорения процесса выщелачивания, снижение каустического модуля алюминатного раствора.
Исследования показывают, что температура выщелачивания диаспоровых бокситов при 240° обеспечивает получение раствора с αк=1,5, a при 260° — 1,4.
Роль крупности глиноземных минералов боксита определяется тем, что переход окиси алюминия в раствор происходит с поверхности минерала, а потому скорость перехода зависит от величины этой поверхности.
Роль строения боксита связана с наличием в нем других, помимо гидроокиси алюминия, минералогических составляющих, иногда обволакивающих частицы гидроокиси алюминия непроницаемой или частично проницаемой для растворителя пленкой. Этим создается чисто физический барьер, изолирующий гидроокись алюминия от раствора едкой щелочи и тем самым препятствующий ее растворению. Чтобы повысить скорость выщелачивания боксита при наличии такого рода оболочек, необходимо их разрушить. Показано, в частности, что если в образовании указанных оболочек принимает участие двуокись титана, они теряют свою прочность под воздействием гидроокиси кальция вследствие образования титанатов кальция. На этом основана, по-видимому, интенсифицирующая роль добавок извести при выщелачивании некоторых диаспоровых бокситов, скорость выщелачивания которых в отсутствие извести слишком низка.