» » Классификация щелочных способов производства глинозема
03.12.2015

Щелочные способы получения глинозема в зависимости от качества перерабатываемого сырья подразделяются на три группы:
I. Гидрометаллургические способы или гидрохимические:
1) способ Байера (Николаевский глиноземный завод);
2) гидрохимический — способ Пономарева-Сажина;
3) способ химического обогащения сырья.
II. Пирометаллургические способы:
1) способ спекания бокситов на основе 2- и 3-компонентной шихты (Бокситогорский алюминиевый завод);
2) способ спекания красных шламов на основе 3- и 4-компонентной шихты;
3) способ спекания нефелинов (Ачинский и Пикалевский алюминиевый завод);
4) спекание бесщелочного алюмосиликатного сырья на основе получения саморассыпающихся спеков;
5) предварительная термическая обработка сырья (бокситов, алунитов).
III. Комбинированные способы:
1) способ Байер-спекание (параллельный вариант) (Богословский и Уральский алюминиевые заводы);
2) способ Байер-спекание (последовательный вариант) (Павлодарский глиноземный завод);
3) Байер-гидрохимические способы.
В связи с расширением сырьевой базы глиноземной промышленности за счет использования низкокачественного сырья становится актуальной проблема его количественного и качественного минералогического анализа. Это вызвано тем, что вещественный состав руды даже одного месторождения отличается по содержанию основных минералов и примесных соединений. Для правильной технологической оценки такого сырья необходим физико-химический анализ не только исходных продуктов, но и химических соединений, образующихся в результате взаимодействия их со щелочно-алюминатными растворами. На основании полученных данных и ранее изученных закономерностей можно составить подробную картину поведения всех минералов сырья на разных стадиях технологического процесса, что позволяет выяснить причины потерь ценных компонентов и изыскать пути повышения эффективности их извлечения.
Традиционным сырьем для получения оксида алюминия являются бокситы. Бокситы каждого месторождения имеют свои особенности, на основании которых корректируются технологическая схема и технологический регламент их переработки. Поэтому особое значение имеют комплексные исследования по разработке научных принципов переработки различных видов бокситового сырья. Обычный химический анализ не дает сведений о вещественном составе бокситов и не объясняет его поведения в технологических переделах. Между тем различные минералы кремнезема, алюминия, железа в процессах глиноземного производства ведут себя по-разному. Корунд и алюмогетит составляют так называемые естественные потери глинозема. К ним примыкают некоторые алюмосиликаты (хлориты и слюды). Распределение оксида железа между гематитом, сидеритом, гетитом, аморфным кристаллогидратом железа и магнетитом будет влиять на процесс обескремнивания и сгущения.
Уже на уровне исследования любого вида сырья результаты петрографического, химического и рентгеноструктурного анализа, а также данные о процессах формирования горных пород позволят оценить возможность применения к ним уже известных или новых технологий. Существует возможность изучить варианты предварительного обогащения низкокачественного сырья с получением кондиционных продуктов и дальнейшей их переработкой с созданием эффективных малоотходных технологий. Бокситы исследуются теми же методами, что и другие горные породы и руды. Для общей оценки качества бокситов необходимо производить полный химический анализ. Качественное изучение минералогического состава боксита и продуктов его переработки может быть проведено с помощью микроскопического, ИК-спектроскопического, термического, электронно-микроскопического, фазового химического и рентгеновского методов, равно как и окрашиванием органическими красителями. Окрашивание органическими красителями используется как метод изучения глинистых пород. Этот метод основан на способности органических красителей менять цвет в зависимости от прочности закрепления его на поверхности глинистых минералов различного строения.
Существует количественный минералогический анализ бокситов, для которого используют термические методы, метод фазового химического анализа, рентгеновский и иногда оптические методы. Термический метод дает возможность определять содержание небольшого числа минералов при условии четкого выявления начала и конца термического эффекта. Точность данного метода 5-10 %. Поскольку гиббсит, диаспор, бемит, каолинит и кварц являются основными породообразующими минералами бокситов, впервые данный метод был применен к ним. Таким образом, располагая данными минералогического анализа, можно составить подробную картину поведения всех минералов перерабатываемого сырья на разных стадиях технологических переделов и изучить влияние на них исходного вещественного состава боксита.