Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Бокситощелочная пульпа (см. рис. 4.1) с t = 90-95 °С из отделений размола поступает в приемные мешалки сырой пульпы 1 автоклавных отделений. Из мешалок пульпа поршневыми или диафрагменными насосами 2 нагнетается, сначала в три последовательно соединенных кожухотрубных подогревателя 3 с площадью нагрева 38 м2 либо 70 м2 каждый, где пульпа подогревается паром самоиспарения сепараторов I и II ступени до t > 145 °С. Затем пульпа проходит батарею, состоящую из 8-10 автоклавов, где осуществляется окончательный нагрев ее до температуры выщелачивания 232-235 °С «острым» паром с ТЭЦ.
Буферный сосуд 9 предупреждает попадание пульпы в паропровод в случае резкого снижения давления пара с ТЭЦ.
Давление острого пара, подаваемого в батарею, — 28 кгс/см2 (2,75 МПа). Нагрев происходит только в двух первых автоклавах 4 контактным способом, в остальных 5 происходит выдержка в течение 1,5—2 часов.
Эти два первых автоклава батареи называются греющими, остальные — реакционными. Пульпа, перетекая по переточным трубам — сифонам из одного автоклава в другой, последовательно проходит все автоклавы — происходит процесс выщелачивания.
Перепад давления в батарее составляет 2,0—2,5 кгс/см2 (0,2—0,25 МПа). Из последнего автоклава батареи пульпа с t = 228—230 °С и Ри = 21,5—22,5 кгс/см2 (2,11—2,21 МПа) через игольчатый регулятор непрерывно разгружается в сепаратор I ступени. Вследствие резкого снижения давления пульпы в сепараторе до Ри = 6—12 кгс/см2 (0,59—1,18 МПа) происходит ее вскипание, образующийся при этом пар поступает на подогрев «сырой» пульпы в подогреватели. Параметры пара I ступени при 2-кратной сепарации: t = 170—190 °С и Ри = 7—11 кгс/см2 (0,69—1,08 МПа) (при 3- и 4-кратной сепарации t = 185—195 °С (см. рис. 4.2). В сепараторе поддерживается уровень 2,5—3 м. В средней части сепаратора находится решетка с отверстиями 15—20 мм для улавливания капель пульпы, уходящих с паром. Окончательная очистка пара от пульпы происходит в ловушке, находящейся в верхней части сепаратора.
После I ступени сепарации пульпа поступает на II ступень сепарации, где давление пульпы снижается до Ри = 1,6—1,7 кгс/см2 (0,16—0,17 МПа), температура — до 125—130 °С.
Пар I ступени поступает на нагрев «сырой» пульпы во 2-й и 3-й подогреватели по ходу «сырой» пульпы. Пар II ступени поступает на первый подогреватель по ходу «сырой» пульпы либо в погружной подогреватель для нагрева воды в систему промывки красного шлама. Пароконденсатная смесь 2-го и 3-го подогревателя по ходу «сырой» пульпы поступает в 1-й подогреватель. Из 1-го подогревателя пароконденсатная смесь направляется в баки горячей воды. Из сепаратора II ступени выщелоченная пульпа («вареная» пульпа) выгружается в агитатор 8. Образующийся в агитаторе пар подается на полочные подогреватели для нагрева баромводы.
Выщелоченная пульпа состоит из концентрированного алюминатного раствора с содержанием Nа2О = 290—295 г/л, Al2О3= 250—270 г/л и красного шлама, такая пульпа имеет высокую вязкость. Перед отделением твердой фазы пульпа разбавляется промводой (Nа2Ообщ = 30—50 г/л) первого ряда промывки красного шлама при интенсивном перемешивании и температуре 100—105 °С.
При разбавлении снижаются вязкость пульпы и концентрация NaOН, что приводит к снижению растворимости гидроалюмосиликата натрия. Он выпадает в осадок, в результате чего повышается кремниевый модуль раствора до 200—300 ед. — происходит очистка раствора от кремнезема. При разбавлении получается пульпа с содержанием Nа2Ообщ = 140—155 г/л и αк = 1,69—1,71. Содержание щелочи задается и выдерживается путем увеличения или уменьшения подачи промводы на разбавление и определяется автоматически по плотности разбавленной пульпы.
Уровень разбавленной пульпы в агитаторе должен быть не менее 3 метров. Регулировка его ведется путем изменения подачи пульпы и промводы в агитатор или изменением количества пульпы, подаваемой на сгущение.
Таким образом, необходимость операции разбавления сводится к снижению вязкости пульпы для увеличения скорости осаждения твердых частиц красного шлама при сгущении. Также при разбавлении происходит дополнительная очистка пульпы от кремнезема и достигается нужная степень пересыщения пульпы гидроксидом алюминия, что необходимо для последующего процесса разложения алюминатного раствора.
Питание автоклавных батарей осуществляется с помощью поршневых или мембранных насосов, которые относятся к насосам возвратно-поступательного действия.
Наибольшее осложнение при эксплуатации поршневых насосов вызывает быстрый износ деталей, которые находятся в непосредственном контакте с абразивной пульпой (поршни, штоки, клапаны). Для исключения указанных недостатков применяют мембранные или диафрагменные насосы, в которых шток и поршень работают в инертной среде (масло, вода).
Поршневые насосы в глиноземном производстве используются для нагнетания щелочной пульпы с температурой до 100 °С под давлением более 15 атм в следующих условиях:
1) питание автоклавных батарей непрерывного действия бокситовой пульпой или алюминатным раствором со взвесью шлама (операция автоклавного обескремнивания раствора);
2) питание печей спекания мокрой шихтой с распылением ее через форсунки.
В глиноземном производстве широкое применение нашли центробежные насосы, которые применяются для транспортировки различных растворов и пульп для систем непрерывного действия с давлением не выше 10 атм.
