Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Минералогический и химический состав определяют вскрываемость (извлечение Аl2O3 из боксита); расход щелочи; температуру, время выщелачивания; концентрацию Na2Oк растворов; способ переработки боксита; строение, плотность, твердость, влажность боксита и т. д.
Твердость боксита определяет энергозатраты на дробление и измельчение боксита. Бокситы с малой твердостью возможно дробить/измельчать в одну стадию, более твердые — в две стадии.
Влажность влияет на процесс измельчения и на транспортировку боксита в зимний период. Бокситы с повышенной влажностью могут забивать оборудование (дробилки, грохота и т. д.) за счет налипания бокситовой массы на рабочие поверхности. Из-за смерзания значительно усложняется разгрузка боксита из железнодорожных вагонов. Боксит смерзается в большие монолитные куски, разгрузка и дробление которых требует ручного труда.
Химический состав определяет качество боксита, кремниевый модуль, расход боксита на производство 1 т глинозема, потери щелочи на 1 т глинозема, способ переработки боксита, выход красного шлама, условие хранения и перевозки бокситов.
Хорошо вскрывающимися бокситами считаются такие, извлечение из которых глинозема в раствор близко или равно теоретическому:
где ηт — теоретическое извлечение глинозема (теоретический выход); Аl2О3(Б), SiO2(Б) — содержание компонентов в боксите, % (по массе); Y — число молей SiO2, связывающихся с 1 молем Аl2O3 в составе красного шлама.
Теоретическое извлечение глинозема показывает отношение количества глинозема, перешедшего за определенный промежуток времени в раствор, к его количеству в исходном боксите.
Для расчета фактического извлечения глинозема исходят из условия, что Fе2O3 боксита при выщелачивании полностью остается в твердой фазе. В этом случае химическое извлечение (фактический выход) Аl2O3 в раствор при выщелачивании или степень извлечения рассчитывается по формуле
Применительно к маложелезистым бокситам более точные результаты получаются при подсчете извлечения не по Fе2O3, а по SiO2.
Химический выход — ниже теоретического, так как в остатке после выщелачивания (красном шламе) всегда содержится некоторое количество невыщелоченного глинозема в виде гидроксидов, корунда, алюмоферрита и т. д.
Вскрываемость боксита в основном определяется его минералогическим составом, строением и плотностью породы, а также наличием примесей. Указанные факторы обусловливают разницу между теоретическим и фактическим извлечением Аl2O3 в раствор. Эта разница обычно составляет от 2 до 8 %.
Диаспоровые бокситы относятся к наиболее трудно вскрываемым, гиббситовые — к наиболее легко вскрываемым.
По химической активности гидроксиды и оксиды алюминия располагаются в следующей последовательности:
гиббсит (гидраргиллит) → бемит → диаспор → глинозем → корунд.
С этим связана технология переработки бокситов, в частности выбор условий выщелачивания. Нижняя температура выщелачивания гиббситовых бокситов определяется тем, что гиббсит хорошо растворяется в щелочном растворе при температуре 95-105 °С и Nа2Oк = = 100-200 г/л (при атмосферном давлении), бемит — при 150-230 °С и Nа2Ок = 200-250 г/л (Ри = 1,4-2,9 МПа), а диаспор растворяется при температуре 230-240 °С и Nа2Oк = 250-300 г/л (Ри = 2,8-3 МПа).
Плотные, яшмовидные бокситы, которые почти не имеют пор, выщелачиваются значительно медленнее рыхлых, пористых руд. Установлено, что органические примеси боксита (растворимые в бензоле) снижают выщелачиваемость диаспоровых бокситов, что, по-видимому, связано с их обволакивающей способностью. Вредное влияние этих примесей может быть устранено повышением дозировки извести.
Вес шлама, который образуется после выщелачивания боксита, определяется по формуле
где Q(Б) — количество боксита, поступившего на выщелачивание; Fe2O3 - содержание Fе2O3 в боксите и шламе соответственно.
Выход красного шлама η определяется по формуле
