» » Тонина помола боксита
03.12.2015

Выщелачивание — гетерогенный процесс, который характеризуется взаимодействием реагентов на поверхности раздела фаз жидкое/твердое.
Скорость растворения минералов алюминия в щелочном растворе при высоких температурах можно описать уравнением
Тонина помола боксита

где Снас — концентрация насыщенного раствора данным веществом; S — поверхность раздела фаз; С — концентрация растворенного вещества; К — коэффициент растворения, прямо пропорциональный коэффициенту диффузии D и обратно пропорциональный толщине диффузного слоя δ.
При выщелачивании боксита С обозначает концентрацию Аl2O3 при заданной температуре выщелачивания в данный момент времени, а Снас — концентрацию насыщенного раствора при той же температуре.
Из уравнения (4.12) следует, что скорость выщелачивания прямо пропорциональна поверхности соприкосновения боксита с раствором S. С измельчением боксита растет его удельная поверхность, что ускоряет процесс выщелачивания. При измельчении руды важно разрушить сростки между зернами различных минералов — растворимыми и нерастворимыми — это также увеличивает поверхность взаимодействия с раствором.
Для выщелачивания бокситов с плотной структурой требуется более тонкий помол, чем для выщелачивания рыхлых бокситов, которые имеют много пор и трещин, куда проникает растворитель под действием капиллярных сил. Кроме того, в некоторых бокситах зерна алюминиевых минералов покрыты тонкой пленкой примесей, которая не реагирует с оборотным раствором, и в этом случае выщелачивание Аl2O3 протекает только за счет диффузии растворителя через эти пленки. Для таких бокситов тонкий помол особенно важен для разрушения данных пленок.
Недостаточная тонина помола может привести к значительному снижению извлечения глинозема.
По мнению С.И. Кузнецова, при выщелачивании бокситов в заводских условиях решающее значение принадлежит диффузии.
Следует учитывать, что с увеличением степени измельчения уменьшается производительность мельниц; при значительном переизмельчении сырья замедляется осаждение частиц полученного красного шлама, что в свою очередь ведет к уменьшению производительности сгустителей и промывателей.
В табл. 4.1 приведены данные о влиянии тонины помола на извлечение Аl2O3 из диаспор-бемитовых бокситов СУБРа при выщелачивании их при t = 205 °С, время выщелачивания 3 часа.
Тонина помола боксита

Л.Ф. Вербов предложил уравнение, описывающее кинетику выщелачивания диаспоровых бокситов в зависимости от крупности частиц исходного материала:
Тонина помола боксита

где r0 — начальный радиус частички; ε — извлечение Аl2O3 в момент времени τ; k — постоянный коэффициент.
Графическая проверка установленной зависимости (рис. 4.4) показала, что она хорошо соответствует кинетике процесса выщелачивания североуральских и греческих бокситов.
Для каждого боксита оптимальная тонина помола должна устанавливаться экспериментальным путем: грубый помол приводит к недоизвлечению глинозема, слишком тонкое измельчение обусловливает ухудшение седиментационных свойств красного шлама.
Тонина помола боксита

Рыхлые, пористые бокситы не требуют тонкого помола. Извлечение Аl2O3 из них остается на одном и том же уровне для частиц различной крупности. При выщелачивании высококремнистых бокситов, содержащих заметные количества каолинита и шамозита, кинетика разложения руды усложняется.
Смирновым, Мироновым и Пазухиным определены три периода взаимодействия указанных минералов со щелочными и алюминатными растворами. Эти взаимодействия соответствуют кинетической, смешанной и диффузионной областям протекания процессов химического растворения каолинита и шамозита с последующей кристаллизацией из растворов ГАСН. Следовательно, интенсификация первого периода выщелачивания высококремнистых бокситов в большей степени зависит от температурных условий, чем от степени измельчения руды и гидродинамического режима процесса. Тонкий помол боксита необходим в тех случаях, когда алюминийсодержащие минералы породы покрыты пленками примесей, не реагирующих с оборотным раствором.