» » Каустический модуль оборотного и алюминатного растворов
03.12.2015

Каустические модули оборотного (αоб) и алюминатного (αа) растворов оказывают существенное влияние на выщелачивание.
Поскольку в оборотном растворе содержится некоторое количество Аl2О3, то не вся каустическая щелочь участвует в извлечении глинозема из боксита, а только так называемая активная (несвязанная в алюминат), рабочая ее часть. Другая часть каустической щелочи принимает участие в извлечении глинозема из боксита с образованием алюмината натрия.
Разностью каустических модулей оборотного (αоб) и алюминатного (αa) растворов определяется содержание активной щелочи Nа2Оакт в оборотном растворе, поступающем на выщелачивание боксита:
Каустический модуль оборотного и алюминатного растворов

где Na2Ок — содержание каустической щелочи в оборотном растворе.
Эффективность оборота Эо, или количество А12О3 (г/л), которое извлекается из боксита в раствор активной частью каустической щелочи, рассчитывается по уравнению
Каустический модуль оборотного и алюминатного растворов

С увеличением каустического модуля алюминатного раствора (αа) понижается эффективность оборота. Понижая каустический модуль алюминатного раствора, можно увеличить производительность автоклавов на 20—25 %. С повышением температуры влияние каустического модуля алюминатного раствора на продолжительность процесса значительно снижается, что подтверждается данными Смирнова, представленными на рис. 4.10.
Каустический модуль оборотного и алюминатного растворов

Следовательно, повышение температуры выщелачивания в сочетании с уменьшением каустического модуля алюминатного раствора может резко интенсифицировать процесс Байера. Данное положение послужило основой для создания технологии высокотемпературного выщелачивания боксита.
Исследователями Ешупиным и Ереминым были проведены исследования влияния каустического модуля оборотного раствора на извлечение Аl2О3 из диаспоровых бокситов. Они показали, что использование при выщелачивании таких бокситов растворами с каустическим модулем оборотного раствора, равного 12 ед. по сравнению с растворами, каустический модуль которых равен 3,6 ед., позволяет увеличить химический выход Аl2О3 на 1,5 % при одновременном снижении удельного материального потока раствора на 35—40 %.
На повышение эффективности оборота в большей степени влияет снижение величины каустического модуля алюминатного раствора (αа), чем повышение каустического модуля оборотного раствора (αоб).
Даже при небольшом уменьшении αа заметно повышается эффективность оборота. Без влияния на извлечение глинозема при автоклавном выщелачивании уменьшение αа может быть легко достигнуто при повышении температуры.
С уменьшением αа повышается производительность не только выщелачивания, но и других переделов; соответственно уменьшается удельный расход пара, трудовые, амортизационные затраты.
Было установлено, что для достижения полного извлечения Аl2О3 из боксита каустический модуль в пульпе после выщелачивания должен на 0,2 превышать равновесное значение αа.
А.Н. Ляпуновым было предложено уравнение, выражающее зависимость извлечения глинозема из диаспоровых бокситов от содержания Аl2О3 в руде, концентрации раствора, ж:т пульпы, тонины помола, температуры и продолжительности выщелачивания:
Каустический модуль оборотного и алюминатного растворов

где g — относительный (в долях единиц) переход оксида алюминия из руды в раствор; V — объем щелочного раствора, взятый для выщелачивания 1 кг боксита, л; А — количество Аl2О3 в 1 кг боксита, г; а — концентрация Аl2О3 в данный момент растворения, г/л; снас — концентрация Аl2О3 в насыщенном растворе при температуре процесса, г/л; К0 — константа скорости растворения, выраженная через изменение концентрации Аl2О3 в растворе в единицу времени на 1 см2 поверхности при недосыщении раствора на 1 г/л Аl2О3 при данной температуре; S — поверхность диаспора на выщелачиваемом бокситовом порошке, приходящаяся на 1 литр раствора, см2; t — продолжительность выщелачивания, с.