» » Технологическое оформление передела декомпозиции
03.12.2015

Отделение декомпозиции включает в себя следующие основные технологические узлы:
1) охлаждение алюминатного раствора и нагрев маточного раствора;
2) разложение алюминатного раствора с кристаллизацией гидроксида алюминия;
3) отделение кристаллов гидроксида от маточного раствора;
4) узел классификации кристаллического гидроксида алюминия;
5) приготовление затравочной пульпы — мелкодисперсного гидроксида;
6) приготовление продукционной пульпы.
Технологическая схема декомпозиции алюминатных растворов представлена на рис. 8.7.
Охлаждение алюминатного раствора и нагрев маточного раствора. Отфильтрованный алюминатный раствор насосами подают в вакуум-охладительные установки и пластинчатые теплообменники.
Тепло охлаждаемого алюминатного раствора используют для нагрева маточного раствора. Охлажденный алюминатный раствор поступает в баки, откуда его насосами качают в головные аппараты батарей декомпозеров, туда же подают затравочную пульпу.
Часть охлажденного алюминатного раствора направляют на репульпацию кека затравочных фильтров для получения затравочной пульпы.
Кристаллизацию гидроксида из алюминатно-щелочных растворов осуществляют в аппаратах — декомпозерах, соединенных последовательно в батареи декомпозеров.
При движении пульпы от первого декомпозера к последнему идет процесс кристаллизации гидроксида из раствора. Для увеличения скорости процесса в первых пяти декомпозерах ведут интенсивное охлаждение пульпы с помощью водяных рубашек, смонтированных на транспортных и перемешивающих аэролифтах. Частичное охлаждение пульпы идет через корпус декомпозеров.
Технологическое оформление передела декомпозиции

Пульпа из конуса последнего декомпозера по разгрузочному трубопроводу поступает в гидросепараторы I ступени, где происходит классификация и сгущение. Нижний продукт гидросепараторов, содержащий наиболее крупные фракции, направляют в мешалки продукционной пульпы. Слив гидросепараторов I стадии направляют на сгущение в гидросепараторы II стадии, пески из которых направляют на фильтрацию, а слив — в сгустители на осветление маточного раствора. Слив сгустителей и фильтрат смешивают и направляют на выпарку. Пески сгустителей направляют на фильтрацию вместе с песками гидросепараторов II стадии.
Существует схема с одностадийной классификацией гидроксида в сепараторах. При этом часть песков сепаратора направляют в продукционную мешалку, а часть — в затравочную.
Приготовление затравочной пульпы. Пески сгустителей и часть песков гидросепараторов смешивают в сборной мешалке, откуда насосами подают в корыта барабанных вакуум-фильтров. Фильтрат направляют в бак маточного раствора, а кек с фильтров репульпируют алюминатным раствором и полученную затравочную пульпу качают в головные аппараты батарей декомпозеров.
Для корректировки затравочной поверхности в головные деком-позеры подают мелкодисперсную (активную) затравку.
Периодическое изменение дисперсности гидроксида алюминия при разложении алюминатных растворов. В глиноземных цехах постоянно наблюдается интересное явление периодического повышения и понижения крупности гидроксида алюминия, выделяющегося из алюминатных растворов.
Измельчение или укрупнение гидроксида наступает примерно через два месяца и продолжается несколько недель. Пример периодического изменения дисперсности на БАЗе представлен на рис. 8.8.
При повышенных температурах и достаточно больших количествах затравки рост кристаллов преобладает над образованием новых зародышей. Поэтому частицы гидроксида укрупняются от цикла к циклу. Это происходит потому, что за время разложения растворы остаются сравнительно слабо пересыщенными. Укрупнение гидроксида и, следовательно, затравки вызывает измельчение гидроксида, т. е. становится преобладающим образование новых зародышей.
Технологическое оформление передела декомпозиции

По мере измельчения удельная поверхность гидроксида увеличивается, и при использовании ее в качестве затравки снова начинает преобладать простой рост кристаллов. При этом образование новых зародышей полностью прекращается: фракция -20 мкм исчезает и появляется только через несколько циклов; образование новых зародышей происходит периодически.
Таким образом, укрупнение и измельчение гидроксида являются следствием поочередного преобладания простого роста кристаллов и образования новых зародышей.
С понижением температуры пересыщение раствора повышается, поэтому возрастает роль процесса образования новых зародышей. Периодичность образования зародышей исчезает, поэтому колебания дисперсности гидроксида сглаживаются и затем полностью прекращаются.
Чрезмерное понижение температуры приводит к тому, что образование новых зародышей становится преобладающим над простым ростом кристаллов. В этих условиях гидроксид измельчается от цикла к циклу, поэтому сильно уменьшать температуру не следует.
Когда затравкой служит мелкая неотмытая фракция, то вместе с ней в исходный раствор попадает сравнительно много увлеченного ею маточного раствора; поэтому каустическое отношение исходного раствора заметно повышается и, следовательно, уменьшается его пересыщение, что еще больше затрудняет образование новых зародышей.
Крупнозернистая затравка удерживает меньше маточного раствора (маточника). При введении ее в алюминатный раствор каустическое отношение повышается слабее, чем при введении мелкой затравки. В этом случае раствор разлагается при большем пересыщении, что благоприятствует образованию новых зародышей.
С повышением числа частиц затравки скорость их роста уменьшается, вследствие чего замедляется укрупнение гидроксида от цикла к циклу. При больших количествах затравки укрупнение гидроксида не может привести к уменьшению удельной поверхности кристаллов затравки до таких пределов, при которых образуется много высокодисперсной фракции гидроксида.
Охлаждение алюминатного раствора. Алюминатный раствор с участка выщелачивания поступает на вакуумно-охладительную установку и пластинчатые теплообменники. Часть алюминатного раствора, охлажденного до температуры 70—75 °С, направляется на репульпацию мелкой затравки для первой стадии декомпозиции. Алюминатный раствор, охлажденный до температуры 60—65 °С, направляют на приготовление крупной затравки для второй стадии декомпозиции.
Декомпозиция. Первая стадия декомпозиции — агломерация — осуществляется в двух декомпозерах емкостью 1800 м3 (возможно последовательное соединение декомпозеров с последующим разделением пульпы на две батареи). На первую стадию декомпозиции подается «мелкая» затравка.
Пульпа с первой стадии поступает в головные декомпозеры второй стадии, в которые подается «крупная» затравка, с содержанием твердой фазы 700-800 г/л.
Далее пульпа проходит через две батареи декомпозеров емкостью 1800 м3 и из хвостовых декомпозеров поступает в первый из пяти декомпозеров емкостью 3500 м3 с механическим перемешиванием .
Из последнего декомпозера емкостью 3500 м3 часть гидратной пульпы (или гидроксидной пульпы) направляется в гидросепараторы, остальная — в сборники гидратной пульпы либо в корыто дискового фильтра.
Классификация. Слив из гидросепараторов через распределительную коробку поступает в сгустители и в сборники гидратной пульпы. Пески сгустителей самотеком поступают в мешалку. Из мешалки пульпу качают в сборники гидратной пульпы.
Пески из гидросепараторов поступают в мешалку, откуда часть пульпы поступает в питающий стакан гидроклассификатора.
Для получения пульпы с содержанием твердой фазы ~ 400 г/л в питающий стакан гидроклассификатора для снижения концентрации твердой фазы до 400 г/л подают фильтрат с фильтра Д00-100 (возможно использование мешалки для приготовления пульпы питания гидроклассификатора). В конус гидроклассификатора подается маточный раствор (~ 50-80 м3/ч), что обеспечивает вымывание мелких частиц гидроксида.
Пески из гидроклассификатора с содержанием 700-750 г-тв/л направляются в продукционную мешалку, далее — на кальцинацию. Количество песков соответствует наработке гидроксида в батареях.
Слив из гидроклассификатора самотеком поступает в распределительную коробку, далее — в сгустители. В сгустителе поток соответствует количеству мелкой затравки, остальная пульпа с коробки распределяется между сгустителями. Пески из сгустителей поступают в мешалку. Из мешалки пульпа подается на фильтр БОУ-40 для фильтрации «мелкой» затравки, кек с которого репульпируют алюминатным раствором и направляют на I стадию декомпозиции.
Слив из всех сгустителей и фильтрат с фильтров БОУ-40 направляют в бак маточного раствора. Фильтрат с фильтра ДОО-100 через промежуточную мешалку направляют в питающий стакан гидроклассификатора.
Режимные параметры декомпозиции. Ориентировочные параметры декомпозиции и работы батареи декомпозеров представлены в табл. 8.1 и табл. 8.2 соответственно.
Технологическое оформление передела декомпозиции
Технологическое оформление передела декомпозиции