Навигация
Виды сырья для получения алюминия и требования к ним
53910
знаков
2
таблицы
0
изображений
1.2 Виды сырья для получения алюминия и требования к ним
Глинозем АI2Оз является основным исходным материалом в производстве алюминия. Рудной базой для производства глинозема служат преимущественно бокситы, а также нефелины, алуниты и некоторые другие глинозёмсодержащие руды.
Можно назвать несколько определяющих требований к качеству глинозёма:
- повышенная скорость растворения в электролите и достаточная адсорбционная (поглащающяя) активность поверхности относительно летучих фтористых соединений;
- хорошая текучесть при возможно меньшем пылении;
- удовлетворительные теплофизические свойства.
В промышленных условиях следует стремиться к максимальному совмещению этих свойств в используемом глинозёме.
Также глинозем подразделяется на следующие типы:
- мучнистый (пылевидный);
- с пониженной степенью кальцинации (слабопрокаленный);
- песчаный (крупнозернистый).
Второй тип глинозема производится для некоторых отечественных предприятий с учетом использования его в установках «сухой» очистке газа.
Скорость растворения являются наиболее значимым показателем качества глинозёма. Промышленный опыт показывает, что узкий диапазон частиц глинозёма +45-100 мкм со сдвигом крупности ближе к 100 мкм И содержание a-А12Оз не более 10% (остальное 'У- А12Оз) обеспечивают хорошую смачиваемость и удовлетворительную скорость растворения глинозёма в электролите.
Это достигается за счёт большого содержания в глинозёме частиц y-АI2Оз, имеющих развитую ультрапористую структуру, достаточно большую удельную поверхность (более 60-80 м2/г), определённую методом гелиевой адсорбции или сокращенно «по БЭТ», и высокую степень насыщения структуры не скомпенсированными химическими связями. Особенно велико их химическое сродство к фтору, что и придаёт им свойства повышенной растворимости в электролите. Химическое сродство глинозёма· к фтору проявляется также в эффективном улавливании фтористых соединений в сухой газоочистке.
Не менее важным свойством глинозёма является его способность образовывать устойчивую корку на поверхности электролита. Мягкая, но достаточно плотная корка с хорошим сцеплением частиц образуется при использовании глинозёма с теми же характеристиками по содержанию a-А12Оз и класса менее 45 мм, которые указаны выше для песчаного глинозёма.
Такая корка хорошо пропитывается электролитом и содержит больше глинозёма, легче поддаётся разрушению при обработке электролизёров и при ударе пробойника АПГ, чем корки, образующиеся при использовании мучнистого глинозёма. Следует также отметить, что устойчивая корка образуется при условии, когда глинозем хорошо смачивается электролитом. Мучнистый глинозём, в отличие от песчаного, смачивается значительно хуже, и корка состоит преимущественно из застывшего электролита, поверх которого находится глинозём. Прочность такой корки очень высока.
Теплопроводность и объёмная плотность глинозема играют большую роль в тепловом балансе электролизёра, в том числе в регулировании тепловых потерь через глинозёмную засыпку или укрытие анодного массива у электролизёров ОА, в поддержании стабильного уровня электролита и защите боковых поверхностей анода от окисления.
Текучесть глинозёма определяется в основном гранулометрическим составом материала, а также содержанием в нём а- АI2Оз. Материалом с хорошей текучестью можно считать глинозём с пониженной степенью прокалки. Он имеют крупность зерна более 45 мкм, высокую степень однородности гранулометрического состава и угол естественного откоса 30-400. Однако в наибольшей степени требованию высокой текучести удовлетворяет песчаный глинозем, содержащий фракцию < 45 мкм не более 10% и а- А12Оз в пределах 5%, с углом естественного откоса менее 350.
Глинозёмы со слабой текучестью и углом естественного откоса >40-450 комкуются при контакте с электролитом. Образовавшиеся комки обволакиваются электролитом и, имея больший удельный вес, оседают через границу металл-электролит, образуя осадок.
Кроме того, на электролизёрах ВТ глиноземы с плохой текучестью при перемещении анода зависают, образуя пустоты, но которым воздух проникает до боковых граней анода и окисляет их. Однако если текучесть глинозема будет слишком велика, то надежное укрытие анодов будет затруднено, что особенно важно для электролизёров с обожженными анодами.
Потери глинозема за счет уноса с анодными газами в виде пыли зависят, главным образом, от его гранулометрического состава (от содержания фракции менее 10-20 мкм), от технологии обработки электролизёров, настройки АПГ и частоты анодных эффектов. Суммарные потери мучнистого глинозёма составляют 17-25 кг/т алюминия, что на ~ 10-15 кг/т выше по сравнению с результатами для песчаного глинозёма.
В глинозёме, используемом для производства алюминия, должно содержаться минимальное количество соединений железа, кремния, тяжелых металлов с меньшим потенциалом выделения на катоде, чем алюминий, т.к. они легко восстанавливаются и переходят в катодный алюминий. Нежелательно также присутствие в глинозёме избытка оксидов щелочных металлов, поскольку они вступают во взаимодействие с фтористым алюминием электролита по реакции
3 Na20 + 2 АlFз = 6 NaF + Аl2Оз
разлагают его и тем самым нарушают установленное криолитовое отношение. Для восстановления к.о. требуется корректировка электролита фтористым алюминием, что удорожает стоимость первичного алюминия. В случае содержания Na20 в глинозёме 0,3 % и более при работе на кислых электролитах начинается наработка излишнего количество электролита, который необходимо периодически сливать из ванны.
Для расчёта количества АIFз (Сфа, кг), требуемого для корректировки электролита, можно пользоваться формулой И.П. Гупало
Сфа = 2 т (К1-К2) /С (2 + Ю)К2
где: К1 и К2 - к.о. электролита соответственно до и после корректировки; т - масса корректируемого электролита, кг; С - содержание АIFз в промышленной соли фтористого алюминия, доли ед.
Эта формула с соответствующими коэффициентами на состав сырья, срок службы электролизёра, температуру электролита JI др. служит основой существующих методик расчета корректирующей дозы фтористого алюминия.
По химическому составу глинозём должен соответствовать приведенным в ГОСТ 30558-98 «Глинозём металлургический».
Боксит является лучшим и во всем мире основным сырьем для получения алюминия. Его используют также для производства искусственного корунда, высокоогнеупорных изделий и для других назначений. По химическому составу эта осадочная горная порода представляет собой смесь гидратов глинозема Al O nH O с окислами железа, кремния, титана и других элементов.
Нефелин Na(AlSiO) - минерал светло-серого или зеленоватого цвета. Твердость 5.5-6. Содержит 30-40% Al O. Используют нефелин как металлургическую руду для последовательного извлечения глинозема и алюминия, а также в химической, стекольной и кожевенной промышленности.
Алунит (квасцовый камень) KAl (SO) (OH) - минерал белого, серого или красноватого цвета. Твердость 3.5-4.0. Содержит 37 % Al O. Служит для получения квасцов, глинозема и калиевых солей.
Фтористые соли
Для наплавления электролита - основной среды, в которой протекает процесс электролиза, используется криолит. Выпускаемый в промышленности технический криолит должен соответствовать требованиям ГОСТ 10561-80.
Выпускаемый отечественной промышленностью криолит отличается пониженным криолитовым модулем (т.е. пониженным отношением NaF:AIF3). Это помогает поддерживать при переплавке такого криолита достаточно низкое криолитовое отношение в электролите.
Кроме технического криолита на предприятиях, имеющих систему мокрой газоочистки, используют регенерированный криолит, который поступает в виде смеси с флотационным криолитом и носит название смешанного. Это так называемый вторичный криолит. В нём контролируют содержание фтора, натрия, серы, углерода и влаги.
В качестве основного модификатора электролита алюминиевых ванн используется соль A1F3. С помощью этой добавки компенсируются потери фтора из-за улетучивания A1F3 и поддерживается заданное криолитовое отношение. Технический фтористый алюминий должен соответствовать условиям ГОСТ 19181-78 .
Фтористый натрий применяется после пуска электролизёров как компенсация соли NaF, которая теряется в результате пропитки угольной футеровки. Эта соль выпускается согласно ТУ 113-08-586-56. В высшем сорте содержится 97%, в первом сорте - 95% NaF. На практике как Источник натрия чаще всего используют соду.
Другие добавки (фтористый кальций, фтористый магний и кальцинированная сода) выпускаются по техническим условиям, согласованным производителем и пользователем.
Похожие работы
металл лежал на складах, и его пришлось продавать себе в убыток. Остается лишь пожелать им избежать подобного развития событий. Конъюнктура мирового рынка диктует биржевые цены на цветные металлы. Фундаментально баланс спроса и предложения – а фактически производства и потребления металлов – определяет котировки, в том числе и на украинскую металлопродукцию, т. к. рынок цветного металлопроката в ...
... и красивых защитно-декоративных пленок на латунных и стальных поверхностях ювелирных изделий, корпусов наручных часов и других товаров. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Представленный реферат посвящен товароведной характеристике цветных металлов и изделий из них. В первом разделе реферата нами изучены подходы к классификации цветных металлов и какие металлы вообще относят к цветным (коротко изложим суть): Медь ...
... по миру. Если в 1900 г. в год получали около 8 тысяч тонн легкого металла, то через сто лет объем его производства достиг 24 миллионов тонн. 2. Металлические проводниковые и полупроводниковые материалы, магнитные материалы 2.1 Классификация электротехнических материалов Электротехнические материалы представляют собой совокупность проводниковых, электроизоляционных, магнитных и ...
... другая продукция. Таким образом, цветная металлургия производит продукцию, которая используется практически всеми отраслями промышленности. 5. Основные технико-экономические показатели, характеризующие добычу цветных металлов Себестоимость - совокупность материальных и трудовых затрат предприятия в денежном выражении, необходимых для изготовления и реализации. Планирование и учет ...
0 комментариев