13.8.3.1 Производство глинозема

Сущность производства глинозема заключается в отделении гидроокиси алюминия от других минералов. Это достигается применением ряда сложных технологических приемов: перевод глинозема в растворимую соль (алюминат натрия), отделение ее от остальных компонентов руды, осаждение из ее растворов гидроксида алюминия и кальцинация последнего. Метод выделения глинозема из руды зависит от ее состава. Эти методы подразделяются на химико-термические, кислотные и щелочные (гидрометаллургические). Наиболее распространенным методом получения глинозема является метод Байера (мокрый метод, метод выщелачивания). В основе этого метода лежит обратимый процесс взаимодействия гидратированного оксида алюминия с водным раствором гидроксида натрия с образованием алюмината натрия. Метод применим для выделения глинозема из бокситов с малым содержанием оксида кремния. Процесс выделения глинозема по методу Байера состоит из следующих операций:

1) дробление боксита и мокрый размол его в среде оборотного щелочного раствора с образованием пульпы;

2) выщелачивание оксида алюминия оборотным раствором гидроксида натрия;

3) разбавление- самоочищение при добавлении к пульпе воды с образованием нерастворимого гидратированного алюмината натрия;

4) фильтрование раствора алюмината натрия, отделение и промывка красного шлама;

5) декомпозиция раствора алюмината натрия (самопроизвольно протекающий процесс гидролиза алюмината натрия);

6) сгущение пульпы с последующим отделением гидроксида алюминия на вакуум-фильтре и классификация полученного продукта с выделением основной фракции;

7) упаривание маточного раствора до образования оборотного щелока;

8) каустификация образовавшегося карбоната натрия гидроксидом кальция и возвращение образовавшегося белого шлама в технологический процесс;

9) кальцинация (обезвоживание) гидроксида алюминия при 1200⁰С.

Полученный по методу Байера глинозем представляет смесь α – модификации (корунд) и γ – модификации оксида алюминия.

Принципиальная схема производства алюминия

ПЛАВИКОВЫЙ ШПАТ

АЛЮМИНИЕВАЯ РУДА

УГЛЕРОДИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ

СВЯЗУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

обогащение производство дозировка

глинозема и смешение

КОНЦЕНТРАТ

УГЛЕРОДИСТАЯ МАССА

п

ГЛИНОЗЕМ

роизводство

к риолита и фто-

р истых солей прессование формовка

ЭЛЕКТРОДЫ И БЛОКИ

АНОДНАЯ МАССА

NА₃АlF₆; АlF₃; NАF

ТЕХНОЛОГИ-

ЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

и обжиг

Электролитическое

получение алюминия

АЛЮМИНИЙ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ

АЛЮМИНИЙ ТОВАРНЫЙ

Рафинирование