1.2 Розрахунок технологічних потоків

Кількість випарованої води:

W = V( ); (1.35)

де W - кількість випарованої води, кг;

V - об'єм слабкого розчину, м³;

С₁ і С₂ - відповідно концентрації Na₂O у слабкому і упареному розчинах, г/дм³;

₁ і ₂ - відповідно щільності слабкого і упареного розчинів, г/дм³;

Кількість шламу при вилуговуванні бокситу:

Р_ш = Q_c ; (1.36)

де Р_ш - кількість шламу, кг;

Q_c - питома витрата сухого бокситу, кг (Fe₂O₃)_б і (Fe₂O₃)_ш - вміст , відповідно Fe₂O₃ в бокситі і шламі %;

100 - 100 %.

Об'єм алюмінатного розчину на 1 т глинозему:

V = ; (1.37)

де V - об'єм алюмінатного розчину м³;

(Аl₂O₃)_ал - концентрація Al₂O₃ у алюмінатному розчині г/дм³;

_об - розкладання алюмінатного розчину (по обіговому розчину), %;

989 - кількість оксиду алюмінію в 1 тонні глинозему, кг;

П - втрати окислу алюмінію на 1 тонну глинозему при кальцинації, кг;

100 - 100%.

Об'єм маточного розчину:

V_м = ; (1.38)

де V_м - об'єм маточного розчину, м³;

V_aл - об'єм алюмінатного розчину, м³;

(Na₂O)_aл і (Na₂O)_м - концентрація Na₂O у алюмінатному і маточному розчині, г/дм³.

Другий варіант розрахунку об’ємів алюмінатного і обігового розчину на 1 т глинозему з використанням лужного потоку (N):

N = ; (1.39)

V_ал = , (м³/т Al₂O₃); (1.40)

V_об = , (м³/т Al₂O₃); (1.41)

де - каустичний модуль алюмінатного розчину;

- каустичний модуль маточного розчину;

(Na₂O)_об і (Na₂O)_ал - концентрація Na₂O у обіговому і алюмінатному розчині, г/дм³.

Ефективність обігу лугу:

Е = 1,645 . (1.42)

2 Розв’язання типових задач Задача 1

Алюмінатний розчин містить, г/дм³: 160,0 Al₂O₃, 170,0 Na₂O_заг, 145,0 Na₂O_к, 0,30 SiO₂.

1. Визначити склад розчину у відсотках.

2. Обчислити загальний, каустичний і силіційний модуль розчину, кількість соди і СО₂.

Розв’язання

Згідно з формулою (1.1) для визначення відсоткового складу розчину необхідно знайти його густину. Для цього використовуємо формулу (1.6). Густину розчину Na₂O_к знаходимо з рівняння:

= 1,295.

Використовуючи формулу (1.1), знаходимо відсотковий склад розчину:

Al₂O₃ = 160,0/(101,295) = 12,36 %;

Na₂O_заг = 170,0/(101,295) = 13,12 %;

Na₂O_к = 145,0/(101,295) = 11,20 %;

SiO₂ = 0,30/(101,295) = 0,02 %.

Розраховуємо загальний, каустичний і силіційний модулі алюмінатного розчину за формулами (1.8)  (1.10):

_к = 1,645145,0/160,0 = 1,49;

або:

_к = 1,64511,20/12,36 = 1,49;

_заг = 1,645170,0/160,0 = 1,75;

_Si = 160,0/0,3 = 533;

Na₂O_в = 170 – 145 = 25 г/дм³;

що відповідає (відповідно молярним масам) вмісту соди:

Na₂СO₃ = Na₂O_в  106 / 62 = 42,74 г/дм³;

або:

СО₂ = 25  44 / 62 = 17,74 г/дм³;

де 106, 62, 44 - молярні маси Na₂СO₃, Na₂O, СО₂.

Задача 2

На вилуговування надходить сухий боксит складу, %: 50,0 Al₂O₃; 5,0 SiO₂; 2,0 ТiO₂; 20,0 Fe₂O₃; 24,0 в.п.п.; 1,0 проч. Вологість бокситу – 10%. Вилуговування ведуть на отримання каустичного модуля _к = 1,5; Na₂O_к = 150 г/дм³.

Для обробки використовують обіговий розчин складу, г/дм³: 200 Na₂O_к; 220 Na₂O_заг; 110 Al₂O₃.

1. Знайти кількість обігового розчину на вилуговування 1 т бокситу із розрахунку SiO₂ в вигляді ГАСН складу Na₂OAl₂O₃1,7SiО₂2Н₂O.

2. Об’єм обігового і алюмінатного розчинів на 1 т глинозему.

3. Ефективність обігу луги.