Аппаратурно-технологическое оформление процесса спекания.

Оглавление.

       Введение ……………………………………………..…..………………….... 3

1. Основы глинозёмного производства ………………………. …………. 3

                  

   1.1. Щелочные способы производства глинозёма ……………………... 3

          1.2. Аппаратурно-технологическое оформление процесса спекания … 4

                  

       2. Особенности тепловой работы печи …………………………………... 5

 

          2.1. Основные химические реакции процесса спекания ………………. 6

              

       3. Устройство и работа вращающихся печей ………………………..….. 7

           

       4. Расчёт горения топлива …………………………………………………. 12

 

       5. Технологический расчёт ………………………………………………..... 13

 

                5.1. Материальный баланс ……………………………………………….. 13

                5.2. Расчёт вращающейся печи ………………………………………….. 16

                5.3. Тепловой баланс печи ………………………………………………. 20

 

       6. Очистка отходящих газов от пыли ……………………………...………. 22

 

       Список литературы ………………………………………………………….. 24

           

       Спецификация ………………………………………………………………...25

Введение.

 

Al – один из наиболее распространённых элементов в природе, по содержанию в земной коре он уступает только кислороду и кремнию. (7.45 %).

Впервые металлический алюминий получил датский физик Г. Эрени в 1825 году, восстановив хлористый алюминий амольгамом калия.

Быстрое развитие производства алюминия во всём мире обусловлено весьма ценными свойствами этого металла: малая плотность, высокая электропроводность, пластичность, устойчивость к коррозии.

Важнейшие области применения алюминиевых сплавов – машиностроение, электромеханическая, автомобильная, химическая, металлургическая промышленность, водный и железнодорожный транспорт и т.д. Алюминий заменяет многие ценные металлы, особенно медь на ЛЭП и в производстве разнообразной аппаратуры. В качестве заменителя свинца применяется при производстве защитных оболочек кабелей, тюбиков и др.

Промежуточный продукт при получении алюминия – глинозём.

Из различных алюминиевых руд глинозём можно получить либо щелочным, либо кислотным способами, вследствие наличия у него аморфных свойств. В промышленности на сегодняшний момент применяются только щелочные способы, кислотные и кислотно-щелочные способы находятся на стадии разработки.

Промышленные щелочные способы производства глинозёма из бокситов, нефелинов и алунитов подразделяют на: гидрохимический (способ Байера), способ спекания, комбинированный способ – сочетание способа Байера со способом спекания в последовательном или параллельном варианте.

Выбор способа переработки бокситов определяется следующими факторами: кремневым модулем, содержанием оксида железа III, содержанием вредных примесей: карбонатов, сульфидов, органических веществ, минералогическим составом сырья.

 

 

Основы глинозёмного производства.

Производство алюминия начинается с производства глинозёма. Глинозём – Al₂O₃ белое кристаллическое вещество. Известен в виде двух модификаций альфа (корунд) и гамма глинозёма. Корунд встречается в горных породах в виде бесцветных кристаллов. Однако чаще всего природный корунд загрязнён магнетитом, гематитом, кварцем и др. Кристаллы альфа Al₂O₃  окрашены в красный цвет (рубин), в синий (сапфир), являющихся драгоценными минералами. Глинозём гамма модификации в природе не встречается и образуется при обезвоживании гидроокисей в температурном интервале 500 – 900 градусов Цельсия. При нагревании от 900 – 1200 он превращается в альфа Al₂O₃.

 

Щелочные способы производства глинозёма.

Способы получения глинозёма, заключающиеся в обработки руды щелочами, связывающими глинозём в растворимый алюминат натрия, наиболее просты и экономичны. Для перевода глинозёма в алюминат натрия руду непосредственно обрабатывают щёлочью (способ Байера), либо спекают с солями щелочных и щелочноземельных металлов, получая твёрдые алюминаты, которые затем выщелачивают водными растворами.

Способ спекания применяется для переработки высококремнистого боксита. Приготовленная шихта из тонко измельчённого боксита, известняка, соды, оборотных продуктов нагревается и спекается при температуре 1100-1300 ⁰С в трубчатых вращающихся печах. Полученный спёк в виде кусков различного размера и определённого минералогического состава обрабатывается оборотными щелочными растворами слабых концентраций или водой для перевода глинозёма и щелочей в алюминатный раствор. После очистки раствора от твёрдых примесей и кремнезёма его разлагают методом карбонизации или декомпозиции для получения в осадке гидроокиси алюминия. Гидроокись алюминия после промывки и фильтрации направляется на кальцинацию при высокой температуре в трубчатых вращающихся печах. После охлаждения глинозём отправляется потребителю.

 

Аппаратурно-технологическое оформление процесса спекания.

 

Принципиальная аппаратурно-технологическая схема процесса спекания бокситов

 

 

Рис. 1. Аппаратурно-технологическая схема:

 

1.  устройство для подачи шихты;

2.  вращающаяся печь;

3.  горячая головка печи;

4.  топливосжигающие устройство;

5.  секционный питатель;

6.  пылевой бункер;

7.  вентиляторы первичного воздуха;

8.  вентилятор горячего воздуха;

9.  циклон;

10.  нанос для возврата уловленной пыли;

11. отводящий водосборник;

12. водяной коллектор;

13. барабанный холодильник;

14. конвейер для транспортировки спёка;

15. холодная головка печи;

16. батарейный циклон;

17. дымосос;

18. электрофильтр;

19. элеватор возврата грубой пыли;

КВ – компрессорный воздух;

В – вода.

 

При спекании бокситов в шихте содержится много свободной соды, приводящей к окомкованию материала при сушке, поэтому боксито-содо-известняковая шихта подаётся в печь через пульповую форсунку под большим давлением. Такая подача обеспечивает предварительную подсушку в газовом потоке капелек суспензии, которые подают на поверхность сухого материала и постепенно перемещающейся в зону высоких температур.