Спосіб декомпозиції алюмінатних розчинів циклу байєра

Реферат: Спосіб декомпозиції алюмінатних розчинів циклу Байєра включає введення в алюмінатний розчин затравочного гідроксиду алюмінію, витримку пульпи, відділення твердої фази з подальшим розподілом на товарний і затравочний гідроксид алюмінію. Алюмінатний розчин розподіляють на два потоки, в перший потік вводять затравочний гідроксид алюмінію при затравочному відношенні 0,05-0,50 і розкладають при температурі 70-95 °C упродовж 5-15 годин, відділяють тверду фазу, як продукційний гідроксид алюмінію, а рідку фазу продовжують розкладати окремо або об'єднують з іншою частиною алюмінатного розчину, формують другий потік, охолоджують до 30-70 °C, вводять затравочний гідроксид алюмінію при затравочному відношенні 1,0-5,0 і розкладають упродовж 30-70 годин, відділяють тверду фазу, яку розподіляють між першим і другим потоками. UA 85518 U (54) СПОСІБ ДЕКОМПОЗИЦІЇ АЛЮМІНАТНИХ РОЗЧИНІВ ЦИКЛУ БАЙЄРА UA 85518 U UA 85518 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі металургії легких металів, а саме до виробництва глинозему, зокрема, для отримання гідроксиду алюмінію методом декомпозиції. Усі відомі способи декомпозиції алюмінатних розчинів передбачають розбавлення пересичених за оксидом алюмінію лужно-алюмінатних розчинів, введення затравки, переважно гідроксиду алюмінію, та охолодження приготованої пульпи. Основними вимогами до декомпозиції є забезпечення високого ступеня розкладання лужно-алюмінатних розчинів (переважно вище 50 %), збільшення питомого зйому гідроксиду алюмінію та отримання глинозему "піщаного" типу. Ці показники залежать від каустичних модулів алюмінатного та маточного розчинів, температурного режиму декомпозиції, кількості, виду та якості затравки, тривалості викручування, кількості та видів домішок у лужно-алюмінатному розчині, технології декомпозиції. До гідроксиду алюмінію "піщаного" типу відносять матеріал, у якому вміст фракції - 45 не перевищує 25 %. Отримання гідроксиду алюмінію такого дисперсного складу можливе тільки при використанні режиму агломерації, що полягає в утворенні з часток затравочного гідроксиду алюмінію агрегатів з розмірами, що у декілька разів перевищують розміри вихідних часток. Відомо, що режим агломерації може бути забезпечений при підвищенні температури до 95 °C, зниженні концентрації лужно-алюмінатного розчину та зменшенні затравочного відношення в алюмінатній суспензії. Разом з тим, як підвищення температури, так і зниження затравочного відношення призводить до різкого зниження глибини викрутки (розкладання). Збільшення затравочного відношення та зниження температури декомпозиції дозволяють збільшити глибину розкладання розчину, але при цьому зростає дисперсність гідроксиду алюмінію (вміст фракції - 45 мкм сягає 50 %), збільшуються матеріальні потоки декомпозиції, знижується питомий зйом гідроксиду алюмінію. Для отримання гідроксиду алюмінію "піщаного" типу запропоновані варіанти декомпозиції, що включають поетапне введення затравочного гідроксиду алюмінію в частину або у весь потік розчину. Більшість відомих технічних рішень отримання глинозему "піщаного" типу передбачають попередню класифікацію гідроксиду алюмінію, що отримують, з виділенням дрібнодисперсної, крупнодисперсної фракцій та фракцій з проміжними розмірами часток (середніх). Відомий спосіб декомпозиції для отримання крупнозернистого гідроксиду алюмінію [Патент 5 США № 5158577, МКИ В01Д 9/02. Process for precipitating alumina from Bayer process liquor. Hiscox Β. Α., Ellis С D., Laroegue J. E., Andei D. R. - Заявл. 6.03.91. Опубл. 27.10.92.], що включає введення затравки до частини алюмінатного розчину. Затравку вводять тільки в 25 % алюмінатного розчину від загального потоку та витримують від 4 до 12 годин. Середній розмір часток, що утворюються при цьому, складає 30-60 мкм. Далі цю пульпу вводять до основного потоку розчину та піддають декомпозиції. Загальна тривалість процесу складає 35-60 годин. Середній розмір часток, що отримують, складає 90-100 мкм. Недоліками відомого способу є: низький ступінь розкладання алюмінатного розчину, що не перевищує 47 %, низький каустичний модуль кінцевого маточного розчину, а також необхідність 3 використання слабких алюмінатних розчинів з CNa2O < 120 кг/м . Відомий спосіб декомпозиції, згідно з яким в 25 % загального об'єму розчину пропонується вводити частки з переважною крупністю - 45 мкм, а після об'єднання потоків розчинів, для ініціювання осадження та росту часток додати затравку, що складається переважно з часток крупністю 90 мкм. Виділену після декомпозиції тверду фазу класифікують на три фракції: крупну, проміжну та тонку з використанням крупної, як продукційної, тонкої (та, можливо, частки проміжної) - для введення в частину розчину та проміжної - для введення у загальний потік 5 [Патент США № 5163993, МКИ В01Д 9/02. Process for producing low soda alumina / Ellis D. G. Заявл. 26.11.91. Опубл. 17.11.92.]. Недоліками цього способу є великі потоки при фільтруванні, утворення значної частини дрібних фракцій на другому етапі декомпозиції внаслідок вторинного зародкоутворення, а також низький ступінь розкладання розчинів, що не перевищує 48 %. Крім того, при цьому способі є неможливий оперативний вплив на дисперсний склад продукційного гідроксиду алюмінію. Впливання можливе лише методом відділення крупних часток у кінцевому продукті. До того ж кінцева температура маточної пульпи за способом не повинна перевищувати 50 °C у зв'язку з можливістю появи значної частки дрібних фракцій, а також є необхідність виділення частки продукційного гідроксиду алюмінію з загальної маси твердої фази та класифікації затравочного гідроксиду алюмінію. Відомий спосіб отримання крупнодисперсного гідроксиду алюмінію [Process for producing coarse grains of aluminium hydroxide. Yamada Koichi, Harato Takuo, Kato Hisakatsu, Shiosaki 1 UA 85518 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Yasami; Sumitomo Aluminium Smelting Co., Ltd. Пат. 4364919, США. Заявл. 10.02.82, № 347546, опубл. 21.12.82. Приор. 20.02.81, № 56-24780, Япония. МКИ С 01 F 7/14, НКИ 423/629], згідно з яким крупнодисперсний Аl(ОН)3 отримують з очищених алюмінатних лугів циклу Байєра. Процес здійснюють у 3 стадії. На 1-й стадії до алюмінатних лугів з молярним відношенням Na2O/Аl2О3 < 1,8 вводять затравку кристалів Аl(ОН)3 з середнім розміром часток 50-90 мкм, що повертаються 3 з 3-ї стадії процесу. Кількість затравки, що вводять на 1 м лугів, складає 30-150 кг. Отриману суспензію вводять у декомпозер, де забезпечується висока інтенсивність перемішування та де при 65-80 °C проходить часткове розкладання алюмінатного розчину зі збільшенням молярного відношення Na2O/Аl2О3 до рівня 2,0-2,4. Суспензію з першої стадії подають на другу стадію процесу, яка протікає в серії послідовно розташованих декомпозерів ( 3) для осадження та росту кристалів. В цих декомпозерах при 45-65 °C продовжується процес розкладання алюмінату до молярного відношення в рідкій фазі Na2O/Al2O3=2,6. Концентрація твердої фази у суспензії, що рухається через серію ємкостей для розкладання алюмінату та росту кристалів 3 гідроксиду, складає 400-1500 г/дм . З останнього декомпозера суспензія надходить на третю стадію процесу, де відбувається класифікація її твердої фази з розділенням на крупно- та тонкодисперсну фракції. Крупнодисперсну фракцію відбирають з циклу як товарний продукт, а дрібнодисперсну повертають у цикл на першу стадію як затравку. Алюмінатні луги, що подаються на першу стадію процесу, можуть бути розділені на два потоки. При цьому частину затравки, що повертається у цикл, змішують з першим потоком, у результаті чого алюмінатний розчин у цьому потоці частково розкладається (до молярного відношення Νa2Ο/Αl2Ο3  1,8). Суспензію, що утворюється, змішують з другим потоком, який попередньо охолоджують до такого ступеня, щоб знизити температуру першого потоку не менш ніж на 3 °C. Суміш обох потоків вводять на першу стадію процесу. Основними недоліками відомого способу є: низький загальний ступінь розкладання алюмінатного розчину, який складає при кінцевому αмат = 2,6 від 31 % (при початковому каустичному модулі алюмінатного розчину =1,8) до 45,0 % (при αал.-1,5); високий вміст твердого 3 у хвостових декомпозерах, що сягає 1500 кг/м , що призводить до значного збільшення потоків, що направляються на класифікацію та, відповідно, на фільтрацію як продукційного, так і затравочного гідроксиду алюмінію; складність виділення із загального об'єму пульпи частини твердої фази продукційного гідроксиду, що відповідає вузькому фракційному складу + 45 мкм 125 мкм; спосіб не дозволяє оперативно контролювати, змінювати та регулювати дисперсний склад продукційного гідроксиду алюмінію. Найбільш близьким за сукупністю ознак до способу, що заявляється, є спосіб отримання гідроксиду алюмінію "піщаного" типу ["Спосіб отримання гідроксиду алюмінію "піщаного" типу": пат. України № 71243, МПК В 01 D 9/02 (2006-01) / Насекан Ю. П., Жмурков В. В., Жмурков П. В.; опубл. 10.07.2012, Бюл. № 13.], який включає поетапне введення в алюмінатний розчин затравочного гідроксиду алюмінію, витримку пульпи, відділення твердої фази з подальшим розподілом на товарний і затравочний гідроксид алюмінію. Спосіб передбачає проведення процесу розкладання алюмінатних розчинів у два етапи. На І етапі в алюмінатний розчин 3 вводять гідроксид алюмінію у кількості 20-100 кг/м розчину та проводять процес при температурі 65-90 °C упродовж 8-15 годин. Після розкладання пульпи тверду фазу відділяють як товарний продукт, на II етапі у маточний розчин вводять затравочний гідроксид алюмінію у кількості 200-800 кг/м розчину, проводять розкладання впродовж 30-40 годин при температурі 40-60 °C і після розкладання пульпи тверду фазу розподіляють на затравочний гідроксид алюмінію для І і II етапів. Основними недоліками цього способу є: - вузькі інтервали варіювання температур та дозування затравочного гідроксиду алюмінію; - недостатня тривалість другого етапу розкладання, що не дозволяє досягти максимального ступеню розкладання алюмінатних розчинів; - ускладнене балансування матеріальних потоків І та II етапів. В основу корисної моделі поставлена задача розробки способу декомпозиції алюмінатних розчинів циклу Байєра, в якому за рахунок розподілу алюмінатних розчинів на два потоки забезпечується глибоке розкладання алюмінатного розчину, підвищення ефективності обігу лугів і отримання глинозему "піщаного" типу. Поставлена задача вирішується тим, що у способі декомпозиції алюмінатних розчинів циклу Байєра, що включає введення в алюмінатний розчин затравочного гідроксиду алюмінію, витримку пульпи, відділення твердої фази з подальшим розподілом на товарний і затравочний гідроксид алюмінію, згідно з корисною моделлю, алюмінатний розчин розподіляють на два потоки, в перший потік вводять затравочний гідроксид алюмінію при затравочному відношенні 2 UA 85518 U 0,05-0,50 і розкладають при температурі 70-95 °C впродовж 5-15 годин, відділяють тверду фазу, як продукційний гідроксид алюмінію. Частка першого потоку може визначатися за формулою: x  2  1 , a1   2  1  1 1 та  2 - відповідно ступінь розкладання першого та другого потоків, %;  1 та  2 - відповідно тривалість розкладання першого та другого потоків, год.; a 1 - затравочне відношення в першому потоці. де 5 10 15 20 25 У другому потоці в алюмінатний розчин або суміш алюмінатного розчину та рідкої фази, отриманої в результаті розкладання в першому потоці, вводять затравочний гідроксид алюмінію 3 у затравочному відношенні 1,0-5,0, що відповідає кількості 137,1-1240,0 кг Аl(OH)3/ м розчину і після розкладання пульпи тверду фазу розподіляють на затравочний гідроксид алюмінію для першої та другої стадій. При розкладанні першого потоку як затравочний гідроксид алюмінію використовують тверду фазу другого потоку, розкладання пульпи необхідно проводити при температурі 70-95 °C впродовж 5-15 годин, а розкладання другого потоку - при температурі 30-70 °C. Затравочний гідроксид алюмінію для першої стадії процесу отримують в результаті відділення найбільш дрібних фракцій твердої фази другої стадії або використовують гідроксид алюмінію, що отримали після в результаті розкладання другого потоку, без впливу на його гранулометричні характеристики. Відділяють гідроциклуванням (злив рідкої фази) або на гідросепараторах. Затравочний Аl(ОН)3 першої стадії мав розміри часток < 40 мкм. Термін розкладання алюмінатного розчину і потоку від 5 до 15 годин повинен забезпечити ступінь розкладання алюмінатного розчину на рівні 10-25 %. З підвищенням затравочного відношення з 0,05 до 0,50, терміну розкладання, а також зі зниженням температури з 95 до 70 °C ступінь розкладання розчинів зростає та сягає 35 %. Оптимальним для розкладання першого потоку і отримання продукційного гідроксиду алюмінію "піщаного" типу є З. В. = 0,25, температура 75 °C та тривалість розкладання 10 годин, що забезпечують η Al O . = 25 %. 2 30 35 40 45 50 3 Гідроксид алюмінію, що було отримано в І потоці, фільтрують, отримують І маточний розчин і тверду фазу гідроксиду алюмінію, яку відмивають та направляють на кальцинацію для отримання товарного оксиду алюмінію. Для формування II потоку використовують алюмінатний розчин та маточний розчин І потоку, додають затравку (З. В. = 1,0-5,0) та проводять розкладання при знижених температурах (3070 °C) впродовж 30-70 годин, що забезпечує глибоке розкладання алюмінатного розчину та дисперсний склад твердої фази з переважним розміром часток - 45 мкм. Далі отриманий гідроксид алюмінію фільтрують, частину відмивають та направляють в І потік, а іншу частину повертають на формування II потоку декомпозиції відповідно до заданих затравочних відношень. Якщо є надлишок - його направляють до кальцинації, як продукційний гідроксид алюмінію. Для балансування матеріальних потоків без втручання в параметри І потоку декомпозиції за необхідності може бути застосовано розподілення потоку вхідного алюмінатного розчину між І та II потоками. Такимчином, запропонований спосіб забезпечує достатньо високий ступінь розкладання алюмінатного розчину та дозволяє отримувати гідроксид алюмінію, що є придатний до кальцинації з метою отримання глинозему "піщаного" типу з вмістом класу крупності < 45 мкм менше 25 %. Розкладання алюмінатного розчину в І потоці при затравочному відношенні від 1,0 до 5,0 та зниженні температури до 30 °C дозволяє отримати каустичний модуль маточного розчину на рівні 3,2-4,0 одиниць, що в свою чергу приводить до підвищення ефективності обігу лугів у способі Байєра. Спосіб було випробувано у лабораторних умовах. Було прийнято наступні позначення: 3 Аl2О3 - вміст оксиду алюмінію в алюмінатному розчині, г/дм ; 3 Na2O - вміст лугу в алюмінатному розчині, г/дм ;  к - каустичний модуль алюмінатного розчину, од.; x - частка першого потоку від загального обсягу алюмінатного розчину;  1 та  2 - відповідно тривалість розкладання першого та другого потоків;  - загальний ступінь розкладання алюмінатного розчину, %; 3 UA 85518 U 1 та  2 - відповідно ступінь розкладання алюмінатного розчину першого та другого потоків, %;  0 , 1 та  2 - відповідно каустичні модулі вхідного алюмінатного розчину та маточних 5 10 розчинів, отриманих після розкладання першого та другого потоків. Приклад 1 В дослідах використовували алюмінатні розчини Миколаївського глиноземного заводу (ТОВ "МГЗ") з каустичними модулями 1,46, 1,51 та 1,50. Склад алюмінатних розчинів наведено в таблиці 1. Було проведено 3 цикли двостадійної декомпозиції. Для кожного циклу використовували свіжий алюмінатний розчин. Таблиця 1 Склад алюмінатних розчинів Найменування розчину 1 2 3 Вміст, кг/м Na2Oзаг. 156,6 156,5 155,0 Аl2О3 158,1 154,0 153,5 3 Νa2Οκ 140,2 141,5 139,7  к , одиниць 1,46 1,51 1,50 як затравку на І стадії використовували гідроксид алюмінію, відібраний на ділянці кальцинації. Гранулометричний склад та середній розмір часток наведено у таблиці 2. 15 Таблиця 2 Дисперсний склад затравочного гідроксиду алюмінію Вид Аl(ОН)3 1 Відсоток часток з розмірами, мкм -20 -45 -100 +100 Середній розмір часток, мкм 9,6 31,3 79,0 21,0 59,2 Умови проведення та результати розкладання алюмінатних розчинів наведено у таблиці 3. Таблиця 3 Умови проведення та результати І стадії декомпозиції Умови проведения дослідів № досл. 1 2 3 4 5 6 7 8 20 Номер за- ЗатравоНомер σ, готравочного чне від- t, °C розчину дин гідроксиду ношення 1 1 0,1 72 15 1 1 0,2 90 20 1 1 0,5 72 15 1 1 0,8 72 8 1 2 0,1 75 10 2 2 0,2 75 10 2 2 0,2 70 10 2 2 0,5 60 8 Відсоток часток з розмірами, Ступінь розмкм кладання, % Загальний вихід твердої фази: Q  m затр.  m виділ.Al 2O3  З.В.  100   Al 2O3 . Ступінь агломерації розраховували за формулою: 4 -45 14,8 12,4 31,2 27,6 22,0 24,4 28,6 33,1 +100 4,6 1,4 11,5 20,4 8,9 10,8 20,3 64,8 11,3 7,9 0,4 0 13,4 7,6 8,1 0 Ступінь Загальагломе- ний вихід рації, % Аl2О3, % 86,7 96,1 67,3 41,6 90,1 87,9 77,3 27,6 24,8 32,4 81,2 107,6 32,0 44,4 48,6 83,1 UA 85518 U A Cпоч.  Cкінц. Cпоч.  100% , де A - ступінь агломерації, %; C поч. та Cкінц. - вміст фракції - 45 мкм відповідно у затравочному гідроксиді алюмінію і 5 твердому продукті розкладання, %. В таблиці 4 надано результати розкладання алюмінатних розчинів різного каустичного модулю та складу. Було використано затравочний гідроксид алюмінію складу ГД (2). Таблиця 4 Результати стадії розкладання алюмінатних розчинів t=73 °C, σ = 15 годин Гранулометричний склад, Заг. вихід Дозу% тв. фази Ступінь Ступінь вання в перерозклаагломезатравки, алюм. маточн, рах. на дання, % < 15 мкм < 30 мкм 98 %; - 20 мкм > 82 %. Досліди проводили в ізотермічному режимі за температур 60, 70, 80 та 85 °C. Склад вхідного алюмінатного розчину, що було взято для 3 досліджень, г/дм : Аl2О3=70…83; R2Озаг = 75…86; R2OK=65…78; αк = 1,50…1,60 од.; μ Si=450…600 од. 3 3 До автоклавів об'ємом 0,50 дм вводили по 0,45 дм розчину та необхідну кількість 3 затравочного гідроксиду алюмінію (40, 60 та 80 г/дм ) для витримки заданого затравочного відношення. Автоклави закріплювали на спеціальній рамі в повітряному термостаті, перемішування пульпи в автоклавах забезпечувалося шляхом обертання рами. Автоклави виймали за заданим графіком звичайно через 1, 3, 5, 7 годин. Пульпу після досліду фільтрували на лійці під вакуумом, розчин аналізували об'ємнотитрометричним методом на вміст Аl2О3, R2Озаг, R2OK за стандартизованими методиками ВАТ "АГК". Осад промивали на лійці гарячою дистильованою водою та висушували за температури 100 °C. Гранулометричний склад визначали на лазерному гранулометрі "Мікросайзер 210". Результати агломерації дрібної затравки в режимі декомпозиції наведено в таблиці 6. Таблиця 6 Результати агломерації дрібної затравки в режимі декомпозиції. Кількість Температура, Тривалість, затравки, °C год. 3 г/дм Вхідний 60 0 3 7 3 7 3 7 0 40 40 50 50 60 60 Швидкість росту, мкм/год. Гранулометричний склад осаду -6 34,0 4,7 5,3 2,6 4,6 5,1 4,1 6-20 54,6 10,8 7,8 13,0 11,3 17,7 14,3 6 20-45 11,0 58,9 51,2 64,6 59,5 63,4 62,5 +45 0,4 26,0 35,7 20,0 24,6 14,0 19,1 Дер. 8,7 35,5 39,4 33,6 35,1 30,2 32,8 -20 84,6 15,5 13,1 15,6 15,9 22,8 18,4 8,90 10,23 8,30 8,80 7,16 8,03 UA 85518 U Продовження таблиці 6 3 7 3 7 3 7 3 7 3 7 3 7 70 80 5 10 40 40 50 50 60 60 40 40 50 50 60 60 3,2 3,8 4,5 3,0 4,5 3,1 1,9 2,0 2,6 2,6 2,9 3,3 10,0 8,0 15,3 11,5 18,4 14,2 6,3 5,0 9,0 8,1 12,3 12,0 59,2 52,3 63,4 61,5 64,5 64,0 49,3 44,3 58,4 56,6 35,0 63,6 28,0 35,9 17,0 24,0 13,0 18,7 43,0 48,7 30,0 32,7 20,0 21,1 36,5 39,5 31,8 35,1 29,8 32,9 42,2 44,5 37,6 38,6 33,8 34,2 13,2 11,8 19,8 14,5 22,9 17,3 8,2 7,0 11,6 10,7 15,2 15,3 9,27 10,27 7,70 8,80 7,03 8,07 11,17 11,93 9,63 9,97 8,37 8,50 Приклад 4 Найбільш пересиченими є розчини середніх концентрацій - вони і розкладаються швидше та глибше, ніж розбавлені та міцні розчини. Концентрація алюмінатних розчинів суттєво впливає на продуктивність декомпозерів. Для кожного αк існує оптимальна концентрація Аl2О3, за якої продуктивність найбільша. Чим нижче каустичне відношення, тим більша оптимальна концентрація. За пониженого вмісту Аl2О3 вирішальний вплив на питому продуктивність оказує концентрація, а за високих - ступінь розкладання розчину. Дані, наведені в табл. 7 показують, що на швидкість та глибину розкладання алюмінатних розчинів вирішальний вплив оказує пересичення. Таблиця 7 Вплив концентрації алюмінатного розчину на питому продуктивність декомпозерів αк = 1,4 αк = 1,6 αк = 1,8 Зйом Зйом Зйом Аl2О3 Аl2О3 Аl2О3 Аl2О3 у Аl2О3 у за час Аl2О3 у Ак маза час Ак маАк маза час вхідному вхідному роз- вхідному точного розклаточного точного розклаалюміВихід алюміВихід кла- алюміВихід роздання розроздання натному Аl2О3, % натному Аl2О3, % дання натному Аl2О3, % чину, розчину, чину, розрозчині, розчині, роз- розчині, од. чину, од. од. чину, г/л г/л чину, г/л 3 3 кг/м кг/м 3 кг/м доба доба доба 270,0 2,39 41,4 37,2 226,8 2,63 39,2 29,7 262,5 2,64 47,0 41,1 203,5 2,91 45,2 30,7 194,8 2,55 29,7 19,3 213,0 3,44 59,3 42,1 179,6 3,58 55,3 33,1 188,5 3,59 61,2 38,5 159,0 3,67 56,4 29,9 139,0 3,90 58,8 24,9 165,0 4,12 66,0 36,3 140,7 3,99 59,8 28,1 122,4 4,4068,3 27,9 104,8 4,24 62,3 21,8 91,5 4,62 61,0 18,6 Примітка. Упродовж першої добі підтримували температуру 60 °C, впродовж другої знижували до 45 °C та третьої - до 30 °C. Загальна тривалість перемішування 72 години. 15 Приклад 5 У табл. 8 наведено дані, отримані в умовах близьких до виробничих, за кількох концентрацій розчину. 7 UA 85518 U Таблиця 8 Вплив кількості затравки на розкладання алюмінат них розчинів різних концентрацій (αк вхідних розчинів 1,95-2,00) при t=60 °C. Вміст Аl2О3 у Затравочне вхідному 3 відношення розчині, г/дм 100 100 108 108 115 115 5 10 15 Вихід Аl2О3, % через 24 години через 48 годин через 72 години через 96 годин через 120 годин 31,7 34,2 36,1 30,5 35,5 42,3 51,2 42,9 46,1 41,8 48,1 48,7 56,5 47,6 46,9 49,4 54,8 53,4 56,5 51,9 52,3 52,7 55,8 53,9 59,1 52,6 55,5 54,0 57,7 0,6 1,0 0,6 0,8 0,6 1,0 Як видно, зі збільшенням затравочного відношення прискорюється розкладання розчинів, що особливо помітно за малих затравочних відношень Приклад 6 Залежність потужності продукційної ланки від затравочного відношення. Параметри першої стадії декомпозиції: 3 Аl2О3=150 кг/м σ1=8 годин η1=0,117 α0=1,5 од. α1=1,7 од. α2=3,4 од. σ2=50 годин Результати розрахунків продуктивності декомпозиції при різних затравочних відношеннях наведено в табл. 9. Таблиця 9 Вплив затравочного відношення на продуктивність декомпозиції Частка І потоку Продуктивність, кг/год. Приріст продуктивності 20 25 Затравочне відношення 0,3 0,4 0,288 0,217 0,1 0,810 0,2 0,425 0,5 0,175 3,496 2,530 2,255 2,106 2,026 2,090 1,510 1,347 1,256 1,210 Оптимальним для першої стадії є затравочне відношення від 0,05 до 0,5 одиниць, оскільки при з. в. 0,5 - слабка агломерація. Оптимальна тривалість розкладання алюмінатного розчину першого потоку знаходиться в межах від 5 до 15 годин. Менше 5 годин недостатньо для агломерації. При тривалості розкладання більше 15 годин відбувається часткове механічне руйнування агломератів (особливо при з. в. > 0,3). Таким чином, запропонований спосіб розкладання алюмінатних розчинів дозволяє отримати гідроксид алюмінію "піщаного" типу з вмістом класу крупності - 45 мкм менше 15 %. При цьому загальний ступінь розкладання розчинів сягає 60,8 %, каустичний модуль маточного розчину 4,01, а ефективність обороту лугу збільшується на 25,3 % порівняно з відомим способом. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб декомпозиції алюмінатних розчинів циклу Байєра, що включає введення в алюмінатний розчин затравочного гідроксиду алюмінію, витримку пульпи, відділення твердої 8 UA 85518 U 5 10 фази з подальшим розподілом на товарний і затравочний гідроксид алюмінію, який відрізняється тим, що алюмінатний розчин розподіляють на два потоки, в перший потік вводять затравочний гідроксид алюмінію при затравочному відношенні 0,05-0,50 і розкладають при температурі 70-95 °C упродовж 5-15 годин, відділяють тверду фазу, як продукційний гідроксид алюмінію, а рідку фазу продовжують розкладати окремо або об'єднують з іншою частиною алюмінатного розчину, формують другий потік, охолоджують до 30-70 °C, вводять затравочний гідроксид алюмінію при затравочному відношенні 1,0-5,0 і розкладають упродовж 30-70 годин, відділяють тверду фазу, яку розподіляють між першим і другим потоками. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що частка першого потоку визначається за формулою: x 2  1 , a1  2  1  1 де x - частка першого потоку від загального обсягу алюмінатного розчину;  1 та  2 - відповідно ступінь розкладання першого і другого потоку, од.; 15  1 та  2 - відповідно тривалість розкладання першого і другого потоків, год.; a 1 - затравочне відношення оксиду алюмінію в першому потоці, од. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9