Спосіб виробництва тригідрату оксиду алюмінію

1 Спосіб виробництва трипдрату оксиду алюмінію (8, 8') способом Байєра шляхом осадження в присутності затравок рециркульованого на початку декомпозицм перенасиченого розчину (1, 1') алюмінату натрію, який відрізняється тим, що на початку декомпозицм відбирають аліквотну частину (11, 21) суспензії алюмінату натрію, що при цьому на вказану аліквотну частину справляють інтенсивне механічне діяння і що вказану аліквотну частину знову вводять на початку декомпозицм 2 Спосіб згідно з пунктом 1, який відрізняється тим, що відбирають, а потім знову вводять аліквотну частину суспензії алюмінату натрію (3) в травильний бак (А) на початку процесу декомпозицм лінії Байєра європейського типу 3 Спосіб згідно з пунктом 1, який відрізняється тим, що відбирають, а потім знову вводять аліквотну частину суспензії алюмінату натрію (3і) в агломераційний бак (AG) на самому початку процесу декомпозицм лінії Байєра американського типу 4 Спосіб згідно з пунктом 1, який відрізняється тим, що відбирають, а потім знову вводять аліквотну частину суспензії алюмінату натрію (3і) в перший бак-підживлювач (N1) лінії Байєра американського типу 5 Спосіб згідно з пунктом 1, який відрізняється тим, що вказане вище інтенсивне механічне діяння викликає зсув суспензії, за якого максимальні швидкості перевищують 103с 1 6 Спосіб згідно з пунктом 5, який відрізняється тим, що інтенсивний зсув здійснюють в вищевказаній аліквотній частині (11) перенасиченої суспензії алюмінату натрію (3) різальною турбіною ("О 7 Спосіб згідно з пунктом 6, який відрізняється тим, що вказана вище різальна турбіна (Т) виконує функцію помпи, що забезпечує рециркуляцію перенасиченої суспензії (11) алюмінату натрію (3) на початкову стадію декомпозицм 8 Спосіб згідно з пунктом 5 або 6, який відрізняється тим, що роблять відгалуження від замкнутого контуру до вказаного вище допоміжного бака (В), де попередньо відібрана суспензія (22) рециркулює за допомогою вказаної вище додаткової відцентрової помпи (Р) з інтенсивністю, що у 5 разів перевищує інтенсивність живлення допоміжного бака (В) 9 Спосіб згідно з пунктом 8, який відрізняється тим, що аліквотна частина (21) суспензії алюмінату натрію (3і) складає від 5 до 40 % суспензії, що циркулює в лінії декомпозицм системи Байєра 10 Спосіб згідно з будь-яким з пунктів 1 - 6, який відрізняється тим, що аліквотну частину перенасиченої суспензії алюмінату натрію (3) відбирають (21а), а потім знову вводять (21Ь) на початку процесу декомпозицм, після проходження через вібраційний млин (BV) 11 Спосіб згідно з пунктом 10, який відрізняється тим, що аліквотна частина (21) суспензії алюмінату натрію (3) складає менше 1 % суспензії, що циркулює в лінії декомпозицм системи Байєра 12 Спосіб згідно з будь-яким з пунктів 1 - 4, який відрізняється тим, що аліквотну частину перенасиченої суспензії алюмінату натрію (3) відбирають (21а), а потім знову вводять (21Ь) на початку процесу декомпозицм, після проходження через допоміжний бак, в якому суспензію піддають обробці дуже потужним ультразвуковим випромінюванням 13 Спосіб згідно з пунктом 12, який відрізняється тим, що аліквотна частина (21) суспензії алюмінату натрію (3) складає менше 5% суспензії, що циркулює в лінії декомпозицм системи Байєра О о ю СО О (О 60350 Винахід стосується способу одержання тригідрату оксиду алюмінію шляхом декомпозицм в присутності затравки перенасиченого розчину алюмінату натрію, отриманого за допомогою процесу БАЙЄРА, що дозволяє окремо встановлювати вміст натрію і гранулометричний склад тригідрату оксиду алюмінію, що випав у осад, повністю зберігаючи високу продуктивність ФІЗИКО-ХІМІЧНІ характеристики тригідрату оксиду алюмінію, зокрема, його чистота, гранулометричний склад, розмір елементарних кристалів та ступінь їх збивання в більш чи менш крихкі гранули, є параметрами, які обумовлюють властивості гідроксиду алюмінію та властивості оксиду алюмінію, який з нього отримують Ці характеристики повинні адаптуватись у ВІДПОВІДНОСТІ ДО застосування продукту металургійний оксид алюмінію для виробництва алюмінію шляхом вогневого електролізу, чи технічні оксиди алюмінію, призначені для досить різноманітних областей застосування, таких, як наповнювачі, що забезпечують вогнестійкість пластиків, вогнетриви, абразиви, різні види кераміки та каталізатори В класичному процесі БАЙЄРА, як в американському, так і європейському варіанті, ці характеристики є незалежними, внаслідок чого важко здійснювати повну адаптацію оксиду алюмінію до його кінцевого застосування Оте, виробник оксиду алюмінію, який користується процесом Байєра, що надає йому можливість виробляти трипдрат оксиду алюмінію, регулюючи гранулометричний склад незалежно від вмісту залишкового натрію, побачить в цьому способі виробництва значну перевагу в плані гнучкості виробництва Однак ця перевага буде ще ЦІННІШОЮ, якщо робочі параметри способу в плані продуктивності та надійності зберігатимуться і навіть покращаться у порівнянні з робочими параметрами, що досягаються в рамках відомих методів Процес Байєра, докладно описаний в спеціальній літературі, є основним способом одержання оксиду алюмінію, що призначається для перетворення в алюміній шляхом вогневого електролізу або використання в стані гідрату, перехідного оксиду алюмінію, кальцинованого глинозему, спеченого або сплавленого оксиду алюмінію в численних областях застосування зі сфери використання технічних оксидів алюмінію Згідно З ЦИМ процесом, руда - боксити вилуговується гарячим способом з використанням водного розчину гідроксиду натрію відповідної концентрації, що викликає стабілізацію оксиду алюмінію і одержання суспензії, яка складається з частинок невилуженого залишку в розчині алюмінату штрію, названого «алюмінатним розчином» Як правило, ця суспензія потім розводиться таким чином, щоб можна було ВІДДІЛИТИ ШЛЯХОМ декантації невилужені залишки алюмінатного розчину Цей розчин після такого «очищення» охолоджується до температури, за якої він перебуває в стані дуже нестійкого перенасичення Цей етап називають «перенасичений розчин» Стан насичення або СТІЙКОСТІ розчинів характеризує масове відношення _ концентрація розчиненого АІ 2 О 3 (в г/л) концентрація їдкого Na2O (в г/л) Ця сильна нестійкість призводить до осадження тригідрату оксиду алюмінію, явища, яке називають «декомпозиція», нестабільного, але з повільною кінетикою, і яке, безумовно, можна повністю контролювати Після декомпозицм розчин алюмінату натрію, збіднений внаслідок осадження на оксид алюмінію, названий «маточний розчин», після збагачення до вилуження руди повторно використовується у виробничому циклі Декомпозиція є складним явищем осадження, розподілу-подавання і зв'язування кристалітів, що закінчується одержанням частинок тригідрату оксиду алюмінію Це явище відбувається повільно, і для цього необхідно забезпечити циркуляцію перенасиченого розчину в ПОСЛІДОВНОСТІ баків, з частковою рециркуляцією отриманого тригідрату, ця рециркуляція призначається для полегшення виділення кристалітів шляхом подання гранул чи «центрів кристалізації» «Алюмінатна суспензія» є середовищем, що циркулює в лінії декомпозицм, це суміш алюмінатного розчину і твердих часток тригідрату оксиду алюмінію, які щойно виділились (осіли) ЧИ ВИНИКЛИ внаслідок скупчення чи надходження частинок тригідрату, що відбираються нижче вузла декомпозицм і знову подаються для циркуляції вище вузла декомпозицм Частинки, що беруть участь в рециркуляції, за їх малий розмір названо «дрібними» На практиці декомпозиція в європейських ЛІНІЯХ БАЙЄРА і американських ЛІНІЯХ БАЙЄРА здійснюються по-різному р В американських ЛІНІЯХ БАЙЄРА використовують алюмінатний розчин з меншою концентрацією їдкого натру хоча цей останній менш продуктивний (отримують менше тригідрату оксиду алюмінію на такий самий об'єм алюмінатного розчину), він є багатим на зародки (кристалів) Подавання рециркулюючого тригідрату є введенням затравки, а регулюючі додаткові надходження, що здійснюються на початку декомпозицм, як у ході першого етапу, названого «агломерування», так і в ході наступних за ним етапів «підживлення» або «вирощування» В європейських ЛІНІЯХ БАЙЄРА використовують алюмінатний розчин з набагато більшою концентрацією їдкого натру Це дозволяє отримати більше тригідрату на заданий об'єм (визначення продуктивності дивіться нижче), але осад при цьому тонший, оскільки центри кристалізації набагато рідші Як правило, змішують в першому баці, названому травильним баком, перенасичений розчин з затравками або зародками для утворення «перенасиченої суспензії» Осадження продовжується в наступних баках, названих «декомпозерами», або шляхом підживлення існуючих зерен чи кристалів, або завдяки появі нових зародків, або шляхом утворення часток шляхом агломерування кристалітів Як в американському, так і європейському варіанті процесу пряма рециркуляція частини отриманого тригідрату оксиду алюмінію виявляється недостатньою, якщо бажають виготовити продукт з точними характеристиками Патенти US 3 486 850 60350 множення зміни Rp до і після декомпозицм на концентрацію їдкого натру в перенасиченому розчині Як правило, ця концентрація є вищою в процесах Байєра європейського типу (понад =140г ЫагО/л), ніж в процесах американського типу (=120г ЫагО/л), і це пояснює те, чому продуктивність при декомпозицм перенасиченого розчину вважається хорошою, якщо вона перевищує 70кг 3 АЬОз/м для процесу Байєра американського типу, 3 і якщо вона перевищує 80кг АЬОз/м для процесу Байєра європейського типу Гранулометричні кризи, що спостерігаються на європейських ЛІНІЯХ БАЙЄРА, пов'язані з слабшим перенасиченням алюмінатного розчину, що не допускає присутності великої КІЛЬКОСТІ зародків в травильному баці Американські лінії, які на даний Відомо, ЩО введення зародків, отриманих за час менш чутливі до гранулометричних криз, опимежами лінії БАЙЄРА, надає більшої гнучкості в саних вище, ризикують все ж набути такої чутлипроведенні процесу Так, FR-A-2 709 302 пропонує вості, якщо тільки міжнародні стандарти якості повторно використовувати (відновлювати) класивведуть зменшення вмісту їдкого натру в отримуфіковані дрібні частинки, що походять з іншої лінії ваному оксиді алюмінію, що потягне за собою знидекомпозицм, FR-A-1 525 302 пропонує введення ження перенасичення алюмінату Отже, введення на початку декомпозицм додаткової затравки, позасобу утворення (генерування) затравок, що допередньо відкаліброваної в формі гелю наддрібзволятиме контролювати окремо гранулометричних частинок, а ЕР-А-0 344 469 пропонує подрібний склад і вміст залишкового натрію в трипдраті, нений трипдрат в якості попередньо є цікавим для усіх ЛІНІЙ БАЙЄРА, як американськовідкаліброваної додаткової затравки го, так і європейського типу, і незалежно від розміАле ці рішення економічно недоцільні Рішенрів цих установок ня FR-A-1 525 302 є занадто дорогим, рішення FR і US 4 311 486 рекомендують здійснювати класифікацію отриманого трипдрату перед рециркуляцією дрібних частинок на багатьох етапах декомпозицм, В тому, що стосується європейських варіантів процесу, то одна лише рециркуляція трипдрату оксиду алюмінію не дозволяє досягти потрібних розміру та структури осадів Дійсно, констатують раптову появу «гранулометричних криз», кож отриманий трипдрат або занадто дрібний, або занадто великий, і коли запобіжний засіб, застосований з великою обережністю - не потрібно ні допускати змін інших характеристик отриманого трипдрату, ні знижувати продуктивність при декомпозицм перенасиченого алюмінатного розчину - не дає негайного результату A-2 709 302 викликає цікавість лише у випадках, коли на цій самій промисловій площадці є друга ЛІНІЯ декомпозицм Нарешті, рішення, що подається в ЕР-А-0 344 469, занадто дороге, оскільки необхідно забезпечувати дуже обмежений гранулометричний склад подрібнених зародків для досягнення задовільної якості трипдрату оксиду алюмінію Таким чином, незважаючи на наявність способів, що використовувались раніше, спеціаліст в цій галузі не має у своєму розпорядженні промислового надійного і недорогого процесу, який дозволяв би одержувати трипдрат, контролюючи окремо параметри протікання цього процесу в рамках лінії БАЙЄРА, з можливістю здійснювати вплив в першу чергу на гранулометричний склад і на вміст залишкового натрію, повністю зберігаючи при цьому високу продуктивність Під надійністю слід розуміти точне і стабільне відтворення у часі характеристик, встановлених на підставі інструкцій з регулювання, тобто при цьому мають на увазі незначний розкид отриманих характеристик відносно встановлених Під продуктивністю слід розуміти продуктивність перенасиченого розчину алюмінату натрію, отриманого в результаті вилужування бокситів згідно з процесом Байєра, який осідає (виділяється) при декомпозицм в присутності затравки Масове відношення Rp, характеристика стану насиченості оксидом алюмінію, розчиненим в розчині циклу Байєра, дозволяє визначити продуктивність розчину при декомпозицм Вона визначається КІЛЬКІСТЮ відновленого оксиду алюмінію, в формі трипдрату оксиду алюмінію після декомпозицм перенасиченого розчину, віднесеною до даного об'єму перенасиченого розчину Продуктивність, виражена в кілограмах оксиду алюмінію на метр кубічний розчину (кг АЬОз/м3), одержується шляхом пере Спосіб згідно з винаходом ґрунтується на визнанні тієї дивної обставини, що, якщо застосувати на початку декомпозицм інтенсивне механічне діяння до частини суспензії, то через кілька десятків годин спостерігається утворення зародків або центрів кристалізації трипдрату, що виконують функції затравок Здійснювались багато типів інтенсивного механічного діяння шляхом подрібнення за допомогою вібраційного млина, шляхом кавітації під дією високої частоти від СОНОХІМІЧНОГО пристрою або ж шляхом інтенсивного розрізування суспензії за допомогою турбіни або відцентрової помпи Під «початком декомпозицм» розуміють етап, коли аломінатний розчин перебуває на початковій ДІЛЯНЦІ лінії декомпозицм, наприклад на рівні травильного бака або першого бака декомпозера лінії БАЙЄРА європейського типу, або ж на рівні бака агломерування, або ж іще, чому слід надати перевагу - на рівні першого живильного бака в лінії БАЙЄРА американського типу РІЗНІ ТИПИ механічного діяння, що розглядаються в цьому винаході, реалізуються на аліквотній частиш суспензії, відібраної на початку декомпозицм і потім знову введеної після застосування до неї механічного діяння в контурі Байєра на рівні відбирання зразка, краще в цьому самому баці або нижче (далі у напрямку переміщення) від точки відбору зразка В залежності від механічного діяння, що розглядається, аліквотна частина відповідає більшій чи меншій частині суспензії, що циркулює в системі Байєра як правило, вона складає від 5 до 40%, перевагу слід надати від 10 до 30% суспензії для діянь, що тягнуть за собою інтенсивне розрізування, і становить набагато менші співвідношення (менше 1%) для подрібнення і застосування ультразвуку Механічне діяння може бути подрібненням, яке краще здійснювати за допомо гою вібраційного млина, частини суспензії, відібраної і знову введеної після подрібнення на початку декомпозицм Механічне діяння може також здійснюватись шляхом кавітації під дією високої частоти, одержаної з допомогою генератора ультразвукових коливань, застосованого до частини рециркулюючої суспензії в МІСЦІ початку декомпозицм Механічне діяння може також здійснюватись за допомогою пристрою, що створює в суспензії ламінарний або турбулентний потік, всередині якого виникають значні градієнти швидкості, які не можуть бути отримані простим встановленням ланок трубопроводу або перегородок, які б протидіяли природній циркуляції суспензії Зародки, безсумнівно, утворюються досить рано, але їх розмір є таким, що вони залишаються непомітними для звичайних засобів контролю, в даному випадку - для лічильника частинок, який може виявити лише такі частинки, діаметр яких перевищує 0,5 - 1мкм І лише після впертого продовження здійснення цієї дії, без негайного результату, заявниця констатувала, що через кілька, тижнів стає легше управляти розміром і морфологією частинок трипдрату оксиду алюмінію Таке механічне діяння, неперервне або регулярно повторюване, дозволяє уникнути досадних «гранулометричних криз», які трапляються в процесах з високою продуктивністю Це явище має дуже повільну кінетику, його перші результати з'являються лише через кілька десятків годин Вказані вище результати можна особливо довго спостерігати при рециркуляції частини одержуваного трипдрату Вони виказують себе шляхом - або поступового збільшення розміру зерен, якщо КІЛЬКІСТЬ введених затравок є недостатньою, до цього винаходу явище компенсувалось шляхом справляння дії на температуру суспензії в травильному баці, що справляє безпосередній вплив на залишковий вміст натрію в отримуваному трипдраті - або стабілізації розміру частинок, одержуваних за допомогою лінії декомпозицм, якщо надходження затравок перевищує критичне значення, чим більшою є число затравок, введених таким чином, тим меншим є стійкий розмір частинок, одержуваних в ході циклу декомпозицм Для того, щоб показати це зрозуміліше, заявнишя відділила частину суспензії перенасиченого алюмінату на початку декомпозицм і спостерігала в допоміжному баці перші результати і довготермінові результати різних механічних діянь, виконаних у вказаній вище суспензії Це явище було продемонстровано в лабораторії за допомогою особливого пристрою система, що приєднує до травильного бака допоміжний бак, в якому здійснюється розрізування, і яка, після одночасної зупинки подавання перенасиченої суспензії і механічного діяння, дозволяє центрам кристалізації збільшитись настільки, щоб можна було виявити їх присутність Цей пристрій, прискорюючи спостереження результатів, дозволив порівняти різні засоби генерування розрізування і визначити параметри, що приводять до умов отримання оптимальної затравки Він також дозволив визначити пристрій, якому можна надати 60350 8 перевагу для впровадження винаходу в умовах промислового виробництва Вважають, що результатом розрізування (зсуву), проведеного в суспензії, в першу чергу є відрив певної КІЛЬКОСТІ кристалітів, навіть частинок, від уже сформованих великих агломератів Додатково це розрізування (зсув) може викликати явища вторинної кристалізації Випробування, проведені в лабораторії, показали, що утворення затравок є ще значнішим, якщо суспензія протягом певного часу піддається інтенсивному розсіканню (зсуву) Результат такого утворення стає відчутним -тобто починає справляти вплив на гранулометричний склад одержуваного трипдрату оксиду алюмінію лише починаючи з певної критичної швидкості розрізування, підтримуваної принаймні протягом певного критичного періоду часу Ця критична швидкість розрізування і цей критичний період часу залежать від засобів, що використовуються для генерації механічного діяння, що здійснюється в суспензії Серед усіх перевірених і випробуваних засобів перевагу було надано двом засобам механічної генерації затравок - різальна турбіна (центрифуга), що працює на максимальній швидкості, але протягом проміжку часу, який можна змінювати, в залежності від КІЛЬКОСТІ центрів кристалізації, які належить утворити - відцентрова помпа, що працює або на замовлення, або неперервно, але зі змінною об'ємною подачею, в залежності від КІЛЬКОСТІ центрів кристалізації, які належить утворити Йдеться про допоміжну помпу, яка додасться до уже наявної (их) помпи (помп), що забезпечують циркуляцію в лінії декомпозицм Рішення, якому надано перевагу, полягає в виконанні контуру з відгалуженням для бака на початку декомпозицм - травильний бак, наприклад, - за допомогою якого можна досягти рециркуляції перенасиченої суспензії алюмінату з великою об'ємною подачею Що стосується різальної турбіни, то турбулентні і різальні зусилля, що виникають всередині повітряного проміжку між статором і ротором справляють певний вплив на генерацію затравок Висока частота механічних ударів по системі статор-ротор на великих периферійних швидкостях є причиною дуже великого розкидання частинок суспензії Значний результат генерації частинок спостерігається саме тоді, коли колова швидкість лопаток ротора перевищує 20м/с В конкретному випадку різальної турбіни можна оцінювати значеннями від 103 до 104 с 1 порядок значення належних швидкостей розрізування суспензії, з якою вона проходить в повітряний проміжок статорротор Заявниця встановила, що може бути вигідним в енергетичному плані практикувати розсікання на аліквотній частині перенасиченої суспензії, відібраній і повторно введеній в травильний бак Відібрана аліквотна частина відповідає порції з потоку суспензії алюмінату, такій, що КІЛЬКІСТЬ зародків, , що утворились і рециркулюють в травильному баці, є достатньою Для даної механічної енергії інтенсивність виконуваного розсікання залежить від середньої швидкості циркуляції суспензії чим ця остання менша, тим легше досягти цього критичного розсікання 3 іншого боку, знос, спричине 60350 10 пепи (cylpeps) (шматки брусків), різних розмірів та ний стиранням частинками суспензії, є тим менз різних матеріалів В рамках винаходу була надашим, чим менша середня швидкість циркуляції на перевага використанню сталевих сільпепів суспензії Дуже низький вміст суспензії, що підлягає обОтже, одна або кілька розрізувальна(их) турбіробці, дозволяє використовувати пристрої відносна (турбін) або безпосередньо занурена(і) в трано низької потужності - порядку 20кВт - оскільки вильний бак, або встановлена(і) на одному (або вони зможуть обробляти потоки суспензії порядку кількох) системі(ах) рециркуляції на травильному 3 м /год, у тон час як витрата суспензії в промислобаці, де вона(и) відіграє(ють) роль помпи (помп) 3 вій лінії Байєра має порядок тисяч м /год Що стосується відцентрової помпи, то заявниця встановила, що краще встановлювати систему Використання ультразвукового випромінюван2 рециркуляції на допоміжний бак біля правильного ня великої потужності (як правило, 100Вт/см з бака, що дозволить отримати інтенсивність рецирчастотою 20 - 500кГц) має за наслідок явище акускуляції набагато більшу, ніж інтенсивність надхотичної кавітації, яке також призводить до розтрісдження (живлення) з допоміжного бака Справді, кування зерен з утворенням дуже активних поверкритичного розсікання легше досягти в цьому дохонь розламу Як і при подрібненні, перевагу слід поміжному баці, тим легше, що рециркуляції з венадавати ДІЯННІ на невеликі КІЛЬКОСТІ, ЯК правило, ликою інтенсивністю прожене суспензію кілька не більше 5% суспензії, що циркулює в лінії декоразів через зону з інтенсивними розрізуваннями З мпозицм системи Байєра такою системою рециркуляції з високою інтенсивРециркулююча суспензія проходить через доністю на допоміжному баці, на який подається аліпоміжний бак, в якому генеруються ультразвукові квотна частина суспензії з травильного бака, що коливання обертається з травильним баком з меншою інтенНезалежно від того, яке саме механічне діяння сивністю, погодинний потік генерованих часток є використовується, виявилось корисним додати значно більшим, ніж потік, який можна отримати допоміжний бак в контур, через який проходить при використанні різальної турбіни такої самої поаліквотна частина суспензії, що підлягає обробці тужності В усіх цих випадках виявляється корисним додати до суспензії, на рівні допоміжного бака, розчин, В торпвельній мережі є помпи достатніх розперенасичений оксидом алюмінію, наприклад, алімірів для живлення лише однієї системи рециркуквотну частину перенасиченого алюмінатного розляції і генерування бажаної КІЛЬКОСТІ затравок Ось чину, відібрану на самому початку декомпозицм чому в способі згідно з винаходом, якому надано Це дозволить, з одного боку, розвести сухі речоперевагу, достатньо ввести в склад цієї системи вини, а найнижча в'язкість суспензії, що є наслідрециркуляції відцентрову помпу з механічними і ком цього, полегшує умови експлуатації, і, з іншого гідравлічними характеристиками, порівняльними з боку і головним чином - значно збільшити Rp сухарактеристиками уже існуючої відцентрової помспензії алюмінату і таким чином підвищити ефекпи, що використовується для забезпечення циркутивність генерування дрібних часток ляції суспензії в лінії декомпозицм Друга додаткова помпа, з менш значними механічними і Спосіб згідно з винаходом краще буде зрозугідравлічними характеристиками, дозволяє забезміти за допомогою детального опису його викориспечувати підживлення травильного бака з допомітання (введення в дію) жного бака Відбираючи лише десяту частину суНа фігурі 1 схематично показано етапи декомспензії з травильного бака для живлення позицм лінії БАЙЄРА європейського типу допоміжного бака, на якому здійснюється рецирНа фігурі 2 показано контур з відгалуженням куляція з інтенсивністю принаймні в п'ять разів на травильний бак, в якому циркулює аліквотна більшою, КІЛЬКІСТЬ утворених затравок, зазву почастина суспензія перенасиченого алюмінату за даних в травильний бак, є достатньою для всієї допомогою різальної турбіни, яка виконує роль суспензії, що проходить в травильний бак рециркуляційної помпи Ця турбіна створює, згідно з винаходом, значний розріз в суспензії перенасиЩо стосується подрібнення, то механізм ствоченого алюмінату рення зародків може бути різним зерна розбиваються, і поверхні розламів, дуже активні, стають На фігурі 3 показано допоміжний бак, живленмісцями для вторинних осадів Для того, щоб проня якого забезпечує система рециркуляції, що поконтролювати КІЛЬКІСТЬ утворених зародків, краще чинається і закінчується в травильному баці, часдіяти лише на дуже маленьку частину (меншу 1%, тина аліквотної частини, що проходить через як правило - порядку 1 проміле) загальної КІЛЬКОСТІ допоміжний бак, сама видобувається і рециркулює суспензії в лінії декомпозицм системи Байєра з великою інтенсивністю в допоміжному баці за допомогою відцентрової помпи Пристроєм подрібнення, якому надається перевага у винаході, є вібраційний млин, в склад На фігурі 4 схематично показано ЛІНІЮ БАЙЄякого входять два трубчасті млини, вібрації в яких РА європейського типу з системою механічної гегенеруються контрвантажами, що передають майнерації затравок згідно з винаходом, з відгалуженже коловий обертальний рух Обидві трубки, як ням на травильний бак На фігурі 5 схематично правило, на 65% наповнені молольними тілами показано ЛІНІЮ БАЙЄРА американського типу з Імпульси, що передаються молольним тілам через системою механічної генерації дрібних часток згідстінки труб, породжують удари, що передаються в но з винаходом, з відгалуженням на перший бак суспензію, яка проходить через млин В залежносукрупнення ті від матеріалу, який підлягає обробці, та заданої На фігурі 6 показано схему відгалуження на тонкості, в якості молольних тіл використовують травильний бак, в якій циркулює аліквотна частина кулі, стержні (бруси), або ж те, що називають сільсуспензії алюмінату, що проходить через вібрацій 12 11 60350 ний млин Випробування з різальною турбіною Наведені нижче приклади грунтуються на ваМи використали різальну турбіну ULTRA ріанті використання винаходу, якому слід надати TURRAX (зареєстрований товарний знак), що праперевагу, що застосовується на ЛІНІЯХ БАЙЄРА цює на 2900об/хв з розсіювачою потужністю європейського типу з високою продуктивністю на 6,3кВт Максимальне розсікання, що виникає під декомпозицм, таких, як наведена на схемі Фігури 1 дією турбіни, знаходиться поблизу периферійної Розчин перенасиченого алюмінату 1, з Rp близьчастини рухомої частини, швидкість там досягає ким до 1,2 та з концентрацією їдкого натру від 140 23м/с Турбіну занурили безпосередньо в досліддо 180г ЫагО/л, змішується з трипдратом оксиду ний бак Були перевірені багато періодів розсіканалюмінію 2, що рециркулює в КІНЦІ декомпозицм і ня, їх тривалість коливалась від 0,075- до 3насичений маточним розчином Перенасичена кратного значення середньої тривалості перебусуспензія 3, утворена таким чином, має Rp, близьвання суспензії в дослідному баці Результати букий до 1,0 Після перебування протягом 15 хвилин ли виражені в співвідношенням частоти утворення в травильному баці А, суспензія 4 під дією помпи зародків в дослідному та контрольному баці ПоPC скеровується до ПОСЛІДОВНОСТІ декомпозерів чинаючи з періоду розсікання, що дорівнював D1, D2, D3, , Dn Частина 7 суспензії ВІДДІЛЯЄТЬСЯ 0,375-кратному значенню середньої тривалості ВІД розкладеної суспензії 6 таким чином, щоб одеперебування суспензії в дослідному баці, турбіна ржати шляхом класифікації С відсортований трипспричиняла виникнення наддрібних частинок, які драт оксиду алюмінію 8, призначений для остатозбільшувались і через 48 годин досягали розмірів чної обробки (промивання, кальцинація, ) Інша дрібних частинок (середній діаметр - від 1 до частина 9 фільтрується F, відфільтрований роз2мкм), які можна було виявити за допомогою лічикладений розчин 10 знову концентрується, щоб льника частинок КІЛЬКІСТЬ ЦИХ наддрібних частизнову бути використаним для нового вилужування нок зростає із зростанням тривалості розсікання і у бокситів, в той час як фільтрат є трипдратом окси1 0 - 8 0 разів перевищує КІЛЬКІСТЬ наддрібних часду алюмінію 2, що служить затравкою і змішується тинок, що утворюються без попереднього розсіз перенасиченим розчином алюмінату 1 кання Незалежно від тривалості розсікання, що перевірялось, погодинний потік частинок, що виниДля того, щоб виявити вплив сильного розсікли завдяки цьому розстанню, залишається майже кання, зробленого всередині суспензії, заявниця постійним В даному випадку результати проведезробила експериментальний пристрій зменшених них вимірювань становили від 3,5 ± 1 і 4,5 ± 1 10 13 габаритів, що відтворює допоміжний травильний частинок за годину бак, до якого подається перенасичена суспензія алюмінату 3, що надходить від європейської лінії Випробування з відцентровою помпою БАЙЄРА, що відповідає цьому опису Ми використали відцентрову помпу М40 SCHABAVER, що працює в замкнутому контурі на Експериментальний пристрій дозволяє поріввідгалуженні для власне дослідного бака Ця помнювати в двох баках - одному дослідному, іншому па працювала протягом відрізку часу, що значно контрольному - еволюцію декомпозицм перенасиперевищував середню тривалість перебування ченого розчину алюмінату, що піддавався (дослідсуспензії в дослідному баці Відношення інтенсивний бак) чи ні (контрольний бак) механічному діянності рециркуляції помпи до інтенсивності поданю, яке належить вивчити Ці два баки об'ємом 1м3 вання сировини в бак змінювали від 1 до 15 живляться неперервно і паралельно, з однією й тією ж інтенсивністю, перенасиченим розчином Коли відношення інтенсивності рециркуляції алюмінату 3 з Rp = 0,96 і вмістом 155 г ЫагО/л, що помпи до інтенсивності подавання сировини в бак надходить з травильного бака лінії БАЙЄРА В було близьким до 10, результатом вимірювання обох баках суспензія постійно перемішується погодинного потоку утворених частинок були 3,5 ± (приводиться в рух) і підтримується при темпера0,5 10 14 частинок за годину турі 60°С Час живлення значно перевищує час Важко встановити точно швидкість розсікання, перебування суспензії в баках для забезпечення що досягається в самій суспензії, коли воно виниоднорідності останніх кає під дією відцентрової помпи Але здається, що це - лінійна швидкість суспензії на вході лопаток В дослідному баці перенасичена суспензія диску, який визначає розсікаючий ефект, останній алюмінату піддається розсіканню зі змінною інтензалежить від, з одного боку, механічних та гідравсивністю і протягом змінних проміжків часу, при лічних характеристик помпи, а також від відноцьому забезпечується неперервне постачання шення інтенсивності рециркуляції помпи до інтенобох баків Потім постачання в обидва баки односивності подавання сировини в бак Швидкості часно припиняється разом із припиненням механірозсікання, здійснюваного помпою в суспензії, вічного діяння рогідно, не такі високі, як швидкості, забезпечувані Потім баки ізолюються і утримуються в стані різальною турбіною, але рециркуляція з високою руху (перемішування) та при температурі, таких, інтенсивністю дозволяє суспензії багато разів щоб відбулась декомпозиція Взяття зразків здійспройти через зону інтенсивного розсікання, перш нюється через однакові проміжки часу, для того, ніж вона повернеться в травильний бак Якщо відщоб прослідкувати за гранулометричними змінами ношення інтенсивність рециркуляції/ інтенсивність та кінетикою декомпозицм Беручи до уваги діапаподавання сировини перевищує 5, то виявляється, зон вимірювання приладів-аналізаторів - ЛІЧИЛЬНИщо утворення дрібних частинок є достатнім для КІВ частинок - дуже дрібні частинки розміром ментого, щоб почати справляти вплив на розмір часше 1мкм не можуть бути виявлені, і лише після тинок в суспензії підживлення ці частинки можуть бути виявлені і може бути встановлена їх КІЛЬКІСТЬ Випробування з вібраційним млином 14 13 60350 Ми використали вібраційний млин PALLA (задить(21а) з травильного бака А і поступає в допореєстрований товарний знак) з двома циліндрами, міжний бак В Частина цієї аліквотної частини 21 на 65% наповненими сталевими сільпепами Рісама виходить і рециркулює (22) в контурі Q' з ревень переливу верхнього циліндра встановлено на циркуляцією через допоміжний бак В за допомомаксимум таким чином, щоб млин працював майгою відцентрової помпи Р Аліквотна частина 21 b же повністю заповненим (максимальний час перевідбирається з допоміжного бака В і знову спрямобування для заданої інтенсивності) Використовувується в травильний бак А за допомогою відцентється таке завантаження для подрібнення рової помпи РА Витрата аліквотної частини, взятої 21а і повернутої 21 b в травильний бак А - верхній циліндр - 120кг сталевих сільпепів по становить десяту частину потоку суспензії алюмі16мм нату в лінії Відцентрова помпа Р дозволяє забез- нижній циліндр - 120кг сталевих сільпепів по печити циркуляцію частини 22 цієї аліквотної час12мм тини 21 в відгалуженому контурі з більш ніж у п'ять Всі випробування були проведені з такими роразів більшою інтенсивністю (витратою) бочими параметрами Спосіб згідно з винаходом, якому слід надати перевагу, полягає в подаванні також і в допоміжВитрата (інтенсивність) (л/год) 300 100 300 ний бак В аліквотної частини 1Ь перенасиченого Амплітуда вібрацій (мм) 8 8 12 алюмінатного розчину 1 Таким чином утворена Час перебування в млині (хв) 8 24 8 суміш на рівні допоміжного бака В перебуває в стані значнішого перенасичення Такий додаток, Амплітуда вібрацій, за шкалою від 6 до 12мм, підвищуючи значення Rp суспензії 22, частина якої відповідає діаметрові кругової обвідної траєкторії піддається дуже інтенсивній рециркуляції, сприяє точки на вібруючій СТІНЦІ осадженню і посиленню утворення центрів крисНезалежно від встановленої амплітуди вібраталізації ції вібраційний млин утворив багато дрібних часФігура 4 показує розташування пристрою з фітинок і спричинив значні розлами зерен гідрату гури 3, адаптованого до контуру лінії БАЙЄРА євПогодинний потік дрібних частинок, що виникли ропейського типу з фігури 1 Перенасичений алюзавдяки цьому подрібненню, залишається майже мінатний розчин 1, з Rp = 1,2 і концентрацією постійним В даному випадку результати проведеїдкого натру 140г ЫагО/л, змішується з рециркуних вимірювань становили від 5,6 до 21,5 10 14 часлюючим трипдратом 2, насиченим маточним розтинок за годину, в залежності від робочих парамечином Суспензія 3, що утворюється в результаті трів млина, максимум досягався на 300 л/год і цього змішування, надходить в травильний бак А з амплітуді 12мм Rp, близьким до 0,95 Частина 21 суспензії 3 проВипробування з ультразвуком ходить через допоміжний бак В, щоб потім рецирПідрахунки частинок, а також гранулометричкулювати (21Ь) через травильний бак А Аліквотна ний аналіз були здійснені для контрольної суспенчастина алюмінатного розчину 1 - не показана на зії і для такої самої суспензії, що була піддана фігурі 4, щоб полегшити сприйняття рисунка, протягом ЗО хвилин обробці ультразвуком на надходить (один із варіантів) в допоміжний бак В, 100Вт/см2, з частотою 20кГц не проходячи через травильний бак До допоміжПісля проходження ультразвуку було відміченого бака В поєднується замкнутий контур, де но появу дуже великої КІЛЬКОСТІ дрібних частинок з забезпечується циркулювання частини 22 суспенсереднім діаметром D50, меншим 15мкм Віднозії з інтенсивністю, що повинна бути вищою, ніж шення КІЛЬКОСТІ частинок в обробленій суспензії до інтенсивність подавання сировини до допоміжного КІЛЬКОСТІ частинок в контрольній суспензії знахобака Інтенсивність рециркуляції забезпечується диться між 40 і 60 для частинок, діаметр яких відцентровою помпою Р, яка працює неперервно менший бмкм таким чином, що відношення інтенсивностей реРізальна турбіна циркуляція/живлення підтримується на рівні знаНа фігурі 2 представлено контур Q з відгалучення між 5 і 15 женням до травильного бака А, в якому циркулює Температура підтримується на 60°С в травиаліквотна частина 11 перенасиченої суспензії льному баці і в допоміжному баці, а в наступних алюмінату 3 під дією різальної турбіни Т, що викобаках вона падає Через три тижні констатують, нує роль рециркуляційної помпи що розмір зерен D50 стабілізується на значенні Ця турбіна, згідно з винаходом, здійснює інтеміж 60 і 90мкм, в залежності від вибраного віднонсивне розсікання в середовищі аліквотної частишення інтенсивностей рециркуляція/живлення ни 11 перенасиченої суспензії алюмінату 3 ОскіФігура 5 показує конкретну адаптацію для конльки утворення затравок є досить слабким, то туру Байєра американського типу, де пристрій з виконують кілька контурів цього типу, з рециркуляфігури 3 встановлено на відгалуженні від першого цією через травильний бак, загальний же потік, що бака-підживлювача N1, до якого надходить сурециркулює в цих контурах, повинен бути порівняспензія, що поступає з агломераційного бака AG і льним з потоком суспензії, що проходить через змішується з вторинною затравкою 32, що рециртравильний бак і спрямовується до декомпозерів кулює, починаючи від «secondary thickener (втоВідцентрова помпа ринного згущувача (концентратора))» ST ОтримаНа фігурі 3 показано допоміжний бак В, до яконий гідрат 8' виходить через перелив «primary го подається сировина по контуру Q з рециркуляthickener (первинного згущувача (концентратора))» цією, що починається і закінчується в травильному РТ Маточний розчин 10' виходить через перелив баці А Відкриваючи клапан V, аліквотна частина «tertiary thickener (третинного згущувача (концент21 перенасиченої суспензії алюмінату 3 вихо 16 15 60350 під тиском Суспензія 21 b на виході з млина скероратора))» ТТ,> у той час як третинна затравка 33 вується в травильний бак Вимірювання витрати виходить через перелив третинного згущувача 3 (порядку 2м /год) здійснюється витратоміром або (концентратора), щоб потім бути змішаною з втокаліброваною камерою, уміщеною на виході млиринною затравкою 32, а потім - з перенасиченим на Витрата регулюється за допомогою дросельнорозчином 1', отримана таким чином суспензія З' го клапана Надлишок 21с відібраної суспензії знозаливається потім в агломераційний бак AG Як ву вводиться безпосередньо в суспензію 4, яка показано на фігурі 3, слід надати перевагу, особнадходить в перший бак-декомпозер ливо у випадку, коли виконують контур з відгалуженням на перший бак-підживлювач N1, подавати Спосіб згідно з винаходом дозволяє утворюватакож і в допоміжний бак В аліквотну частину пети затравки в самій суспензії в контрольованій ренасиченого алюмінатного розчину 1' Це дозвоКІЛЬКОСТІ і без внесення змін в робочі параметри лить значно підвищити Rp суспензії алюмінату, яка лінії БАЙЄРА, які справляють вплив на остаточну на цій стадії уже менше перенасичена якість продукту, наприклад, залишковий вміст їдкого натру Вібраційний млин Цей спосіб є цікавим для всіх процесів, зорієнНа фігурі 6 показано контур Q з відгалуженням тованих на високу продуктивність алюмінатного на травильний бак А Аліквотна частина 21 а перозчину і досягнення підвищеного вмілу каустичної ренасиченої суспензії алюмінату 3 відбирається за соди (понад = 140г Na2O/n) допомогою помпи РА і клапана V Суспензія спрямовується до вібраційного млина BV, що працює PC! г. 1 Фіг 2 Фіг 4 17 60350 Фіг 5 Комп'ютерна верстка М Клюкш 18 Фіг б Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119