Комбинирование способа Байера со способом спекания

29.01.2017

Сравнение способов Байера и спекания показывает, что низкокремнистые бокситы выгоднее перерабатывать способом Байера.
С повышением содержания кремнезема в боксите применение способа Байера становится все менее выгодным, так как возрастают потери глинозема и щелочи с красным шламом. При некотором среднем содержании кремнезема в боксите (примерно 7—8% для боксита, содержащего 50% Al2O3) переработка его как способом Байера, так и способом спекания с технико-экономической точки зрения равноценна При дальнейшем повышении содержания кремнезема в боксите уже выгоднее применить способ спекания.
Изучение применения способа Baiiepa к переработке высоко кремнистых бокситов привело к созданию так называемого комбинированного способа, объединяющего в одной технологической схеме способы Байера и спекания.
Комбинированный способ переработки боксита может быть осуществлен по двум схемам: параллельной и последовательной
Технологическая схема параллельного варианта комбинированного процесса приведена на рис. 18.
Комбинирование способа Байера со способом спекания

Основная масса низкокремнистого боксита по этой схеме перерабатывается способом Байера. Параллельно ветви Байера имеется ветвь спекания, по которой перерабатывается определенное количество высококремнистого боксита. Ветвь спекания заканчивается операцией обескремнивания. Обескремненный алюминатный раствор смешивается с алюминатным раствором, полученным в ветви Байера, и вместе с ним поступает на декомпозицию.
Количество боксита, перерабатываемого в ветви спекания, определяется из расчета полной компенсации потерь едкой щелочи в обеих ветвях. Каустическая щелочь образуется из соды при спекании и вводится в ветвь Байера из ветви спекания с алюминатным раствором.
Таким образом, переработка бокситов по параллельной схеме позволяет заменить дорогостоящую едкую щелочь, потребляемую в ветви Байера, более дешевой кальцинированной содой. Кроме тoгo, из ветви Байера выпадает операция каустификации соды, что особенно важно при переработке высококарбонатных бокситов, а из ветви спекания выпадают операции карбонизации и регенерации соды. Замена карбонизации декомпозицией позволяет перерабатывать алюминатные растворы с более низким кремневым модулем, что упрощает операцию обескремнивания в ветви спекания. Наконец, применение параллельной схемы создает лучшие условия декомпозиции алюминатных растворов. Последняя производится при низком каустическом модуле в начальной стадии процесса, что достигается смешением раствора ветви спекания с низким модулем с раствором ветви Байера с повышенным модулем.
Последовательный вариант комбинированного способа впервые был предложен в 1935 г. советским исследователем В.А. Мазелем. Он является дальнейшим развитием способа спекания и применяется для переработки высококремнистых бокситов.
Технологическая схема последовательного варианта комбинированного способа приведена на рис. 19.
Комбинирование способа Байера со способом спекания

Высококремнистый боксит подвергается выщелачиванию способом Байера оборотными щелочными растворами. Красный шлам после выщелачивания, содержащий значительное количество глинозема и щелочи (в виде нерастворимого натриевого алюмосиликата), здесь уже не является отходом производства, а подергается дополнительной переработке. С этой целью его спекают с содой и известняком; спек выщелачивают и полученный алюминатный раствор после обескремнивания объединяют с алюминатным раствором ветви Байера. Смесь алюминатных растворов затем подвергают декомпозиции.
Применение для переработки бокситов последовательной схемы позволяет резко повысить извлечение глинозема из боксита и сократить удельный расход соды. Кроме того, при этом варианте переработки бокситов снижается расход шихты на 1 т получаемого глинозема, сокращается расход топлива и число работающих печей. Следствием этого является снижение капитальных и эксплуатационных расходов.
Однако данный вариант переработки бокситов не всегда может быть с успехом применен в производстве. Все зависит от того, насколько количество и состав красного шлама, передаваемого из байеровской ветви, отвечают требованиям технологического процесса.