Оқулық құралы Павлодар (075. 8) Ббк 34. 33 я73 м 27 С. Торайғыров атындағы пму ғылыми кеңесі ұсынған



бет6/9
Дата17.04.2016
өлшемі1.62 Mb.
түріОқулық
1   2   3   4   5   6   7   8   9


5.7 Декомпозиция

Алюминат ерітінділерінің ыдырауы декомпозиция бөлікшесінде жүзеге асады.

Алюминат ерітінділері бақылау сүзілуінен өтіп, 60-63оС дейін салқындатылғаннан кейін ыдрау процесіне түсіп, шөгуге кристалды гидроксид болып бөлінеді. Ыдырау процесі ерітіндідегі иондарының концентрациясы немесе белсенділігі төмендеген жағдайда жүзеге асады. Осының нәтижесінде реакцияның тепе-теңдігі оң жаққа қарай ығысады.
Al()4 Al()3+ (5.8)
Осы реакцияны жылдамдату үшін ерітіндіге көп мөлшерде жаңадан шөгуге түскен алюминий гидроксидін, яғни қорды қосады.

Алюминий оксидінің, яғни қордың құрамындағы алюминий тотығының Al2O3 ерітіндінің құрамындағы Al2O3 алюминий тотығына массалық қатынасын қорлық қатынас деп атайды. Әртүрлі алюминий тотығын өндіретін заводтарда қорлық қатынас 1,5-3,5 сандары аралығында болады.

Ерітіндіні ыдырату температураны басқы декомпозерден бастап соңғы декомпозерға дейін 62-65 оС тан 55-52 оС дейін жайлап төмендету арқылы жүреді.

Ыдырау процесінің нәтижесінде алынған алюминий тотығының қаншалықты екенін шөгуге түскен алюминий тотығының алюминат ерітіндісінің құрамындағы алюминий тотығына қатынасы арқылы есептеп шығаруға болады.

Сөйтіп ерітіндінің ыдырау деңгейін мынадай теңдеу арқылы анықтаймыз
немесе (5.9)
Теңдеудегі С1 – алюминий тотығының алюминат ерітіндісіндегі концентрациясы, ал С2 – ыдыраудан кейінгі алюминий тоығының төл ерітіндідегі концентрациясы, г/дм3; αа – алюминат ерітіндісіндегі каустиктік қатынас (модуль), ал αм – ыдыраудан кейінгі төл ерітіндінің модулі.

Алюминий тотығының сығылу кезіндегі шығымы шамамен 45-50% құрайды, яғни 50% алюминий оксиді ерітіндіден шөгуге көшеді, ал қалған бөлігі төл ерітіндісінің құрамында қалады. Ерітіндінің концентрациясына байланысты төл ерітіндінің каустикті модулі шамамен 3,0-3,2 сандарының аралығында болады.

Декомпозиция процесінің маңызды көрсеткіштерінің бірі оның үлесті шығымы немесе түсімі болып табылады. Ол әр тәулікте алюминат ерітіндісінің әрбір шаршы метірінен бөлінген алюминий оксидінің мөлшерімен өлшенеді, яғни
(5.10)
мұндағы q – меншікті шығым (кг/м3 тәулігіне);

(Al2O3)ал – алюминат ерітіндісіндегі Al2O3

концентрациясы, (кг/м3);

η – ыдырау пайызы, %;

τ – декомпозиция процесінің ұзақтылығы, (сағат).

Сығылу жылдамдығының жоғарлылығы мен алюминат ерітінділерінің ыдырау деңгейінің тереңдігінен басқа декомпозициялық жағдай алюминий гидроксидін белгілі ірілікпен және зиянды қоспалардың құрамы төмен болатын жағдайды қамтамасыз етуі қажет.

Алюминат ерітінділерінің өнімі болып шартәріздес түйіршік түріндегі алюминий гидроксиді Al(OH)3 саналады.
Кесте 10 – Декомпозиция бөлікшесіне түсетін технологиялық

ерітінділер



Аталуы

Al2O3 г/л

Na2Oку, г/л

αк

1 Алюминат ерітіндісі

126:130

116:120

1,52

2 Қорлық қойыртпақ

114

116

1,7

3 Айналымдағы сілтілік ерітінді. (декомпозерларды химиялық әдіспен тазарту)

113

210

2,9:3,2

Қормен араластырылған алюминат ерітінділерінің ыдырау процесі ауамен және механикалық бұлғау арқылы декомпозерлер батареяларында жүргізіледі. Ыдырау деңгейінің пайызы төл ерітінділер арқылы тексеріліп отырады. Декомпозициядағы қойыртпақтың температурасын айналымдағы сулардың көмегімен және кәдімгі қоршаған ауа жылуалмасуы арқылы төмендетеді.

Ыдырау деңгейің сапалы және жоғары деңгейде жүруіне төмендегідей факторлар әсер етеді:

– алюминат ерітінділерінің каустикті қатынасы;

– алюминат ерітінділерінің концентрациясы;

– қордың мөлшері мен сапасы;

– зиянды қоспалардың мөлшері;

– температуралық режімі және бұлғау түрлері;

– бұлғаулық әсер.

Енді осы әсер ететін факторларға толығырақ тоқталайық.


Кесте 11 – Ыдырау процесінің режімдік параметрлері

Параметрлердің атауы

Технологиялық режімнің мөлшері

Бақылау әдістері

Алюминат ерітіндісінің каустикті модулі

1,50: 1,55

Ортаауысымдық алымды талдау

Қорлық қатынас

2,0-3,0

Ортаауысымдық алымды талдау

Басқы декомпозерлардағы

қатты заттардың мөлшері



400-450

Ортаауысымдық алымды талдау

Қорлық қойыртпақтың каустикті модулі

1,65-1,75

Алымды тәулігіне бір рет талдау

Басқы декомпозерлардың тығыздығы

1,44-1,48

Бақылау өлшеуіш аспаптары (БӨА)

көрсеткіштері бойынша



Соңғы декомпозерлардағы

қатты заттардың мөлшері



420-470

Алымды тәулігіне бір рет талдау

Соңғы декомпозерлардағы

қойыртпақтың каустикті модулі



2,9-3,2

Алымды тәулігіне бір рет талдау

Басқы декомпозерлардағы қойыртпақтың температурасы

60-63

Бақылау өлшеуіш аспаптары (БӨА)

көрсеткіштері бойынша



Ертітіндінің декомпозерлар арасындағы температуралық өтімі

0,5-1оС

Бақылау өлшеуіш аспаптары (БӨА)

көрсеткіштері бойынша



Сығылған ауаның қысымы

5,0-6,5

Бақылау өлшеуіш аспаптары (БӨА)

көрсеткіштері бойынша




Каустикті қатынастың әсері. Әдетте алюминат ерітінділерінің каустиктік қатынасының өзгеруінен алюминат ерітінділерінің ыдырауының жылдамдығын анықтайды. Егер алюминат ерітінділерінің каустикті қатынасы тепе-теңдік ерітіндінің каустикті қатынасымен салыстырғанда неғұрлым аз болса, алюминат ерітіндісі өте қаныққан болады және ыдырау процесі тез қарқынмен жүріп, алюминий гидроксиді бөлініп шығады. Сонымен алюминат ерітіндісінің каустикті қатынасы аз болған сайын сығылу тезірек жүреді, бірақ шөгімде майдатүйіршікті гидроксид көбейіп кетеді. Және ескеретін жағдай алюминат ерітіндісінің каустикті қатынасы тым төмендеп кететін болса, алюминат ерітінділерінің тұрақтылығы төмендеп, алюминий тотығын қызыл шламнан бөлгенде, тасымалдағанда және қоймаларда сақтағанда оның жоғалымына әкелуі мүмкін.

Сондықтан өндірісте алюминат ерітінділерінің қатынасын 1,5-1,55 сандарының араларында ұстайды.



Ерітіндінің концентрациясының әсері. Каустиктік қатынасты өзгертпей бір қалыпта ұстай отырып,алюминат ерітінділеріндегі алюминий оксидінің концентрациясын көтерген сайын, ол ерітінділердің алюминий гидроксидімен қанығу деңгейі төмендейді, яғни ерітіндіде тепе-теңдік жағдайы қалыптаса бастайды. Бұл құбылыс ыдырау процесінің жылдамдығын бәсеңдетеді. Бірақ та егер алюминат ерітінділерінің концентрациясын жоғарлатып, ал сығылу жылдамдығын төмендететін болса, онда аппараттың жұмыстық көлемінің бірлігінен алюминий гидроксидінің жалпы абсолюттік шығымы көбейеді.

Декомпозицияға түсетін алюминат ерітінділерінің әрбір каустиктік қатынасына өзіне сәйкес алюминий оксидінің Al2O3 немесе Na2O концентрациялары болады, дәлірек айтсақ алюминат ерітінділерін ыдырату кезінде алюминий гидроксидінің шығымын толық қамтамасыз ете алатын концентрация. Неғұрлым каустикті қатынас төмен болса, соғұрлым қажетті концентрация жоғары болады.

Мұндай концентрацияның болу қажеттілігі алюминий гидроксидінің жұмыстық көлем бірлігіндегі шығымына ерітіндінің концентрациясы мен ыдырау деңгейінің теріңдігінің қарама қарсы қозғалыстарының әрекетінен пайда болған құбылыс деп білеміз. Сондықтан алюминат ерітінділерін шамадан тыс сулату ыдырату жылдамдығын арттырғанымен, қанағаттанарлықтай алюминий тотығының шығымын алуға қолданылуға жарамайды. Сонымен қатар алюминат ерітінділерінің тым жоғары концентрацияларында ыдырау процесіне жарамайды.

Қордың мөлшері мен сапасының әсері. Шөгімге түскен жаңа алюминий гидроксидінің, яғни қордың сығылу процесіндегі рөлінің мәні алюминат ерітінділерін ары қарай ыдыратуға қолайлы жағдай жасайтын дайын түйіршік орталығын құру болып табылады. Сондай жағдай жасалғанан кейін алюминат ерітінділерінің ыдырау процесіндегі қордың түйіршіктері ұлғая бастайды.

Сығылуға түсетін алюминат ерітінділерінің қорының мөлшері қорлық қатынас немесе қорлық сан ретінде сипатталады, яғни қордың құрамындағы алюминий оксидінің Al2O3 алюминат ерітіндісіндегі алюминий оксидіне Al2O3 массалық қатынасын қорлық қатынас деп атайды.


(5.11)
Аз мөлшердегі қорлық қатынасты қолданғанда, мысалы (0,5-1,5), ыдырау процесі бәсеңдеп, ерітіндінің ыдырау тереңдігі төмендеп, алынатын соңғы ерітінділердің каустикті қатынасы αк өте төмен болады.

Сондықтан ыдырау процесінен кейін алынатын төл ерітіндінің каустикті модулі бокситті ерітінділей алатын модульдің шамасында болу үшін өндірісте қорлық қатынастарды шамамен 2,5-3,3 сандарының аралығында ұстайды. Қордың құрамындағы алюминий гидроксидінің бөлшектілік деңгейінің өсуімен, түйіршік орталықтарының санының көбеиуінің нәтижесінде сығу процесі ұлғая түседі. Бірақ өте ұсақ, белсенділігі аз қор ыдырау процесінде алюминий гидроксидтерінің бөлшектерінің қажетті өсімін қамтамасыз ете алмайды, сондықтан ары қарайғы сүзу мен жуу процестері нашарлайды. Осыған орай өндірісте, қажетті ірілікпен алюминий гидроксидін алу үшін қор ретінде қолданылатын алюминий гидроксидтерін алдын ала жіктен өткізіп отырады.

Алюминат ерітінділерін ыдырату процесін жақсартып, деңгейін көтеру үшін көптеген зерттеулер жүргізілді. Солардың біреуі қор ретінде ұсақ майдаланған белсенділігі жоғары қорды қолдану. Мұндай қорды белсенді қор деп атайды. Ол алюминат ерітінділерінен алынған жаңа шөгімге түскен бөлшектілік алюминий гидроксиді.

Кәдімгі қормен салыстырғанда белсенді қор өте ұсақ бөлшекті және беткі жағы жақсы дамыған гидроокисьтен тұрады. Осы қасиеттеріне қарай ыдырау процесі кезінде қордың ұсақ түйіршіктері қажетті ірілікке дейін өсіп үлгереді.

Белсенді қорды қолдану қорлық қатынас сандарын едәуір төмендетеді.

Ыдырау процесіне қордың құрамының тазалығы маңызды әсер етеді. Өндірісте қормен бірге ыдырау процесінің басына алюминат ерітінділеріне каустикті қатынасы жоғары сілтілік ерітінділер түседі. Бұл алюминат ерітінділерінің каустикті қатынасы қормен араласқанан кейін жоғарлап кетуіне әкеліп соғады, сөйтіп ары қарайғы сығылу процесін бәсеңдетеді.

Сондықтан қор ретінде қолданылатын алюминий гидроксиді мұқият жуып сілтілік ерітінділердің құрамын азайтуды талап етеді.

Зиянды қоспалардың әсері. Қандай да қоспа болсын алюминат ерітінділерінің сығылуы кезінде тек алынатын алюминий гидроксидінің сапасына ғана емес және оның түйіршіктерінің өсу жылдамдығынада әсер етеді. Алюминат ерітінділеріндегі маңызды қоспалардың бірі кремний оксиді, күкірт және органикалық заттар. Зерттеу нәтижелері алюминат ерітінділерінің құрамында белгілі мөлшердегі кремнезем алынатын алюминий гидроксидінің тек сапасына ғана әсер етіп қоймай, ыдырау процесін бәсеңдететінін анықтады.

Сығылуға түсетін алюминат ерітінділерінің кремнилік қатынасы қанағаттанарлықтай сапалы гидроксид алу үшін кем дегенде 350-400 саны аралықтарында болуы керек.

Алюминат ерітінділерінде органикалық қоспалар бокситтің құрамындағы гуминдік заттардың сілтіде еруінің нәтижесінде пайда болады.

Осылай пайда болған натрий гуматтары алюминат ерітінділеріне өтіп, сығылу процесіне айтарлықтай әсер етеді.

Ерітіндінің ыдырау жылдамдығы төмендейді және алюминий гидроксидінің түйіршіктерінің өсуі бәсеңдейді. Сондықтан ыдырауға түсетін ерітінділердің құрамынан органикалық заттарды уақытында тазартып отыру керек. Органикалық қоспаларды тазартудың тиімді жолы бокситті күйдіру, бұл жағдайда олар бұзылып кетеді. Ал екінші жолы жүйелі түрде төл ерітінділерін буландырғанда тазалап отыру керек.

Күкірт алюминат ерітінділерінде натрий сульфаты түрінде кезігеді.

Алюминат ерітінділерінде жиналып ыдырау процесін тежейді.

Температураның әсері. Бір қалыпты каустикті қатынас пен концентрациядағы алюминат ерітінділерінің температурасы сығылу процесінің жылдамдығына және алынатын алюминий гидроксидінің сапасына әсер етеді. Температураны төмендеткенде ыдырау процесі ұлғаяды, бірақ егер 40оС төмендетсе қайтадан бәсеңдейді. Бұл құбылыс әр каустиктік қатынасқа әртүрлі әсер етеді. Температураны 40оС ары қарай жоғарлатқанда алюминат ерітінділерінің ыдырауының төмендеуі ерітіндінің қанығу деңгейінің төмендегенімен түсіндірілсе, 40оС ары қарай төмендеткенде оның тұтқырлығының артуымен түсіндіріледі.

Ерітіндінің температурасын тым төмендетіп жіберсе, қордың түйіршіктерінің баяу өсуіне байланысты шөгуге түсетін алюминий гидроксидінің бөлшектілігі жоғарлап кетеді.

Мұндай өте майда гидроксидті сүзгіден өткізу өте қиынға түседі, сондықтан өндірісте температураны 40оС- тан төмен түсірмейді.

Павлодар алюминий заводында ыдырау процесінің бастапқы температурасы 60-63 оС, ал процестің соңында, яғни соңғы декомпозерлерде 52-55 оС аралығында. Бұл заводта гидроксидтің белгілі бөлшектілігі мен белгілі сапасын алуға бейімделген температура.



Бұлғаудың әсері. Сығу процесінде бұлғаулауды біріншіден қорды қалқыма күйінде ұстап тұру үшін және ерітіндімен беттік жанасуына үлкен қолайлы жағдай жасау үшін қолданады. Ал екіншіден алюминат ерітіндісінің концентрациясын барлық нүктелерде теңестіруді жеңілдету үшін қолданады. Бұлғаулау ыдырау процесін ұлғайтып, гидроксид түйіршіктерінің біркелкі өсуіне қолайлы жағдай туғызады.

Алюминат ерітінділерінің ыдырау жылдамдығы бұлғауыштың айналым сандарын ұлғайтқанда өседі. Бұл құбылыс қор гидроксидінің механикалық ұсақталып, беткі қабатының ұлғаюының нәтижесінде пайда болуымен түсіндіріледі.

Өндірісте үзіліссіз сыйымдылықтары V=1200-4500м3 (10 және одан да көп) батареялардан тұратын, гидрат қойыртпағын ауамен және механикалық түрде бұлғаулайтын екі түрлі декомпозер қондырғылары жұмыс істейді.

Декомпозер түбі жағы конустық, болаттан жасалған, ал ішкі жағына тасымалдағыш және түпкі жағынан жоғарғы жағына ұдайы бұлғаулап аудармалағыш екі аэролифт түсірілген цилиндірлік ыдыс.

Аэролифтердің сыртқы жақтары қойыртпақты салқындатуға арналған су қалталарымен қапталған. Ал аэролифтің ішіне ауа жіберілетін диаметірі Ǿ57мм құбыр жіберілген.

Кесте 12 – Декомпозердың сипаттамасы



Декомпозер

Түбі конустық

Түбі жайпақ

Түбі сфералық

Биіктігі

33500мм

26880мм

31800мм

Диаметірі





10м

Сыйымдылығы

1800м3

1690м3

2150м3

Цилиндірлік бөліктің биіктігі

24830мм

24830мм

24000мм

Конустық бөліктің биіктігі

8670мм

8670мм

7800мм

Цилиндірлік бөліктің сыйымдылығы

1568м3

1568м3

1800м3

Конустық бөліктің сыйымдылығы

232м3

232м3

350м3

Цилиндірлік бөліктің 1м көлеміндегі сыйымдылығы

63м3

63м3

78м3

Тасымалдағыш аэролифтің диаметірі

426мм

426мм

530мм

Тасымалдағыш аэролифтің ұзындығы

26700мм

25800мм

26000мм

Бұлғаулап-аудармалау аэролифінің диамеірі

325мм

325мм

325мм

Бір минуттағы айналым саны

7,3

7,3

7,6

Электрқозғалтқыш

30квт, минутына 1500 айналым

30квт, минутына 1500 айналым

45квт, минутына 1500 айналым

Редуктордағы майдың температурасы

70-75оС

70-75оС

70-75оС

Редуктордағы майдың қысымы

0,5 кгс/см2 кем емес

0,5 кгс/см2 кем емес

0,5 кгс/см2 кем емес



Сурет 5.8 – Түбі сфера және конус болып келетін декомпозерлер
5.8 Гидратты өңдеу блогы

Құрамында шамамен 420-460 граммды гидрат қойыртпағы соңғы декомпозерлардан өздігінен ағып гидроайыруларға түсіп, алюминий гидраты жіктеледі. Өнім гидратының бөлшектік сапасын артыру үшін бөлікшеде екі сатылы гидроайыру сұлбасы енгізіліп, бүгінде жақсы жұмыс атқарып келеді. Бұл тізбек үлгісі бойынша гидроайырудың бірінші сатысынан алынған құмдас сұйықтығы сүзуден өтіп, қор ретінде бөлек батареяға жіберіледі. Сонда ерітінділерден қосымша кристалдардың өсуі басталады.

Гидрат қойыртпағы жаңағы бөлек батареяның соңғы декомпозерынан гидроайырудың екінші сатысына түсіп тағы да бөлінеді, содан кейін құмдас сұйықтығы өнімдік сүзуге жіберіледі. Бұдан басқа да алынатын өнім гидратының бөлшектік сапасын барынша арттыру мақсатында бөлікшеде қосымша сұйық фаза мен қою фазаларды бөлу үшін гидроқұйындатқыш қондырғылары орнатылып, қазіргі таңда тиімді жұмыс атқарып келеді.

Гидроайырулардың бірінші және екінші сатыларынан алынған ағынды қойылтқышқа келіп түседі.

Қойыртпақты шөгу екі түрлі қойылтқышта іске асады:

1) Диаметірі 20м, сыйымдылығы V-1180м3, цилиндір бөлімінің биіктігі Н цилин. бөлімі- 2,8м тең бір ярусты қойылтқыш.

2) Диаметірі 14м, сыйымдылығы V-1200м3, цилиндір бөлімінің биіктігі Н цилин. бөлімі- 7,0м тең екі ярусты қойылтқыш.

Қойылтқыштардың ағызындыларының сапасын жақсарту мақсатында оларға арнайы синтетикалық флокулянт «Алклар-600» қосып отырады.

Гидрат қойыртпақтары қойылтқыштардың астынан қорлық сүзулерге жіберіліп, барабандық сүзгілерде сүзіліп, сүзілген қоқым алюминат ерітінділерімен араласып қор ретінде басқы декомпозерлерге жіберіледі. Ал сүзгі ағызындысы қойылтқыштың ағызындысымен қосылып, ары қарай бақылау сүзілуіне жіберіледі.

Төл ерітіндісін бақылау сүзуінен ЖТАС-125; 225 сүзгілерінде өткізеді. Бақылау сүзуінен кейін сүзігі ағызынды буландандыру бөлікшесіне жіберіледі.

Гидроайырулардың екінші сатыларының төменгі конусынан алынған гидрат өнімі сүзуге жіберіледі. Онда гидраттың құрамындағы сілті сумен жуылып, сүзгіде сүзіледі. Алюминий тотығын тұтынушылардың талап тілектерін орындау мақсатында және алюминий тотығының бөлшектік сапасын барынша жақсарту жағдайында қосымша гидрат сақтайтын қоймалар қолданылады.

Алюминий гидроксидін қоюландыру процесі бір немесе екі ярусты қойылтқыш аппараттарында және гидроайырғыштарда жүргізіледі.

Бір ярусты қойылтқыштың диаметірі Ǿ20м, ал екі ярусты қойылтқыштікі Ǿ14м.

Гидрат қойыртпағының түйіршікті құрамын жіктеу үшін гидроайырғыштар қолданылады. Гидроайырғыштарда жіктелу процесі ірі және ұсақ бөлшектердің шөгу жылдамдықтарының айырмашылықтарына негізделінген.

Ірі бөлшектердің шөгу жылдамдықтары жоғары болғандықтан олар көп мөлшерде гидроайырғыштың төменгі бөлігінен түсіріледі, ал жеңілдеу бөлшектер ағызындымен бірге кетеді.

Бөлшектердің жүзгінмен бірге кеткен уақыты мен жылдамдығын Стокс теңдеуімен анықтауға болады


; (5.12)
мұндағы r – бөлшектердің шөгу уақыты, (секунд);

V – бөлшектердің ағынмен кету жылдамдығы, (см/

секунд);


H – бөлшектердің шөгу тереңдігі, (см);

q – еркін құлау үдеуі; q= 980,7 сек/см2

ρқ – қатты материалдың тығыздығы (г/см3),

Al(OH)3 тығыздығы 2,43 г/см3 тең;



ρс – сұйықтықтың тығыздығы (г/см3),

төл ерітіндінің тығыздығы 1,24 г/см3;



d – төменгі жақ бөлік фракциясының диаметірі;

η – бөлшектілік ортаның тұтқырлығы г/(см·с),

төл ерітіндісі үшін η=0,0248 г/(см·с).

Ағынмен кету жылдамдығын былай анықтауға болады
; Qағызынды = Qкелуі-Qтүсірілу , (5.13)
мұндағы Qағызынды – ағызындының шығыны, (м3/сағат);

Qкелуі – келген қойыртпақтың шығыны, (м3/сағат);

Qтүсірілу – түсірілу шығыны, (м3/сағат);

S – көлденең қима алаңы, м2.

Жоғарыдағы теңдеуге сүйене отырып, қойыртпақтың белгіленген түйіршік құрамының фракциясын жіктеуге ағызындыны қандай жылдамдықта ұстап отыру керектігін есептеп шығаруға болады.

Қоюландыру процесі алюминий гидроксидінің қатты бөліктерін төл ерітіндісінен бөлуге арналған. Қойылтқыштың ішіндегі қойыртпақтың биіктігіне қарап оны бірнеше аймаққа бөлуге болады:

– жоғарғы аймақ мөлдірленген төл ерітінді, ол ағызынды ретінде үзіліссіз шығарылып отырады;

– төменгі жағында қоюландыру және тығыздау аймағы орналасқан, онда алюминий гидроксидінің бөлшектері ауырлық күшінің әсерімен төмендеп, жоғарғы қабаттардың салмағымен тығыздалынады.

Төл ерітіндідегі алюминий гидроксидінің шөгу процесі қатты заттардың ауырлық күшінің әсерімен іске асырылады. Тыныш сұйық ортада бөлшектердің шөгу жылдамдығы бастапқыда ақырындап жоғарлайды. Жылдамдық ұлғайған сайын бөлшектердің қозғалысына кедергі көбейеді. Сөйтіп аз уақыттың ішінде тепе-теңдік қалпы басталады, яғни ауырлық күші ортаның кедергі күшіне тең келеді. Осы шақтан бастап қатты бөлшек бір қалыпты жылдамдықпен, шөгу жылдамдығы деп аталатын жылдамдықпен қозғала бастайды


(5.14)
мұндағы V – бөлшектердің шөгу жылдамдығы, (с/м);

d – бөлшектердің диаметірі, (м);

γқ – қатты заттардың тығыздығы, кг/м3;

γс – сұйықтықтың тығыздығы, кг/м3;

η – ортаның тұтқырлығының коэффициенті, г/см·с.

Теңдеуден көріп отырғанымыздай қатты бөлшектердің шөгу жылдамдығы оның диаметірі, тығыздығы және сұйық ортаның тұтқырлығына тәуелді екені. Алюминий гидроксидінің қоюлану процесінің негізгі көрсеткіші болып төл ерітіндісінің ағызындысының үлесті өнімділігі саналады.

Үлесті өнімділік деп қойылтқыштың шөгу алаңының әр шаршы метірінен шығарылатын 1м3 мөлдірленген төл ерітіндінің бір сағаттағы мөлшерін түсінеді. Қойылтқыштарда ағызындының жылдамдығы шөгу алаңының бір шаршы метіріне 0,3-0,4 м3/сағатты құрайды. Ал гидроайырғыштардың ағызындысының жылдамдығы ағызынды алаңының бір шаршы метіріне 1,5-3,0 м3/ сағатты құрайды.

Шөгуге түскен алюминий гидроксидінің және төл ерітіндінің қоспалары шамамен химиялық құрылысы төмендегідей гидраттық қойыртпақтан тұрады: Al2O3 – 68; Na2O – 121; αк – 2,9:3,2; қатты заттардың құрамы – 460г/л.


Кесте 13 - Қоюландыру және жіктеу технологиялық процестерінің

режімдік параметрлері

Параметрлердің атауы

Технологиялық режімнің мөлшері

Бақылау әдістері

Соңғы декомпозерлардағы

қатты заттардың мөлшері



420-470г/л

Ортаауысымдық алымды талдау

Гидроайырғыштардың ағызындысындысының құрамындағы қатты заттардың мөлшері

300-400кг/л

Ортаауысымдық алымды талдау

Гидроайырғыштардың төменгі жағынан алынатын өнімнің құрамындағы қатты заттардың мөлшері

750-950г/л

Алымды тәулігіне бір рет талдау

Гидроайырғыштардың төменгі жағынан алынатын өнімнің тығыздығы

1,65-1,68

Бақылау өлшеуіш аспаптары (БӨА)

көрсеткіштері бойынша



Қойылтқыштың ағызындысының құрамындағы қатты заттардың құрамы

5кг/л көп емес

Ортаауысымдық алымды талдау

Бір ярусты қойылтқыштардың төменгі жағынан алынатын өнімнің тығыздығы

1,65-1,70

Бақылау өлшеуіш аспаптары (БӨА)

көрсеткіштері бойынша



Бір ярусты қойылтқыштардың төменгі жағынан алынатын өнімнің құрамындағы қатты заттардың мөлшері

750-900

Алымды тәулігіне бір рет талдау

Екі ярусты қойылтқыштардың төменгі жағынан алынатын өнімнің тығыздығы

1,62 – 1,68

Бақылау өлшеуіш аспаптары (БӨА)

көрсеткіштері бойынша



Екі ярусты қойылтқыштардың төменгі жағынан алынатын өнімнің құрамындағы қатты заттардың мөлшері

750-900

Алымды тәулігіне бір рет талдау

Кесте 14 - Қойылтқыштың сипаттамасы



Қойылтқыш

Екі ярусты

Бір ярусты

Тік валдың айналым саны

Сағатына 22 айналым

Сағатына 30 айналым

Шөгу алаңы

460м2

314м2

Қойылтқыштың диаметірі

14м

20м

Түбінің ылди бұрышы

20о

20о

Цилиндір бөлігінің биіктігі



2,8м

Көлемі

1182м2

1200м2


5.9 Төл ерітіндіні буландыру

Буландыру бөлікшесі ерітіндідегі артық суды буландырып оның концентрациясын белгіленген деңгейге көтеруге және шикізатты өңдеу кезінде ерітінділердің құрамында жиналып қалған зиянды қоспаларды ертіндіден тысқары шығаруға арналған.

Сонымен қатар буландыру бөлікшесінің негізгі міндеттерінің бірі айналымдағы ерітіндіні тапсырылған сілтілік концентрациямен Na2Oky технологиялық процесстің басына үздіксіз қамтамасыз етіп отыру.

Төл ертінділерді булау бір-бірімен қосылып тізбектелген буландыру батареяларында жүзеге асады. Бу негізінен «Жылу энергетикалық орталықтарымен» қамтамасыз етіледі және ерітінділер қайнаған кезде пайда болған екінші булар да қолданылады.

Буландыру батареялары жұмыс істеген кезде ерітінді мен бу бір-біріне қарама қарсы қозғалып жүреді.

Ерітіндіні булап оның концентрациясын шамамен 210г/л көтерген кезде зиянды қоспалар біртіндеп ерітіндіден қатты фаза ретінде бөлініп, содан кейін жүйеден бөлек шығарылады.

Буландыру бөлікшесі буландырғыш батареяларында әлсіз төл ерітінділерін қуатты ерітінділерге дейін булап, қуатты ерітінділерді түйіршіктелендіріп және қоюландаратын, сонымен қатар буландырылған ерітінділерден сода-сульфаттық қоспаларды шығару, сода – сульфатты қойыртпақты сүзу деген операциялардан тұрады.

Алюминий тотығы өндірісінде буландыру бөлікшесі цех пен заводтың су, сода, натрий сульфаты, органикалық қосылыстар және басқа да қосылыстар бойынша баланыстық мәліметтерін есептеп салыстыруға арналған.

Сонымен бірге қызыл шламды, үйінді шламды жууға ыстық сумен қамтамасыз етеді және процес кезінде пайда болған конденсатты «Жылу электр орталықтарына» уақытымен жіберіп отырады. Буландыру процесі кезінде алюминат ерітінділерінен алюмосиликат, сода және басқа да органикалық қосылыстар бөлінеді. Алюмосиликаттардың бөлінуі ерітіндінің температурасын жоғарлатқанда өсе бастайды да, каустикті сілтінің концентрациясын көтергенде төмендейді. Бұл құбылыс буландыру батареяларында ерітінді мен ыстық будың қарама – қарсы жүргізілетін сұлбасын ұстануға мәжбүр жасады. Осының нәтижесінде алюмосиликаттардың тез қарқынмен бөлінуі төмендеді..Сөйтіп буландыру процесі ерітінді мен ыстық бу қарама – қарсы жүретін 4 және 5 корпустан құрастырылған «Кестнер» аппаратынан тұрады. (Кестнер аппаратты ойлап тапқан адамның фамилиясы).

5.9.1 Буландыру процесі жайлы жалпы мәлметтер. Ұшпайтын заттардың ерітінділері қайнаған кезде буланған фазаға тек қана еріткіш өтеді. Осы жағдайда еріткіш біртіндеп буға айналып, бу қалпында кете бастағанда ерітіндінің концентрациясы, яғни еріген, ұшпайтын заттардың құрамы жоғарлай бастайды.

Сонымен қайнау кезінде еріткішті буға айналдырып, ерітіндінің концентрациясын жоғарлату процесі буландыру процесі деп аталады.

Буландыру процесі сулатылған ерітінділердің концентрациясын көтеруге немесе олардан ерітілген заттарды ары қарай тұндыру, сүзу және түйіршіктеу арқылы бөліп шығару үшін кеңіне қолданылады.

Өндірісте буландыруға негізінен сулы және сілтілі ерітінділер түседі.

Ерітінділерді буландыру процесі әртүрлі конструкциялық буландыру аппараттарында жүргізіледі.

Ерітінділермен жұмыс істейтін буландыру аппараттарын жылыту үшін асақыздырылған немесе қаныққан, 0,5 тен 6,0 кгс/см2 - (0,05-0,6 МПА) қысымдағы бу қолданылады. Ерітіндіні қыздыру процесі жылуды екі затты да бөліп тұратын қабырға арқылы қыздырылатын агентке беру арқылы жүргізіледі. Буландыруды атмосфералық қысымен де, сонымен қатар төмендетілген және жоғарғы қысымдармен де жүргізе береді.

Атмосфералық қысымен буландыру кезінде бу атмосфераға жіберіледі.

Төмендетілген қысымен буландырғанда (сирету кезінде) аппараттың ішінде арнайы конденсаторда екіншілік буды конденсациалау арқылы және конденсаторға су жіберу арқылы вакуумдық соғыштармен арнайы конденсатордан кондициаланбаған газдарды сорган кезде вакуум пайда болады.

Буландырудың мұндай тәсілі аппараттағы ерітіндінің қайнау температурасын төмендетуге және қыздырылатын агент пен қайнайтын ерітіндінің арасындағы температуралық айырмашылықтарын ұлғайтуға мүмкіндік береді. Сөйтіп беттік жылуалмасуды төмендетеді.

Жоғарлатылған қысыммен буландырған кезде жылу қондырғылары мен аппараттар үшін екіншілік бу қыздырғыш агент ретінде қолданылады. Буландыру қондырғыларында корпус сандарын көбейту, екіншілік буды көп қайтара қолдануға мүмкіндік береді.

Сонымен көпкорпусты буландыру қондырғыларында бір көлем мен бір мөлшердегі жылуды көпқайталап қолданылуға болады. Бұл жұмсалынатын будың қомақты мөлшерін үнемдеуге мүмкіндік туғызады.

5.9.2 Буландыру аппараттарының құрылғысы.

1) «Кестнер» аппараты.

2) Ерітіндіні табиғи жолмен айналымға түсіретін аппарат.

3) Ерітіндіні тысқары күштердің әсерімен айналымға түсіретін аппарат.

Ерітіндіні тысқары күштердің әсерімен айналымға түсіретін аппараттың техникалық параметірлері төмендегідей:
Кесте 15 – Аппараттың техникалық параметірлері

Буландыру аппараты

Ерітіндіні тысқары күштердің әсерімен айналымға түсіретін аппарат

Жылыту кеңістігі

F=418м2

Ерітіндінің температурасы

T=140оС

Будың температурасы

T=160оС

Құбыр аралық қысым

P= 0,6Мпа

Айырғыштың көлемі

V= 145м3

Бір камерадағы диаметірі Ǿ57мм х 3,5 құбырдың саны

214

Бір камерадағы құбырдың ұзындығы

L=7,0м

Сорғыштың атауы

ОХГ 8-55-К-СД -1-УЗ

Электрқозғалтқышының қуаты

200 кВт

Ерітіндінің тығыздығы

γ=1,6 г/см3

Аппараттың көлемі

170м3

Кесте 16 – Ертінділердің сипаттамасы



Аталуы

Al2O3

Na2Oку

μку

Na2Oж

Сода,%

Қг/л

SO3

Fe2O3

SiO2

oC

1 Байер және күйежентектелу тізбектерінің араласқан төл ерітіндісі

64

118

2,9-3,2

-

13,5



<2,5

7,5

-

-

50


2 Байер тізбегінің төл ерітіндісі

68

125

<3,0

-

14,5

<2,0

4,5-6,5

-

-

50

3 Айналымдағы сілтілік ерітінді

120

<210

2,9-3,2

-

10,5-11,5

-

-

-

-

110

4 Галий алынатын цехқа жіберілетін сілтілік ерітінді.

120

215-225

<2,9

-

-

-

6-8,5

<0,020

-

110

5 ЖЭО жіберілетін конденсат

<310 мкг/л







<30 мкг/л










<60 мкг/л

<120 мкг/л

90

6 ГМЦ және КЖЦ жіберілетін ыстық су










<5,0 г/л
















85

7 Айналымдағы шламды шайатын су



























50


8 ГМЦ жіберілетін конденсат










<1,0 г/л
















80

9 Айналымдағы КЖЦ жіберілетін су




























50


Сурет 5.9 – Буландыру аппараты


5.9.3 Буландыру аппараттарының есептері

Ерітінділердің қайнау температурасы. Ерітіндінің үстіндегі еріткіштің буының қысымы таза еріткішке қарағанда әрқашанда төмен болып келеді. Осының салдарынан ерітіндінің қайнау температурасы таза еріткіштің қайнау температурасынан бір қалыпты қысымның өзінде жоғары болады.

Мысалы: Кәдімгі су 100оС қайнайды, өйткені судың буының қысымы осы температурада 1атм (атмосфералық қысым) тең. Ал 30% NaOH ерітіндісі үшін ерітіндінің үстіндегі су буының қысымы 100оС температурада 1 атмосфералық қысымнан төмен және ерітінді өзінің астындағы будың қысымы 1 атм деңгейге жеткен кезде ғана 117 оС температурада қайнай бастайды.

Сондықтан ерітіндінің қайнау температурасы (t1) мен таза еріткіштің температурасының (t2) арақатынастық айырмашылығы температуралық басылу немесе температуралық депрессия деп аталады.


Δ1 = t1 - t2 (5.15)
Температуралық депрессия ерітілген заттар мен еріткіштің қасиеттеріне тәуелді болып келеді және ерітіндінің концентрациясы мен қысымы көтерілгенде ол да ұлғаяды. Егер атмосфералық қысымда Δатм температуралық депрессия белгілі болса, аппараттағы белгісіз басқа қысымдарда да температуралық депрессияны анықтауға болады.

Δ1 = К·Δатм , (5.16)


мұндағы К – жылутасу коэффициенті.

Өндіріс ерітінділері үшін Δатм = (117 -100 ) = 17 оС.


Кесте 17 – Жылутасу коэффициенттері

Атм.

0,06

0,08

0,1

0,15

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,8

К

0,64

0,665

0,69

0,73

0,76

0,81

0,85

0,88

0,91

0,95

Атм.

1

1,5

2,0

2,5

3,0

4,0




К

1

1,07

1,14

1,19

1,23

1,32



Ерітіндінің қайнау температурасының жоғарлауын температуралық депрессия ғана арқылы емес гидростатикалық және гидравликалық депрессиялар арқылы анықтауға болады.



Гидростатикалық депрессияда Δ2 ерітіндідегі жоғарғы қабаттардың гидростатикалық қысымының әсерінен аса жоғарғы температурада сұйықтықтың төменгі қабаты жоғарғы қабатына қарағанда ерте қайнайды.

Мысалы: Егер 10 метірлік құбырдың ішіндегі суды атмосфералық қысымда 100 оС дейін қыздырса, онда жоғарғы қабаттағы су t=100 оС температурада қайнап кетеді, өйткені қысым 1 атмосфераға тең. Ал төменгі қабаттағы су t=120 оС температурада қайнайды, өйткені ол 2 атмосфералық қысымның астында жатыр. Бұл жағдайда гидростатикалық депрессия жоғарғы жағында 0 оС бастап, төменгі жағында 20 оС дейін өзгереді, ал құбырда орта есеппен


(0+20)/2=10 оС тең
Буландыру аппараттарында бұл депрессияның есебін қолдану мүмкін емес, өйткені ерітінді әрқашанда қозғалыста болады және бу аралас сұйықтық қоспасы түрінде болады. Сондықтан орташа 1-3 оС сандарының арасында қабылдайды.

Гидравликалық депрессияда Δ3 аппараттағы қысымның көтерілуін екіншілік будың ұсталма арқылы шығатын құбырдан өткен кездегі гидравликалық жоғалымдардың әсерінен болғанын ескере отырып 1оС шамасында қабылдайды.

Су қайнаған кезде температуралық қысым қыздыратын будың температурасы мен судың қайнау температурасының айырмашылығына тең, яғни 160-100=60 оС және екіншілік будың температурасына тең.

Ерітінді қайнаған кезде аппараттағы қысымға сәйкес келетін екіншілік қаныққан будың температурасы өзгермейді, ал ерітіндінің қайнау температурасы депрессиялық көрсеткіш деңгейіне дейін көтеріледі. Осының нәтижесінде температуралық қысымда депрессиялық көрсеткіш деңгейіне дейін төмендейді. Соымен депрессия температуралық жоғалымды туғызады.

Буландыру аппаратының ішіндегі толық депрессия


Δ= Δ1 + Δ2 + Δ3 (5.17)
Аппараттың ішіндегі қайнау температурасы
t= t2 + Δ, (5.18)
мұндағы t2 – қысым кезіндегі екіншілік будың температурасы;

Δ – аппараттың ішіндегі депрессия.

Мысалы: 0,2 атмосфералық қысымдағы 20% NaOH ерітіндісінің қайнау температурасын анықтайық.
Δатм = 14 оС; К=0,76;
Δ= 14·0,76=10,6
10,6+3+1=14,6 оС.
0,2 атмосфералық қысымда судың қайнау температурасы 59,7оС.

Онда қайнау температурасы Tқайнау температурасы = 59,7+14,6=74,3оС.

5.9.4 Материалдық баланс теңдеуі
Qт = Qа + W, (5.19)
мұндағы Qт – төл ерітіндінің мөлшері;

Qа – айналымдағы сілтілік ерітіндінің мөлшері;

W – ерітіндінің құрамынан буға айналған судың

мөлшері.
V1 · p1= V2 · p2 +W (5.20)


W= V · (p1 – C1/C2 · p) (5.21)
W = V · (1 – CБ/CС), (5.22)
мұндағы CБ – ерітіндінің бастапқы концентрациясы;

CС – ерітіндінің соңғы концентрациясы;

V – ерітіндінің көлемі;

P – ерітіндінің тығыздығы;

V1 – төл ерітіндінің көлемі;

p 1 – төл ерітіндінің тығыздығы.

Жылулық баланс
Q = Gт · Cт · tт = Gс · Cс · tс +W · I +Qа, (5.23)
мұндағы W – соңғы корпустан шыққан конденсат;

Qа – ағынның мөлшері;

Cт – ерітіндінің бастапқы концентрациясы;

tт – ерітіндінің бастапқы температурусы;

tс – ерітіндінің соңғы температурасы;

Cс – ерітіндінің соңғы концентрациясы.

Жылутасу коэффиценті
, (5.24)
мұндағы 1/a1 мен 1/a2 – кері жылутасу коэффициенттері;

δ – қабырғалардың жылу кедергілері;

a1 және a2 – екі жылутасымалдағыштардың жылутасу

коэфиценттері;



δ – қабырға қалыңдығы;

в – қабырғаны бөлетін жылуөткізгіштік.

Құбырдың есебі


V =3600·S·w = 3600· n·d2/4·w, м3/сағат (5.25)
3600·n·d2/4·w·p, кг / сағат,
мұндағы S – құбырдың қима ауданы, м2;

d – құбырдың диаметірі, м2;

w – қозғалыс жылдамдығы, сек/метр;

p – тығыздығы, кг/ м3.


5.10 Соданың ерітіндіден бөлінуі

Қуатты буландыратын батареялардың буланған ерітінділері қатты фазалардың түйіршіктерін кристалдарды ірілеу мақсатымен алдымен кристалдандырғышқа, содан кейін қатты қоюланған фазаны сұйықтан бөлу үшін қойылтқышқа жіберіледі. Қойылтқыштың ағызындысы өздігінен айналым ерітінділері жиналатын бакқа құйылады, ал қойылтқыштың астыңғы конусынан алынған қойыртпақ барабандық сүзгілерінде сүзіледі. Сүзгінің қоқымы карбонаттардан,сульфаттардан,органикалық заттардан ж.т.б. тұрады. Ол айналымдағы сумен араластырылып қойыртпақты суалту, ары қарай қызыл шламды араластыруға жіберіледі.

Буландырылған қуатты ерітінділерден соданы және басқа да қоспаларды бөліп шығару үшін кристалдандырғыштар мен сода тұндырғыш аппараттары қолданылады. Буландыру процесінен алынған сілтілік ерітінділер кристалдандырғыштарға түсіп, одан ары қарай қойылтқыштарға құйылады.

Қойылтқыштың мөлдірленген ағызындылары бөлек бактарға құйылады, ал астыңғы конусынан алынған сода қойыртпағы сүзілуге жіберіледі.

Бөлініп алынған сода шөгіндісінің құрамы мен қуатты ерітіндінің қойыртпақ қоспаларының химиялық құрамдары төмендегідей:

– айналымдағы сода (қатты фазасы):

– Al2O3 – 18,0; Na2Oж – 139,0; Na2Oку – 33,0; αк – 3,0.

– айналымдағы сілтілік ерітінді ( сұйық фазасы):

– Al2O3 – 120г/л; Na2Oку – 210-220г/л; αк – 2,9-3,2; соданың % –10-11%.

Кесте 18 – Қоюландыру процесінің технологиялық параметрлерінің

режімі

Параметрлердің атаулары

Технологиялық режімнің мөлшері

Бақылау әдісітері

Сода тұндырғыш аппараттың ағызындысы:

Na2Oку;

соданың % ;

үлестік салмағы.



210-215г/л;

9-11;

1,360-1,365 г/см3



Ортаауысымдық алымды талдау

Қойылтқыштың конусынан алынған қойыртпақтың құрамы.

350-400 қг/л



Көз мөлшерімен анықталады

Сода тұндырғыш аппараттың ағызындысының температурасы

115-117 оС



Бақылау өлшеуіш аспаптары (БӨА)

көрсеткіштері бойынша



Қойылтқыштың конусынан алынған қойыртпақтың тығыздығы,

меншікті салмағы.


1,5-1,6 г/см3



Бақылау өлшеуіш аспаптары (БӨА)

көрсеткіштері бойынша




5.11 Алюминий гидрототығын қыздыру

Алюминий тотығы өндірісінің алюминий гидроокисін қыздыру процессі технологиялық тізбектің соңғы тармағы болып келеді. Қыздыру мақсаты алюминий гидроокисінің құрамынан суды бөліп, таза, ылғалды өткізбейтін алюминий тотығын алу.

Қыздыру процессі ұзындығы L=110м; d=4.5м және 2% төмен ығысқан айналмалы құбырлық пештерде шамамен 1100-1300 оС температура аралығында жүргізіледі.

Негізгі реакция мынадай


2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O (5.26)
және алюминий гидроксиді қыздыру кезінде мынадай құрылымдық өзгерістерге түседі
Al(OH)3100–200 оС Al(OH)3 200–250 оС AlOOH 400–500 оС

ылғалды құрғақ бемит



γ– Al2O3 920–950 оС Al2O3

корунд


Пештен қыздырылып шыққан алюминий тотығын салқындату үшін ұзындығы L=38,5м; d=3,6м және төмендік ығысуы 2% айналмалы құбырлық тоңазытқыш қолданылады.

Өнім алюминий гидроксиді тасымалық конвейерлер жүйесінің көмегімен сүзгі бөлікшесінен пештердің шанабына түсіріледі. Гидраттың ылғалдылығы 10% жоғары болмауы керек.

Пештердің отыны ретінде мазут қолданылады, қазіргі таңда зауытта отын ретінде тас көмірді газға айналдырып, пештерге газды беру технологиясы жүзеге асырылып жатыр.

Гидрат пештің суық басынан,ал мазут бүріккіштердің көмегімен пештің ыстық басынан беріледі, сөйтіп гидрат оттың жалынына қарсы жүреді.

Тоңазытқыштан шыққан алюминий тотығының температурасы 200 оС жоғары болмауы керек.

Салқындатылған алюминий тотығы тоңазытқыштардан шанаптарға түсіп, содан кейін камералық сорғыштармен алюминий тотығы қоймаларына жіберіледі.

Тұтынушыларға сатылатын алюминий тотығының шығым көрсеткіші ең маңызды көрсеткіш болып табылады, өйткені сол көрсеткіш арқылы қолданылып жүрген технологияның экономикалық тиімділігін және өңделген бокситтен алюминий тотығы қаншалықты толық шығарылып алынды немесе қаншалықты жоғалтылғанын көруге болады
, (5.27)
мұндағы ηш – алюминий тотығының шығуы, (%);

Q1 – бокситтің белгілі бір салмағынан өндірілген

алюминий тотығының мөлшер, кг;

Q2 – белгілі бір салмақтағы бокситтің құрамындағы

алюминий тотығының мөлшері, кг.

Алюминий гидроксидін (Al(OH)3) кальциндеу процесі алюминий тотығын өндіру тәсілдерінің барлық түрлерінің соңғы сатысы және оның негізгі қасиеттері мен сипаттамасын анықтайтын бөлікше болып табылады.

Жуылып және сүзгіден өтіп, кальциндеуге жіберілген өнімдік гидрат химиялық және физикалық құрамдары жағынан төмендегідей талаптарға сай келуі керек:

Қоспалардың массалық еншісі: SiO2 0,02% көп емес;

Fe2O3 0,03% көп емес;

Na2O 0,39% көп емес;

Ылғалдылығы 10% көп емес;

Ірілігі 32 мкм кіші фракциялар 30% көп емес.

Негізгі (5.26) реакциясы жүру үшін, яғни алюминий оксиді мен су молекулаларының арасындағы химиялық байланысты бұзу үшін көп мөлшерде энергия жұмсауға тура келеді. Іс жүзінде бұл процесс гидратты жоғарғы температураға дейін қыздырып және осы температурада оны белгілі бір уақыт аралығында ұстап тұру керек.

Отын ретінде құрамында күкірті аз М100 және М40 маркалы мазут қолданылады.


Кесте 19 – Мемлекеттік стандарт бойынша (ГОСТ 10585 -63)

мазуттың негізгі сипаттамасы



Мазуттың маркасы

М100

М40

80оС температурадағы шартты тұтқырлық.

15,5 көп емес


8,0 көп емес



Күлділігі

0,15 % көп емес

0,15 % көп емес

Механикалық қоспалардың мөлшері

1,0 % көп емес

2,5 % көп емес

Күкірттің мөлшері

0,5 % көп емес

0,5 % көп емес

Судың мөлшері

2,0 % көп емес

2,0 % көп емес

Оталу температурасы

110 оС төмен емес

90 оС төмен емес

Суытылу температурасы

+25 оС төмен емес

+10 оС төмен емес

Құрғақ отынға санағандағы төменгі жану жылулығы.

9650 ккал/кг


9700ккал/кг


Алюминий тотығын қыздыру қышқақты оттөзімді кірпіштермен шегенделген айналмалы құбырлық пештерде жүреді. Гидраттың алюминий тотығына айналу процесі шикізаттың химиялық құрамы мен физикалық күйінің өзгеруін сипаттайтын негізгі төрт тармақтан тұрады.

Пештік кеңістік төрт аймаққа бөлінеді және әр аймақ материалдың өзгеше түрге айналуына сәйкес келеді.

Бірінші аймақ – кептіру аймағы. Мұнда гидраттың сыртқы (физикалық) ылғалдылығы кетеді, ал материал шамамен 200-250 оС температурасына дейін қыздырылады.Шегіну газдарының температурасы шамамен 200-250 оС, ал аймаққа келіп түсетін газдардың температурасы 600 оС дейін болады.

Екінші аймақ – кальциндеу аймағы. Бұл аймақта материалдан, яғни алюминий тотығынан бүкіл химиялық ылғал кетеді, ал материал 900-950 оС температурасына дейін қыздырылады. Осы кезде гамма түріндегі (γ- Al2O3) алюминий тотығы пайда болады. Шегіну газдарының температурасы шамамен 600-700 оС

Үшінші аймақ – қыздырып-шынықтыру аймағы. Бұл аймақта орнықты гамма – түріндегі алюминий тотығының жоғарғы температуралық пішіні пайда бола бастайды. Сонымен қатар осы аймақта алюминий тотығының аса орнықты және ылғал өткізбейтін альфа – түріндегі (α- Al2O3) пішіні қарқынды түрде пайда бола бастайды. Шынығу аймағына өткен альфа – түріндегі (α- Al2O3) алюминий тотығының еншісі оның сол аймақта қаншалықты уақытта болғандығына және материалға әсер ететін жылулықтың сапасына тәуелді. Алюминий тотығының шынығу аймағынан шыққандағы температурасы шамамен 1200 оС, ал шегіну газдарының температурасы шамамен 1300-1400 оС құрайды.

Төртінші аймақ – салқындату аймағы. Бұл аймақта оттық алаудың арғы жағындағы алюминий тотығы 800-900 оС температураға дейін салқындайды.
Кесте 20 – Салқындату аймағының сипаттамасы

Аймақтың аталуы

Сипаттайтын параметірлері

Кептіру аймағы

W-ылғалдылық (10%→ 0 %)

Кальциндеу аймағы

Қыздырып-шынықтыру кезіндегі жоғалымдар; қ.к.ж. (34,7%→ 0,6 %)

Шынықтыру аймағы

α- Al2O3 (0 %→ 20 %)

Салқындату аймағы

Алюминий тотығының температурасы; Та.т. (1200 оС → 800 -900 оС)


Каталог: fulltext -> transactions
transactions -> А. Ф. Зейнулина филология ғылымдарының кандидаты, профессор
transactions -> Е. Жұматаева жоғары мектепте әдебиетті білімденудің инновациялық технологияларымен оқыту
transactions -> МӘШҺҮр-жүсіп шығармалары тілінің морфологиялық ерекшеліктері
transactions -> М. Н. Баратова Мәшһүр Жүсіп өлеңдерінің жанрлық сипаты Оқу-әдістемелік құрал Павлодар, 2007
transactions -> Азамат Тілеуберді
transactions -> Қазақ – шығыс және орыс (еуропа) Әдебиеті байланысы
transactions -> Қазақ фольклорын зерттеу мәселелері: ХХ ғасырдың бірінші жартысы
transactions -> Табиғи орта жағдайын бақылау «Мониторинг принциптері және типтері»
transactions -> МӘШҺҮртану ғылыми-практикалық орталығЫ
transactions -> Р. М. Муталиева қазіргі қазақ әдебиеті


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет