ПӘндердің ОҚУ-Әдістемелік кешені



жүктеу 1.64 Mb.
бет1/10
Дата17.04.2016
өлшемі1.64 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
: ebook -> umkd
umkd -> Семей мемлекеттік педагогикалық институты
umkd -> 5 в 020500 «Бастауыш оқытудың педагогикасы мен әдістемесі»
umkd -> «Баспа қызметіндегі компьютерлік технологиялар»
umkd -> Гуманитарлық-заң, аграрлық факультетінің мамандықтарына арналған
umkd -> 5B050400 «Журналистика» мамандығына арналған
umkd -> Әдебиет (араб тілінде «адаб» үлгілі сөз) тыңдарман, оқырманның ақылына, сезіміне, көңіліне бірдей әсер беретін дарынды сөз зергерлерінің жан қоштауынан туған көрнек өнері
umkd -> 5В020500 «Филология: қазақ тілі» мамандығына арналған ХІХ ғасырдағы қазақ әдебиеті пәнінің
umkd -> «Өлкетану тарихы және мәдениеті»
umkd -> Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі шәКӘрім атындағы семей мемлекеттік
umkd -> 5 в 011700 : -«Қазақ тілі мен әдебиеті» мамандығына арналған


ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ

БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

СЕМЕЙ қаласының ШӘКӘРІМ атындағы

МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ



СМЖ-ның 3 бөлім денгейі

ПОӘК

ПОӘК 042-18-10.1.21/01-2015




ПОӘК

«Глинезем мен силикатты материалдарының химиялық технологиясы»

пәніне арналған

оқу-әдістемелік материалдар


№2 басылым



11.09.2015ж.



ПӘНДЕРДІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ
«ГЛИНЕЗЕМ МЕН СИЛИКАТТЫ МАТЕРИАЛДАРЫНЫҢ

ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯСЫ»
050720 – «Бейорганкалық заттардың химиялық технологиясы» мамандығына арналған
ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР

Семей


2015
Мазмұны
1 Глоссарий (осы бөлімнің болуы негізді емес)

2 Дәріс оқулар

3 Практикалық және зертханалық сабақтар

4 Курс жұмысы және диплом жобасы (жұмысы)

5 Студенттің өзіндік жұмысы

1 ГЛОССАРИЙРАР

Минералды шикізаттарды – құм, қиыршық тас, құрылыс тасы, саз балшық және каолин, гипс, диатомит және трепел, далалықшпатты шикізат, графит, слда,тальк, волластонит және басқа минералдар мен тау жыныстары, сол сияқты өнеркәсіптік қалдықтар мен ілеспе өнімдер – күл, шлактар, метал кендерін байыту мен көмірдің әртүрлі қалдықтары.

Минералогия – минералдар туралы ғылым. Табиғи минералдардың 98% кристалды құрылысты.

Шикізат материалдары - силикат өнеркәсібінің шикізаттары ретінде әртүрлі тау жыныстары мен минералдар қолданылады.

Құрылыстық керамика – үй, ғимарат, құрылыстарды қалауға , қабырғалардың сыртқы және ішкі қапталуына арналған керамикалық тақталар, жерасты қатынастарына арналған бұйымдар, санитарлы-техникалық бұйымдар, кафельдер, жабынқыштар, жылуизоляциялық керамика материалдары бұйымдары жатады.

Отқа төзімді материалдар – жоғары температурада жұмыс жасайтын өнеркәсіптік пештерді, пештің оттығын және аппараттарды қалауға арналған бұйымдар, сол сияқты, әртүрлі мақсаттағы детальдарды күйдіруде қолданылатын оқ-дәрі ретіндегі бұйымдар.

Химиялық төзімді материалдар – изделия, предназначенные для работы в химиялық және басқа өнеркәсіп салаларындағы ыдыстардың, аппараттардың, машиналардың металл бөліктерін алмастыратын немесе қорғайтын агрессивті орталарда жұмыс жасауға арналған бұйымдар.

Жұқа керамика – шаруашылық фарфор және фаянс ыдыстар, көркемдік және сәндік бұйымдар, химиялық ыдыстар және бұйымдардың басқа түрі.

Техникалық және арнайы керамика – авиациялық, ракета-космостық, атомдық техникада, радиоэлектроника, электроника және басқа өнеркәсіп салаларында қолданылатын арнайы қасиеттері бар материалдар мен бұйымдар.

Саз балшық – кейбір тау жыныстарының (гранит, гнейс, кварцты порфир, пегматит, слюда және т.б.) атмосфералық агенттер әсерінен ыдырау және гидратациялану өнімдері болып табылады.

Металлургиялық қождар - металдарды қорытудағы қалдықтар болып табылады.

Отындық қождар мен күлдер - отын жануы барысындағы қаттыфазалық реакциялар нәтижесі.

Фосфорлы қождар – фосфордың электротермиялық өндірісі қалдықтары болып табылады.

Кептірудің негізгі міндеті – алынған жартылай фабрикаттың көлемінің өзгерісін аяқтау. Кептіру барысында материалдар мен бұйымдардың технологиялық және физико-химиялық қасиеттері өзгереді.

Қабырғалық керамика бұйымдары – ежелгі жасанды құрылыс материалдарының біріне жатады. Олар әртүрлі мақсаттағы ғимараттар мен құрылыстар салуда кеңінен қолданылады.

Қасбеттік керамика – жақсы қаптағыш материал, себебі сырт келбеті жақсы, құны жоғары емес, ұзақ мерзімге төзімді. Оны үш топқа топтастыруға болады: беттік кірпіш және тас, қасбеттік қаптағыш плиткалар мен плиталар, архитектуралық-көркемдік детальдар.

Керамикалық толтырғыштар - салыстырмалы жаңа материалдар болып табылады. Қасиеттері, құрылымының түзілу процесіне қарай олар дәстүрлі керамикадан ерекшеленеді.

Керамзит – түйіршіктелген көпсіген материал, сынуында кепкен көбік құрылымы бар.

Отқа төзімді материалдар - жоғары температурада механикалық және физика-химиялық әсерлерге төзімді және әртүрлі теплотехникалық агрегаттар жинауға қолданылатын материалдар мен бұйымдар.

Динас – құрамы 93% SiO2 тұратын отқа төзімді материал.

Алюмосиликатты отқа төзімді материалдар - екікомпонентті жүйе Al2O3-SiO2 негізінде алынған.

Ауалық ұстастырғыш материалдар – құрғақ-ауалы ортада қатайып және беріктігін ұзақ сақтайтын заттарды атаймыз. Оларға гипсті және магнезиалды ұстастырғыштар, ауалық әктас және ерігіш («сұйық») шыны.

Гидравликалық ұстастырғыштар – олар сумен қатып қалатын, ауалы ортада ұстасып және бастапқы қатаюдан кейін ылғалды ауалы, сол сияқты сулы ортада да қатая беретін, беріктігін сақтап әрі жоғарылата түсетін материалдар.
2 ДӘРІС ОҚУЛАР
ДӘРІС №1. КІРІСПЕ. «ГЛИНОЗЕМНЫҢ ЖӘНЕ ТАБИҒИ СИЛИКАТТАРДЫҢ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯСЫ» КУРСЫНЫҢ МАҚСАТЫ МЕН МІНДЕТТЕРІ
Дәріс жоспары

1. Глинозем. Негізгі терминдер

2. Табиғи силикатты материалдар, олардың жіктелуі
Қысқаша конспект

Глинозем. Негізгі терминдер.

Глинозём Al2O3 саз құрамында саз түзуші минералдардың және слюда тәрізді қоспалардың құрамына қатысып байланыстырушы күйінде болады. Ол ең қиын балқитын тотығы болып табылады. Глинозем құрамы жоғары болған сайын, саздың иілгіштігі, қалыптасқан, құрғақ және күйдірілген бүйімдардың беріктігі жоғары болады, олардың отқа төзімділігі де жоғарлайды.

Глинозем – алюминий тотығының Al2O3 кең таралған табиғи түрі, құрамының мөлшері бойынша жер қыртысында ол тек қана кремнеземнен төмен. Таза күйінде глинозем корунд, яғни көптеген пайдалы қасиеттері бар минерал түрінде кезігеді.

Глинозем көптеген тау жыныстарының және минералдардың құрамына кіреді, ең көп кезігетіні бокситтерде, яғни өзінің құрамында глинозем гидраттары, титан және темір тотығы бар сазды кендерде. Өнеркәсіпте кең қолданылатыны глиноземнің техникалық түрі, олар шикізаттың түрлері және технологиясы әртүрлі болып алынады.

Табиғи силикаттар негізінде балқытылған магмадан тұзілген. Магма қатайған кезде біріншіден одан силикаттар кристалданылады, кремнеземмен өте кедей –ортосиликаттар, кейін катиондар толық жұмсалып болған соң құрамында кремнеземі жоғары – далалық шпат, слюда және, соңында, таза кремнезем болінеді деп күтіледі.

Силикаттар – минералдар және тау кендер түрінде күрделі кремний - өттекті қосылыстар, жер қыртысының құрамында (80% В.И.Вернадский бойынша) атқаратын орын алады. Ал егерде табиғи кремний тотығын - кварцты қосатын болсақ, онда жер қыртысының массасынан кремний - өттекті қосылыстар 90% -тен жоғары түзеді және іс жүзінде толық Жер көлемін алады. Силикатты минералдар жыныстарын түзуші болып табылады: гранит, базальт, кварцит, песчаник, далалық шпат, саз, слюда және тағы басқа тау жыныстары, силикатты және алюмосиликатты минералдармен лестік (сложены, т.е обязательно присутствуют как сопутствующие) болады. Силикатты минералдардың басым көпшілігі қатты кристалдық денелер болып табылады, ал минералдардың тек қана біраз мөлшері аморфты (халцедон, опал, агат және т.б.) күйде немесе коллоидты-дисперсты күйде: саз, цеолиттер және т.б. болады.

Бізге белгілі, әрбір минерал физикалық және химиялық қасиеттерінің жиынтығы болып табылады, олар толығымен оның кристалды құрылымымен және химиялық құрамымен анықталады. Силикаттардың кристалды құрылымдары алуан болып табылады, бірақ олардың негізін ең көп таралған элементтер - Si (кремний) және O (оттегі) атомдарының біріктірілуі құрайды. Кремнийдің үйлестіру саны саны 4, сондықтан кремнийдің әр атомын оттегінің төрт атомы қоршап тұрады. Егер оттегі атомдарын орталықтарын өзара қосатын болсақ, жоғарғы жерінде орталығы кремний атомы орналасқан оттегінің төрт атомымен қосылған тетраэдр деп аталатын жазықтақ кристалды тор пайда болады. Мұндай топ оттекті - кремний радикалы [SiO ] деп аталады. Si - O - Si байланысы силоксанды, байланысу түрі – ковалентті деп аталады, Si - O - Si байланысының энергиясы өте жоғары, ол 445 кДж/мольге тең. Кремнийдің берік үйлестіру саны 4-ке тең болғандықтан, оның силикатты құрылымдары полимерлі болып табылады. Олар арал, сақина, қабатты, тізбекті, қаңқа тәріздес құрылымдарға бөлінген.

Негізгі тау-кен минералдарына құрамы мен құрылымы олардың қасиеттерін анықтайды, демек әр түрлі механикалық, физикалық, және физика-химиялық әсерінен тау жыныстарының массивтеріндегі бағыт-бағдарын, және тау-кен жұмыстарын жүргізген кезінде.
Табиғи силикатты заттар, олардың жіктелуі

Сол сияқты, көптеген силикатты заттар мен тау жыныстары әртүрлі технологиялық өндірістерде шикізат ретінде, мысалы, өндірістегі жоғары температуралы (қыздыру, күйдіру, балқыту) процесстерде қолданылады.

Ол мынадай заттар:

1. Цементті (саз, карбонаттар, мергельдер);

2. Глазурьлер, шыныларды (дала шпаты, пегматиттер, нефелиндер, және т.б. сілтілік, литийлі алюмосиликаттар, циркон);

3. Жеңіл толтырғыштар мен жылу қткізбейтін ұнтақтармен қыздырған кезде ісінетін вермикулиттерді, перлиттерді және т.б.

4. Отқа төзімді заттарды, керамикалық өнімдерді (саз, каолиндер, силлиманиттер, циркон);

5. Отқа төзімді форстеритті заттарды (дуниттер, оливинді минералдар, тальк, асбестті қалдықтар)

6. Фарфорды (саз, каолиндер және т.б.)

7. Изоляторларды (тальк)

8. Тасты заттарды (саз)

Дополнительно включить окрашенное желтым

Силикатты материалдар және олардың жіктелуі:

Силикатты материалдар деп кремнеземнің (SiO2) сілтілермен және карбонаттармен балқытылып алынған кремний қышқылының тұзы (xSiO2∙ yH2O).

Силикатты материалдар бөлінеді:

Қарапайым

Күрделі


Қарапайым силикатты материалдар сілтілі металдардың оксидтері мен кремнеземнан тұрады. М: Na2OnSiO2.

Күрделі силикатты материалдардың құрамына кремнеземнан басқа әртүрлі металдардың оксидтері жатады. Мысалы:

Ортоклаз (калийлі дала шпаты) K2O∙ Al2O3∙ 6SiO2

альбит (натрийлі дала шпаты) Na2O∙ Al2O3∙ 6SiO2

муллит 3 Al2O3∙ 2SiO2

каолинит (каолин) Al2O3∙ 2SiO2 ∙ 2Н2О.

Силикатты материалдар шығу тегіне байланысты табиғи және жасанды болып бөлінеді.

Табиғи: тау жыныстарынан бұзылған өнімдері (гранит, шпат, балшық, кварцты құм, каолинит). Олар құрылыс материалдар өндірісінде және шыны мен керамика өндірісі үшін шикізаттар ретінде қолданылады.

Жасанды: табиғи силикатты материалдарды модификациялау жолымен алынады (шыны, керамика, фарфор, фаянс, майолика).

Силикатты материалдарды қолданылуына байланысты бөлінеді:

тұрмыстық (ыдыс, айна);

архитектуралық-құрылысты (кірпіш, шынымақта (стекловата), плитка);

техникалық (өнеркәсіпте, химиялық зертханаларда: оптикалық шынылар және т.б.).
Қыздырылмаған силикаттар тобы төмендегідей мақсатта қолданылады:

1. Газ бен суды тазартатын адсорбент ретінде (бентонитті саз, цеолиттер)

2. Буралы ерітінділердің құрамбөлігі ретінде (бентонитті жоғары дисперсті саз)

3. Қағаз, резина өндудегі толтырғыштар ретінде (каолиндер, тальк)

4. Асыл тастар ретінде (изумруд, топаз, түсті турмалиндер, хризотил, көкшіл аквамариндер және т.б.)
Силикаткендер және минералдар металдарды, олардың оксидтері мен тұздарын өндіру үшін пайдаланылады, сондай-ақ, Zi (лепидолит, сподумен) шығарып алу, CS (поллуцит), Be ( бериллий ) және Ni (ревдинкит, гарниерит және т.б.) мен Zr (цирконий) алу үшін.

Силикат қосылыстардың құрылымдық түрлерінің әртүрлілігі силикаттардың кристалды химиясының ең маңызды заңмен анықталады: күрделі силикатты радикалдар құрамына кіретін кремний - оттекті тетраэдрлер, тек ортақ шыңымен (жиектерімен емес немесе жүздерімен емес) бір-бірімен ғана біріктіріледі және олардың құрамы мен құрылымын сақтайды. Бұл әрбір көрші тетраэдрде орталық қызмет атқаратын көпзарядты кремний атомдары (иондар) арасындағы күшті өзара соқтығысумен түсіндіреді. Сойтіп, мысалы, кварц (SiO) кристалдарында әрбір кремний оттекті тетраэдры силоксанды байланыстар түзуіне төрт шыңдарын береді:

¦
O
¦
--- O ---Si--- O ---
¦
O
¦

Үздіксіз үш өлшемді каркас (құрылымы қаңқасы түрі (каркасный тип структуры)) түзіледі. неғұрлым күрделі силикаттар кристалдарында тетраэдрлері [ SiO ] О - Si - О байланысқа бір, екі немесе үш шыңдарын бере алады.

оттегі атомдары арқылы Силоксан байланысы түзілетін бір мезгілде біріктірілген құрылымдық бөлімшелерінің әрбірне тиесілі. Осындай оттегі атомдарын бөлінген деп аталады. Мысалы, ортақ екі оттегі атомдары бар алты кремний өттекті топтарының тетраэдрлері, жабық шеңберге қосылуға мүмкін болады.

Осы дәріс материалдарын оқып болғаннан кейін білуге қажет негізгі ұғымдар

Глинозем, минералдар, кремний – оттегі тетраэдр, силоксанды байланыстар



Өзін-өзі тексеру сұрақтары

1. Глинозем деген не?

2. Табиғи сикаттар деген не?

3. Жыныстар түзуші минералдардың құрамы мен құрылымы

4. Табиғи силикатты заттар, олардың жіктелуі

5. Силоксанды байланыстардың түзілуі

Ұсынылған әдебиеттер:

7.1 Негізгі әдебиеттер

7.1.1 Сулименко Л.М. Общая технология силикатов.-М.: ИНФРА-М, 2004.-336 с.

7.1.2 Товароведение и экспертиза древесно-мебельных и силикатно-строительных товаров.-Ростов н/Д: Феникс, 2002.-389 с.

7.1.3 Гаршин А.П. и др. Абразивные материалы. –Л.: Машиностроение, 1983, 231 с.

7.1.4 Бобкова И.М., Дятлова П.М., Куницкая Г.С. Общая технология силикатов.-Минск. Высшая школа. 1987, 288 с.

7.1.5 Дудеров И.Г., Матвеев Г.М., Суханова В.Б. Общая технология силикатов.-М.: Стройиздат. 1987.-560 с.

7.1.6 Таймасов Б.Т. и др. Технология производства портландцемента.-Шымкент, ЮКГУ,2004.-293 с.

7.1.7 Сулименко Л.М. Технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе.-М.:Высшая школа, 2000.-320 с.

7.2 Қосымша әдебиеттер

7.2.1Лебедева Д.И. Создатель русского фарфора.-Л.:Наука.1978.-240 с.

7.2.2 Будников П.П. Химическая технология керамики и огнеупоров.-М.: Стройиздат. 1985.-464 с.

7.2.3 Химическая технология стекла и ситаллов./Под ред. М.М. Павлушкина.-М.:Стройиздат,1983.-426 с.

7.2.4 Строительные материалы. Справочник./Под общей редакцией А.С. Болдырева, П.П. Золотова.-М.:Стройиздат,1989.-567 с.

7.2.5 Горчаков Г.И. Құрылыс материалдары. Аударған Темірқұлов Т.Т.-Алматы.2000.-397 б.

7.2.6 Бутт Ю.М., Сычев В.В., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов.-М.:Высшая школа,1980.-472 с.

7.2.7 Пащенко А.А., Сербии В.В., Старчевская Е.А. Вяжущие материалы.-Киев, Высшая школа, 1985.-440 с.

7.2.7 Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников В.С. Минеральные вяжущие вещества.-М.: Стройиздат, 1979.-476 с.

7.2.8 Еремин Н.И., Наумчик А.Н., Казаков В.Г. Процессы и аппараты глиноземного производства.-М.: «Металлургия», 1980.-360 с.

7.2.9 Монастырев А.В. Производство извести.-М.: ВШ, 1971.-272 с.

7.2.10 Тетеревков А.И., Печковский В.В. Оборудование заводов неорганических веществ и основы проектирования.-Мн.: ВШ, 1981.-335 с.
ДӘРІС №2. МИНЕРАЛДЫ ШИКІЗАТТАРДЫҢ НЕГІЗГІ ТҮРЛЕРІНІҢ СИПАТТАМАСЫ (2,3,4 неделя)
Дәріс жоспары

1. Онеркәсібті глиноземды алу тәсілдері.

2. Байер әдісінің негізі.

3. Глинозем алу барысында күйдіру тәсілінің технологиялық схемасы.

4. Саз. Саз құрамындағы минералдар.


  1. Онеркәсібті глиноземды алу тәсілдері

Глинозем деп алюминийдың кристаллдық тотығын айтады. Ол алюминий алу үшін негізгі шикізат болып табылады. Алюминийды глиноземнан электролиз арқылы алады.Глиноземды өнеркәсібтің басқа да салаларында қолданады (мысалы, қағазды ағарту, цементтердің арнайы рұрыптарын, цеолиттерді – басқа молекулалардың болған кезінде молекулалардың нақты сұрыптарын сіңіретін заттар, өндіру үшін). Глиноземмен бірге кейбір жағдайларда алюминий кендерінде болатын (галлий, ва­надий және т.б.) сирек кездесетін металдардың өндіруін де бірге жүргізу тиімді болып жатады.

Глиноземды, боксит - тау жынысының құрамында бар кендерден алады. Бокситтер өте күрделі химия-минерологиялық құрамына ие. Олардың негізгі және пайдалы бөлігі болып алюминий гидроокисінің әртүрлі модификациялары (Аl(ОН)3 , AlOОН және т.б.) табылады. Бокситтер құрамына темір, кремний, аз мөлшерде - күкірт, титан, галлий, хром, ванадий және басқалардың тотығы, сонымен бірге кальций, магний, темір тұздарының карбонат­тары, органикалық заттар кіреді.

Алюминий мөлшері бірдей болғанда бокситтің бағалылығы келесі факторларға тәуелді болады (маңыздылығының дәрежесі бойынша орналастырылды):

1) боксит құрамындағы алюминий гидроксидінің сортына; осыған қатысты бокситтерді өңдеу де қйындықтары өсу бағытына қарай мынадай қатарға орналастыруға болады:

а) гиббситты (н/се гидраргилитты), құрамында алюминий гидрооксиды Al(OH)3 түрінде

б) гиббсит - бемитты;

в) бемитты AlООН;

г) бемит - диаспорлы;

д) диаспорлы (қайтадан кристалданған AlООН);

2) (SiO2) кремнезем құрамына байланысты, оны боксит құрамынан жойған кезде алюминий гидроокисінің қандай да бір нақты бөлігі бірге кетіп, жоғалады;

3) (TiO2) титан тотығының құрамына байланысты, ол аппаратураның жылу алмасу беттіктерінде өте қатты тұнбалар түзіп, энергия шығымын ұлғайтады;

4) СаСО3, MgСО3, FeСО3 карбонаттар құрамына байланысты, оларды жою үшін глинозем өндірісіне қажетті сілті (NаОН) мөлшерінің бөлігі шығындалады;

5) глиноземды ластап, кейін алюминий сапасын төмендететін құрамындағы күкіртке байланысты;

6) алюминий гидроокисінің крисалдарының өсуін баяулатып, зауыттың өнімділігін төмендететін, құрамындағы органикалық заттарға байланысты;

7) бокситтердің геологиялық жасына байланысты: ертедегі бокситтердің қаттылығы жоғары, сондықтан геологиялық жас бокситтерге қарағанда өңдеу барысында энергияны көп шығындатады; басқаша айтқанда ашуы қйын (более трудновскрываемыми) болып табылады.
Басқа да қоспалардың тым артық мөлшері зиянды болып келеді және глинозем өндірісінің шығының арттырады.

Бокситтің жасы мен типі арасында байланыс байқалады: жас, жұмсақ бокситтер гиббситтік болып табылады, қатты, ежелгі бокситтер диаспоралыққа жатады, ал бемиттіктер мен басқалары жасы мен қаттылығы бойынша аралық орын алады. Осыған байланысты бокситтерді өңдеу жағдайы да біршама өзгереді. Бірдей шығында алынған және тасымалданған глиноземның ең арзаны гиббситтік бокситтерден алынғаны болады, ал қымбатырағы диаспоралықтар болып табылады.


Бокситті кендердің пайда болу теориялары олардың негізінен ауа-райы жылы, жауын-шашыны мол райондарда қалыптасқанын көрсетеді. Планета климатының геологиялық өзгерістеріне байланысты қазіргі климаттық карта бойынша кендердің құндылығы туралы айту қиын. Бірақ жалпы жағдай мынадай, Жердің тропикалық белдеуінің бокситтері жоғары сапалырақ болып табылады да (Ямайка, Гвинея, Австралия және т.б.), ал солтүстікке жылжыған сайын олардың құндылығы түседі.
Грек бокситтері қатты диаспоралық бокситтерге жатады, бірақ бірқатар сипаттамалары оларды біршама құнды жасайды. Оларға жоғары біркелкілік, алюминий гидрототығының жоғары мөлшері, қақтүзуші титан тотығының және органикалық заттардың аз мөлшері жатады.

Әртүрлі кендердегі бокситтер туралы кейбір орташаланған ақпараттар 1-кестеде келтірілген.



Кесте I.Бірқатар жерден алынған бокситтердің сипаттамасы.


Ел

Боксит түрі

Al2O3

%

SiO2

%

Fe2O3

%

TiO2

%

П.П.П.

Кремнеземдік модуль,

Гвинея

гиббсит

41-43

1,9-2,3

23-28

1,5-3,0

23-25

18-21

Гана

гиббсит

46-50

0,4-4,0

17-23

2,0-3,0

-

20-25

Франция

бемит

51-58

3-5

18-26

3-4

10-12

15-20

Венгрия

бемит

57-62

2-7

12-20

2,5-3,5

14-16

10-13

Югославия

гиббсит- бемит

53-58

1-4

20-24

2,5-3,5

18-24

10-20

Греция

диаспор

56-59

3-7

16-20

2,8-5,0

13-16

10-15

2. Байер әдісінің негізі.

3. Глинозем алу барысында күйдіру тәсілінің технологиялық схемасы.

БАЙЕР – ПРОЦЕССІ.



БАЙЕР - ПРОЦЕСС. Бокситты рудалардан глиноземды алу кезінде негізгі саты болып одан алюминий гидроксидын өндіру табылады. Ең қарапайым және кең таралған әдісі болып Байер ұсынған және Байер – процесі деп аталатын, алюминий гидрокисін бокситтен бөліп алу табылады. Олалюминий гидрат тотығының келесі химиялық қасиетіне негізделген: боксит құрамына кіретін кристалды алюминий гидрототығы, жоғары температурада, концентрациясы жоғары натрий гидроксиді ерітіндісінде (каустикалық сілті, NaOH) жақсы ериді, ал ерітіндінің температурасы мен концентрациясы төмендегенде қайтадан кристалданады. Боксит құрамына кіретін алюминий алу үшін қажеті жоқ заттар (балласт деп аталатын) осы жағдайда еритін түріне өтпиді немесе алюминий гидрототығының кристаллизациясы жүзеге асырылғанша қайтадан кристалданып тұнбаға түседі. Сондықтан алюминий гидрототығы ерігеннен кейін балласт бөлініп алынып, үйіндіге тасталады. Негізі натрий алюминатының ерітіндісі болып табылатын, бөгде қоспалардан тазаланған сілтідегі алюминий гидрототығының ерітіндісі кристалдануға ұшырайды. Осы мақсатта ерітіндінің концентрациясы мен температурасы кристалды алюминий гидрототығын алуға оптималды болып табылатын белгілі бір мөлшерге дейін төмендейді. Егер ерітіндіде алюминий гидрототығының кристалдарының кесектігі (негізі) жеткілікті түрде болса кристалдану біршама жылдам болады. Сондықтан осы этапта ерітіндіге ұсақкристалды алюминий гидрототығының белгілі мөлшерін негіз ретінде арнайы енгізеді. Кристалданудың жеткілікті деңгейінен кейін қатты гидрототықты ерітіндіден бөлу жүргізіледі. Глинозем (Al2O3) байланған суды жою үшін алюминий гидрототығын (Al(OH)3) пеште қыздыру (кальцинирлеу) арқылы алынады.
ӨНДІРІСТІ ҰЙЫМДАСТЫРУ.

Глинозем өндірісінің қажетті жағдайы бокситті беруден және дайын глиноземды тиеумен аяқталатын өндірістің барлық этаптарында бақылау және заттар мен процестердің параметрлерін сақтау болып табылады. Оған ұнтақ жұқалығы, сілті концентрациясы, температура, қысым, сұйық және қатты зат шығыны, энергиятасымалдағыштар шығыны және олардың параметрлері, кристалдаушы негіз ірілігі және басқалары. Бұл мәліметтерді зауытты жобалап жатқанда көптеген теориялық есептеулер мен эксперименттік тексерулер арқылы алады және өндірісті іске қосқаннан кейін оларға түзету енгізеді. Технологияны сақтауды бақылау арнайы зертхана арқылы жүргізіледі, ал өндіріс жағдайын сақтау инженер-техникалық персоналдың және жұмысшылардың негізгі міндеті болып табылады.

Барлық глиноземды өндірісті шартты түрде жеке өндірістік алаңдарға, қайта бөлулерге бөлуге болады (1-сурет).

Сур.1. Схема производства глинозёма по Байеру.

Қайта бөлулер деп кеннен глинозем алу процесінде белгілі бір функция атқаратын өндірістің алаңын айтады. Қайта бөлулердің түрлері: ұнтақтау; шаймалау; қызыл шламды тұндыру және сүзу; алюминатты ерітіндіні айыру (декомпозиция); алюминий тотығы гидратын сүзу; алюминий гидрототығын кептіру және қыздыру арқылы глинозем алу; булау, және т.б. Әрбір қайта бөлу мамандандырылған қызметкерлермен қызмет көрсетілетін аппаратты шартты-тәуелсіз құрылғылар тобымен жабдықталған.

Өндірістің маңызды құрамдас бөлігі ерітінділер мен құрғақ заттарды қыздыруға электрэнергиясын, жылу және бу беретін энергетикалық шаруашылық болып табылады.

Глинозем өндірісі әртүрлі насостар мен тиекті арматура бірліктерін пайдаланады, және солардың сенімділігіне өндірістің тұрақтылығы байланысты болады. Глиноземның қазіргі өндірісі біршама деңгейде автоматтандырылған. Бұл процестерді басқаруды біршама жеңілдетеді, бірақ қызмет көрсету үшін білікті персоналды қажет етеді.
ДЫМҚЫЛ ҰНТАҚТАУ.

Кен жұмсақ және кеуекті болған жағдайда химиялық өңдеу араластырғыш құрылғымен жабдықталған және алдын-ала белгілі концентрациядағы сілті ерітіндісімен толтырылған бакқа ұнтақталған бокситті Жұмсақ және кеуекті кеннің химиялық өнделуі ұнтақталған бокситті араластырғыш құралы (яғни, бастапқы арластырғыш) бар және анықталған концентрациясы сілті ерітіндісімен (мысалы, диаспоролық кенге 280-300 г/л) толтырылған бакқа салумен басталады.

Қатты, кристалданған кеннің химиялық өнделуі сулы ұнтақтау диірменінен жиі басталады. Сулы ұнтақтау диірмені – бұл шар диірмені, яғни, көлденең орналасқан жабық металтәрізді цилиндр, оның ішінде бос металл шарлары орналасқан. Диірмен ішкі жеке бөлімдерге (секцияларға) бөлінген, әр бір секцияда анық мөлшері бар – кіші мөлшерден ірі мөлшерге дейін шарлар бар. Бірақ, кәдімгі шар диірменінен сулы ұнтақтау диірменінде ұнтақтау сұйық:қатты зат ара қатысы 0,8:1,2 тең сілті ерітіндісімен жасалады, диаспоролық бокситтерге кейде 3-5% әк Ca(OH)2) қосады.

Сулы ұнтақтау диірмені периодтық жұмыс істеу мүмкін, бірақ өндірісте әдетте істе үздіксіз болатын ұнтақталған кеннің сілтімен қоспасының (қоспа «қорытпа» (пульпа) деп аталады) анықталған бөлігін алатын диірмені қолданылады. Қоспа тікелей диірменнен немесе классификатордан шыға берісте алынады. Сілті ерітіндісін сіңірген бөлшектерден алынған қорытпа (пульпа) бастапқы араластырғышқа салынған құрғақ кенмен салыстырғанда одан әрі жылдам химиялық айналымдарға түседі (ашылады). Бокситтердің ашылуы келесі факторларға тәуелді: минералогиялық құрамы, кеннің құрылысы, тығыздығы, қоспалардың таралуы және бокситтердің құрылысы. Диаспоролық бокситтер ең қиын ашылатын, гиббситті бокситтер – ең жеңіл ашылатын, ал басқа типтері аралық орын алатын болады, осыған қайта өндеу технологиясы тәуелді болады, атап айтқанда, сілтісіздендіру жағдайын (алюминий гидрооксидін еріту) таңдау. Мысалы, төменгі сілтісіздендіру температурасы: сілтіде гиббсит 100-105°С жақсы ериді, бемит - 150-200°С, ал диаспор - 200°С жоғары жағдайда (және де еру температурасы сілті ерітіндісінің концентрациясына да тәуелді; осы туралы кейін де айтылады).

Сулы ұнтақтау диірменінен пульпа орталықтан тепкіш сорғылармен бастапқы аралыстырғышқа айдалады, бұнда ерітіндінің керекті концентрациясы (280-300 г/л сілті бойынша) және сұйық:қатты зат арасында керекті ара қатысы үшін айналым ерітіндісі деп аталатын натрий алюминаты қосылады.

1т бокситті сілтісіздендіру үшін қажетті глиноземнің есеп (теориялық) шығымы және алюминат ерітіндісінің берілген каустикалық қатысы - яғни сілті саны (Na2Ocu, кг) мөлшері келесі формула бойынша анықталады:



,

бұнда Nсілті саны, S - кремнеземнің SiO2 1 т бок­ситте мөлшері (кг), - бокситтің кремний модулі.

Айналым ерітіндісінің каустикалық модулін және айналым ерітіндісінде (кг/м3) Na2Ocu мөлшерін (концентрациясын) m білу арқылы 1т бокситті сілтісіздендіру пульпасын алу үшін қажетті айналым ерітіндісінің көлемін Vоб есептеу мүмкін:

,



  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


©netref.ru 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет