ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство очищенного сернокислого глинозема из "Технология минеральных солей" Для производства пригодны не всякие сорта глины, а лишь глины каолинитового типа, основным веществом которых является каолин АЬОз 2Si02 2НгО. Глины, содержащие значительные количества полевошпатовых пород, трудно разлагаются кислотой, вследствие чего использование окиси алюминия оказывается низким. Для решения вопроса о пригодности того или иного сорта глины обычно производят пробную варку сернокислого глинозема. [c.416] При обработке серной кислотой непрокаленной глины, даже при продолжительном кипячении, в раствор переходит лишь часть окиси алюминия. Выход АЬОз в раствор различен для разных сортов глин, но редко превышает 60% (при 5-часовом кипячении), а обычно значительно ниже. Для облегчения процесса растворения окиси алюминия в кислоте раздробленная глина подвергается обжигу при 700—800°. Обжиг обычно производится во вращающихся трубчатых печах, в которых глина нагревается газами, полученными сжиганием топлива при большом избытке воздуха. [c.416] При этом вода удаляется, а АЬОз и 5102 остаются в аморфных формах. Поэтому обожженная глина резко отличается от необожженной легкостью растворения АЬОз в кислотах. [c.417] Однако, обжиг глины при температурах выше 800° приводит к резкому уменьшению процента АЬОз, переходящей в раствор при обработке кислотой. Это объясняется образованием при температуре выше 800° нерастворимых соединений АЬОз и 5102 (в частности силлиманита — ЗАЬОз 25102). Поэтому температура обжига не должна превышать 800°. [c.417] Принципиальная схема производства очишенного сернокислого глинозема изображена на рис. 185. Обожженная глина размалывается на шаровых мельницах до тонкости 1—2 мм и поступает на варку с серной кислотой в черные котлы. Реакционные варочные котлы представляют собой обычно свинцовые резервуары (деревянную или железную обрешетку, выложенную внутри листовым свинцом толшиной 5 мм), так как для варки применяется разбавленная серная кислота. Иногда эти резервуары футеруются изнутри кислотоупорным кирпичом. Применяются также железные гомогенно освинцованные котлы с мешалками. Такие котлы дороже свинцовых и требуют дополнительного расхода энергии на механическое перемешивание реакционней массы, поэтому их использование менее рационально. В котлах без мешалок масса перемешивается острым паром, используемым для ее нагревания. В котел заливается 75%-ная (башенная) серная кислота, которая затем разбавляется водой до 48—50%. Кислота нагревается острым паром до 80°, после чего в котел из расположенного над ним бункера постепенно засыпают обожженную глину. Для устранения сильного вспенивания в котел иногда добавляется небольшое количество минерального масла — солидола, увеличивающего поверхностное натяжение жидкости, что затрудняет образование пены. Варку ведут при кипячении до получения нейтрального раствора сульфата алюминия, что достигается добавлением в котел избытка глины. Температура массы в начале варки около 100°, а к концу повышается до 115 -117°. Варка длится 4—6 часов в зависимости от сорта глины и качества ее обжига. Выход АЬОз в раствор уменьшается как при пережоге, так и при недожоге глины. В конце варки содержание свободной серной кислоты в растворе не должно превышать 0,3 г/ л. [c.418] По окончании варки раствор содержит около 45% АЬ(504)з. Из такого раствора уже при 90° начинает кристаллизоваться АЬ(80,)з- 18Н2О. [c.418] Осадок на фильтр-прессе промывается водой и удаляется в отвал. Промывные воды — слабые щелоки, содержащие сернокислый алюминий, возвращаются в производство — на разбавление крепкого раствора после варки. [c.420] Профильтрованный раствор содержит еще значительное количество мути и подвергается осветлению от нее в больших освинцованных деревянных отстойниках, которые периодически очищаются от скопившегося на дне осадка. Для перекачивания раствора применяются центробежные насосы из твердых сплавов свинца или кремнистого чугуна. После отстаивания раствор дополнительно фильтруется через контрольный фильтр-пресс. [c.420] Очищенный раствор сульфата алюминия поступает на выпаривание (варку) в так называемые белые котлы. Предварительно раствор нагревается до 75—80° в подогревателе, представляющем собой освинцованный резервуар со свинцовым змеевиком для пара. Выпарка производится в две стадии до достижения раствором плотности 1,53—1,58 г/сж . Эта плотнос7ь соответствует концентрации, при которой раствор при охлаждении полностью закристаллизовывается. Часть котлов служит для предварительной упарки раствора, часть — для окончательной. Последние, по мере уменьшения объема выпариваемой жидкости, доливаются раствором из котлов предварительной упарки, а эти, в свою очередь, из подогревателя. Белые котлы по конструкции мало отличаются от черных — такие же деревянные освинцованные резервуары, но снабженные свинцовыми змеевиками для греющего пара. [c.420] Описанный процесс получения очищенного сернокислого глинозема громоздок, характеризуется большой трудоемкостью и значительными потерями серной кислоты и окиси алюминия. [c.421] Рассмотрим возможные пути рационализации этого процесса. Прежде всего следует заменить примитивные периодически действующие аппараты непрерывно действующими. Это позволит устранить тяжелый ручной труд, повысить производительность труда, уменьшить потери производства и приведет к сокращению эксплоатационных затрат и снижению себестоимости продукта. [c.421] Охлаждение прокаленной глины от 750 до 50° целесообразно производить не естественным путем, что связано с затратой ручного труда, а во вращающихся барабанных холодильниках, орошаемых снаружи водой. [c.421] Размол обожженной глины, выходящей из прокалочной печи в виде кусков размером около 30 мм, лучше производить до тонкости 40—45 меш ( 0,3 что обеспечит более полное и быстрое извлечение А Оз при варке. [c.421] Эксплоатация фильтр-прессов требует большого расхода рабочей силы, тяжелого физического труда при этом неизбежно сильное загрязнение цеха при разгрузке фильтр-прессов. Кроме того необходим расход фильтровальной ткани. Поэтому более рационально использовать для осветления раствора сернокислого алюминия и промывки осадка, остающегося после варки, уплотнители. В этом случае оптимальной концентрацией раствора, поступающего на отстаивание, является 80 г АЬОз в литре и оптимальной температурой — 80°. Поэтому пульпа после варки должна разбавляться водой до указанной концентрации в специальном аппарате — разбавителе, в качестве которого может быть использован железный освинцованный резервуар с гомогенно освинцованной мешалкой, изолированный снаружи для уменьшения потерь тепла. [c.421] Отстаивание осадка идет лучше и быстрее при введении в пульпу 1 %-ного раствора технического желатина в воде из расчета 0,04 л на 1 раствора сернокислого алюминия указанной концентрации. Необходимая площадь осаждения в уплотнителях составляет 200 на 1 слива в минуту. Уплотнители могут быть построены из кислотоупорного бетона и футерованы внутри кислотоупорными плитками. Поддерживаемый железной фермой вертикальный стальной вал с мешалкой должен быть гомогенно освинцован. Насосы для перекачивания пульпы должны быть из кремнистого чугуна. [c.421] Кристаллизацию упаренного раствора, непрерывно вытекающего из выпарной печи, рационально производить в механическом ковшевом кристаллизаторе. Он представляет собой бесконечный конвейер из стальных опрокидных форм — ковшей небольшого размера, прикрепленных с помощью шарниров к валикам цепи транспортера. Для защиты от коррозии ковши внутри целесообразно бакелитировать. При полезной емкости ковшей 12,5 л (20 кг продукта) время, требующееся для образования крепкой корки при застывании раствора, вытекающего из печи при 110° и кристаллизующегося приблизительно при 80°, равно 50—55 мин. За это время образуется корка толщиной 12—13 мм. Для лучшего охлаждения ковшей их можно обрызгивать снизу водой. [c.422] Общая продолжительность пребывания кристаллизующейся массы в ковше, от момента его наполнения до момента опорожнения при опрокидывании его на складе, должна равняться 2—2,5 часа. Таким образом скорость движения конвейера определяется его длиной, т. е. расстоянием от печи до склада продукта,. [c.422] Состав твердого остатка, отделяемого после черной варки от раствора, зависит от сорта применяемой в ироизводсгве глины, от условий ее обжига, полноты извлечения из нее АЬОз и качества промывки. [c.423] В качестве примера приводим следующий анализ (в пересчете на сухое вещество) 79% 5102, 14% АЬОз (в нерастворимых соединениях), 2% РегОз (в нерастворимых соединениях), 0,3% АЬСЗО/Ь и Ре2(504)з, 4,7% прочих (нерастворимых) примесей. Влажность остатка зависит от способа его отделения от раствора и промывки. Этот материал может быть использован в качестве добавки к цементу, для чего он должен быть высушен- до влажности, не превышающей 10%. Сушка может осуществляться в железных барабанных сушилках дымовыми газами, отходящими из печи обжига глины. [c.423] Вернуться к основной статье