С химически действующими добавками.

Состоит в нагревании алюминатного раствора с небольшим количеством извести. При этом обескремнивание сопровождается образованием кальциевых гидроалюминатов и гидроалюмосиликатов, которые менее растворимы, чем гидроалюмосиликаты натрия.

 

NaAlO₂+Ca(OH)₂+H₂O=3CaO*Al₂O₃*6H₂O+NaOH

3CaO*Al₂O₃*6H₂O+Na₂SiO₃=3CaO*Al₂O₃*nSiO₂*mH₂O+NaOH+H₂O

Добавка извести позволяет достичь высокой степени очистки, но при этом увеличиваются потери глинозема и возрастает расход извести.

Для уменьшения потерь глинозема и расхода извести обескремнивание ведут в две стадии. На первой стадии из раствора выделяют основную часть кремнезема (90%) в виде гидроалюмосиликата натрия. Полученный шлам содержит глинозем и щелочь, поэтому его возвращают на приготовление шихты для спекания. Во второй стадии добавляем к раствору известь. Шлам второй стадии содержит 26-27% глинозема и для регенерации из него глинозема подвергается содовой обработке.

3CaO*Al₂O₃*nSiO₂*mH₂O+Na₂CO₃+H₂O=NaAlO₂+Na₂SiO₃+NaOH+

CaCO₃+H₂O

Полученный раствор используется при выщелачивании, а шлам, содержащий 85% CaCO₃ идет на приготовление шихты для спекания.

АТС обескремнивания

Подлежащий обескремниванию раствор из мешалки поршневым насосом подается в первый автоклав батареи. Острый пар для нагревания раствора подается в первые два-три автоклава. Из последнего автоклава пульпа, состоящая из обескремненного раствора и белого шлама, разгружается в самоиспаритель. Пар самоиспарителя используется для подогрева раствора, воды. Охлажденная пульпа поступает в сгуститель, сгущенный белый шлам фильтруется на барабанных вакуум-фильтрах, репульпируется оборотным содовым раствором и возвращается на приготовление шихты для спекания. Осветленный раствор после контрольной фильтрации на листовых вертикальный фильтрах поступает на кабонизацию.

Карбонизация алюминатных растворов

Цель: самопроизвольное разложение алюминатного раствора с выделением в осадок гидрооксида алюминия.

Процесс заключается в обработке раствора углекислым газом, который нейтрализует щелочь. В результате раствор становится нестойким и создаются условия для нового разложения раствора.

Реакции карбонизации:

NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O

NaAlO₂+H₂O=Al(OH)₃+NaOH

Процесс карбонизации можно представить следующим образом: в начале концентрация глинозема в растворе не изменяется, т.к. в этот момент идет нейтрализация свободной щелочи. По мере снижения концентрации щелочи начинается разложения раствора и содержание глинозема в растворе быстро снижается. Кремнезем, содержащийся в растворе, начинает выделяться из раствора в конце карбонизации, т.к. алюминатный раствор, поступающий на разложение, является равновесным по отношению к кремнезему.

Факторы, влияющие на карбонизацию.

Температура.

При карбонизации температура постепенно понижается. Процесс проводят при температуре 70-80^оС.

2. Концентрация СО₂ в газах.

Чем выше содержание углекислого газа в газах, тем меньше их нужно для разложения раствора. Содержание СО₂ в газах 10-14%.

Перемешивание.

Повторить из способа Байера.

Способы карбонизации:

Полная карбонизация.

Разложение ведут до полного разложения раствора. Гиббсит получается мелкокристаллический и загрязненный примесями.

Неполная карбонизация.

Подачу газов прекращают, когда в растворе остается некоторое количество неразложившегося алюмината натрия. Гиббсит характеризуется достаточной крупностью и высокой частотой. Все примеси остаются в неразложившемся растворе.

Карбонизация с декомпозицией.

Раствор с выпавшим гиббситом после прекращения подачи газов в течении нескольких часов перемешивают. При этом из раствора дополнительно выделяется некоторое количество гиббсита.

Оборудование для карбонизации.

Цилиндрический карбонизатор.

Представляет собой бак емкостью до 180м³ с цепной мешалкой. Скорость вращения мешалки зависит от диаметра карбонизатора и составляет 6-12 об/мин. Чем больше диаметр карбонизатора, тем меньше скорость вращения мешалки. Для подачи в карбонизатор газа служат патрубки (барботеры), расположенные в нижней части бака по его окружности. Отработанный газ отводится через инерционную ловушку, установленную на крышке бака.