Аппаратурное оформление, способы Байера (Автоклав, загуститель, декомпозёр) , Трубчатая вращающая печь для кольценации гидроксида А1

В центре чана смонтирован гребковым механизм, с помощью которого осевший шлам перемещается к разгрузочному отверстию, расположенному в центре днища сгустителя или на его периферии. В зависимости от этого различают сгустители с центральной и периферической разгрузкой шлама.

Рисунок 8 — Схема однокамерного сгустителя: 1 — бак; 2 — гребковый механизм; 3 — разгрузочное отверстие; 4 — желоб; 5 — питающая воронка; 6 — привод.

Гребковый механизм состоит из вертикального вала, подвешенного на ферме или опирающегося на центральную колонну. Вал приводится во вращение приводом (двигатель с редуктором), который может быть расположен на ферме или под сгустителем.

Собственно гребковое устройство состоит из граблин с гребками; граблины крепятся к палу жестко или па шарнирах. Успешно применяется гребковая система, состоящая из волокуш, которые изготовлены из рельсов и подвешены с помощью тросов на граблипах. Граблины вынесены из зоны уплотнения шлама и жестко прикреплены к вертикальному валу. Это позволяет значительно уменьшить обрастание граблин шламом.

Наряду с однокамерными применяются многокамерные сгустители, состоящие из двух, трех или пяти отстойных камер, расположенных одна над другой. На рисунке 9 показана схема пятикамерного сгустителя. По высоте сгуститель коническими диафрагмами 9 разделен на пять камер равной высоты. В центральной части каждая диафрагма заканчивается переточным стаканом 6, который нижним концом опущен в слой сгущенного шлама и образует гидравлический затвор.

В центре сгустителя находится общий для всех камер вал 5 с пятиярусным гребковым устройством 4. Днище сгустителя в центральной части переходит в разгрузочный конус 7, через который выгружается шлам. Разгрузка шлама-общая для всех камер. Оседающий в каждой камере шлам гребковым устройством перерабатывается к центру диафрагм и по переточным стаканам поступает в разгрузочный конус. Питание же пульпой и отъем осветленного раствора осуществляются в каждой камере независимо. Пульпа между камерами распределяется с помощью питающей коробки 3 и питающих труб 2. Слив из каждой камеры отбирается одновременно в четырех точках. Для этого служат четыре сливные коробки 10, расположенные на равном расстоянии друг от друга по периферии сгустителя (на схеме показана одна).

Высоту уровня слива в сливных трубах 11 можно изменять с помощью специальных устройств и таким образом регулировать, уровни шлама в камерах сгустителя.

Пятикамерный сгуститель (промыватель) диаметром 20 м характеризуется следующими данными: общая высота аппарата 18 м, высота каждой камеры 2 м, уклон днища н диафрагм 8—10°, скорость вращения гребков вала 6 об/ч, общая площадь осаждения 1570 м².

Основными преимуществами многокамерных сгустителей перед однокамерными являются сокращение производственных площадей в цехе на установку сгустителей и экономия материалов на их сооружение. Однако в многокамерных сгустителях высота камер ниже, чем в однокамерных, отчего уменьшается время пребывания шлама в зоне уплотнения и, следовательно, снижается степень его уплотнения. Это и свою очередь требует увеличенного ввода воды в систему на промывку шлама. Более низкая степень уплотнения шлама—основной недостаток многокамерных сгустителей. Кроме того, многокамерные сгустители более сложны в обслуживании, чем однокамерные. Поэтому на новых заводах устанавливают однокамерные сгустители диаметром до 30—40 м с увеличенной высотой бака.

Рисунок 9 — Схема пятикамерного сгустителя: 1 — цилиндрическим бак; 2 — питающие трубы; 3 — питающая коробка; 4 — гребковое устройство: 5 — вал; 6 — переточные стаканы; 7 — разгрузочный конус; 5 — коническое дно; 9 — конические диафрагмы; 10 — сливная коробка; 11 — сливные трубы.

Осветленный раствор непрерывно переливается в желоб или в воронки, расположенные по окружности в верхней части сгустителя.

Оборудование для кальцинации глинозема Трубчатые вращающиеся печи. На отечественных заводах для кальцинации глинозема установлены вращающиеся печи длиной 35 — 110 м и диаметром 2,5 — 4,5 м. Печь представляет собой стальной барабан (рисунок 10), футерованный изнутри огнеупорным кирпичом и имеющий уширенную зону для увеличения времени пребывания глинозема в зоне высоких температур. Уклон барабана к горизонту составляет 2 — 2,5%. На корпусе печи укреплены бандажи (стальные обточенные кольца), которыми он опирается на опорные ролики. Вал каждого ролика установлен в подшипниках, укрепленных в стальной раме, которая прочно связана с массивным железобетонным фундаментом (опорой печи). Печь приводится во вращение от электродвигателя через редуктор, подвенцовую шестерню и зубчатый венец, насаженный на корпус печного барабана. Скорость вращения барабана 1 — 2 об/мин. Кроме главного привода, печь имеет вспомогательный, который применяется для поворачивания печи во время монтажных, ремонтных н аварийных работ.

Рисунок 10 — Печь кальцинации: 1 — барабан печи; 2 — зубчатый венец; 3 — бандажи; 4 — загрузочная головка; 5 — опорные ролики; 6 — фундамент;

7 — топливная головка.

Для контроля положения корпуса печи на приводной опоре по обе стороны от бандажа установлены два упорных ролика. Между упорными роликами и бандажом имеется зазор, в пределах которого корпус печи может перемещаться вверх и вниз до упора бандажа в упорный ролик. Осевое усилие печи при этом через упорные ролики воспринимается тарельчатыми пружинами, которые сжимаются. Осевое усилие на упорные ролики может восприниматься также гидросистемой. Упорные ролики в этом случае называют гидроупорами; они снабжены гидроцилиндрами, на которые передается осевое усилие печи. Гидроцилиндры трубопроводами соединены с насосами высокого давления. Рабочей жидкостью в гидросистеме служит масло.

Нижним горячим концом печной барабан входит в топливную головку печи, верхним холодным концом — в загрузочную головку.

Загрузочная головка имеет устройство для загрузки гидроксида и отверстие для выхода топочных газов. Топливная головка изнутри футерована шамотом, спереди она имеет отверстия для форсунок или горелок, а также смотровые и рабочие окна. В нижней части топливной головки расположена течка, через которую прокаленный глинозем пересыпается в холодильник. В качестве топлива для печей кальцинации используют мазут и природный газ. Мазут полается в печь нагретым до 90 — 110 °C под давлением 1,5 — 2,5 МПа.

Рисунок 11 — График изменения температуры газов (1) и глинозема (2) по длине печи L.

Печь кальцинации работает по принципу противотока. Нагреваемый материал вследствие наклона печного барабана и его вращения движется навстречу горячим топочным газам, которые при этом охлаждаются. Условно в печи различают четыре температурные зоны. На рисунке 11 показан график, по которому можно проследить, как изменяется температура газов н глинозема по длине печи.

В зоне сушки (1-я зона) из материала удаляется гигроскопическая влага, в зоне кальцинации (2-я зона) удаляется химически связанная влага, ц гидроксцд алюминия превращается в безводный γ-Al2O3. Зона прокалки (3-я зона) находится в области факела горящего топлива, здесь происходит превращение γ-Al2O3 в α-Al2O3. В зоне охлаждения (4-я зона) температура прокаленного глинозема снижается примерно до 1000 °С: окончательно глинозем охлаждается в холодильнике до 80 — 100 °C.

Список литературы

Воскобойников В. Г., Кудрин В. А., Якушев А. М. Общая металлургия.

М.: ИКЦ «Академкнига», 2004 г.

Габриелян О. С. Химия.

М.: Дрофа, 2004 г.

Едильбаев И. Б. Возрождение, 2004 г.

Кузнецов С.И., Деревянкин В. А., Физическая химия производства глинозема по способу Байера. — М.: Металлургия, 1964.

Лайнер А.И., Ерёмин Н. И., Лайнер Ю. А., Певзнер И. З. Производство глинозема 2-е изд. — М.: Металлургия, 1979. 334с.

Уткин Н. И. Цветная металлургия. — М.: Металлургия, 1990.

Лайнер А. И. Производство глинозема., М:. Металлургиздат, 1961, 619 с.

http://www.alfametal.ru/?id=gl5−1

Кузнецов С.И., Деревянкин В. А., Физическая химия производства глинозема по способу Байера. — М.: Металлургия, 1964.