Технология выщелачивания боксита в автоклавах.

Сырую пульпу после измельчения перекачивают насосами в систему трубчатых подогревателей, где с помощью сепараторного (острого) пара пульпу нагревают до 145-160С. Подогретую пульпу направляют в автоклавную батарею, состоящую из 8-10 аппаратов. Первые два автоклава являются греющими, т.к. в них подается острый пар. Пульпа нагревается до 220-230^оС и под давлением проходит через всю батарею. Автоклавы работают в непрерывном режиме. Подводимый снизу пар подогревает пульпу и перемешивает ее. По окончании выщелачивания пульпа из автоклава вытесняется через вертикальную разгрузочную трубу под давлением пара, заполняющего свободное пространство над пульпой.

Из последнего автоклава пульпа с температурой примерно 220^оС и давлением около 23 атм выгружается в сепаратор первой ступени, где за счет резкого снижения давления пульпа вскипает с выделением большого количества пара. В первом самоиспарителе (сепараторе) пульпа охлаждается до 180^оС. Давление падает до 7-8 атмосфер. Образующийся здесь сепараторный пар идет на нагрев сырой пульпы в трубчатых подогревателях.

Из первого сепаратора пульпа поступает в аппарат второй ступени, где давление снижается до 1-1,5 атмосфер. Здесь так же образуется сепараторный пар, но уже меньших параметров, который используют для нагрева воды для промывки красного шлама. Здесь температура снижается уже при атмосферном давлении до 105°С. Из второго сепаратора пульпу подают на участок разделения пульпы и раствора в сгустители или гидроциклоны. Пар из самоиспарителя используется для подогрева растворов.

Самоиспаритель (сепаратор) представляет собой полый цилиндр со сферическим верхним и коническим нижним днищем. Посередине цилиндрической части самоиспарителя приварена труба, по которой поступает пульпа из автоклава. Пульпа выпускается из самоиспарителя через нижнее коническое днище, а пар отбирается по паропроводу, присоединенному в центре верхнего сферического днища.

Извлечение Al₂O₃ из боксита при выщелачивании обычно составляет около 85%. Концентрация алюминатного раствора после выщелачивания 160-170 г/л Al₂O₃, ж:т = 9:1.

Разбавление автоклавной пульпы и отделение алюминатного раствора от красного шлама.

Пульпа, разгружаемая из самоиспарителя, направляется на разбавление. Назначение этой операции — уменьшение концентрации алюминатного раствора и увеличение ж:т в пульпе для того, чтобы:

- Обеспечить большую эффективность протекания процесса разложения алюминатного раствора с выделением гидроксида алюминия

- Более глубоко обескремнить раствор

- Облегчить отстаивание и сгущение красного шлама

- уменьшить износ фильтровальных полотен во время осветления алюминатного раствора.

Пульпу разбавляют в чанах с мешалками, куда для этой цели направляют промывные воды от промывки красного шлама. Общий объем пульпы в результате разбавления увеличивается в два раза. Отношение Ж:Т равно 19,5:1. Отделение алюминатного раствора от красного шлама и промывку последнего проводят в системе непрерывно действующих сгустителей. Температура пульпы составляет 90-100 С, допустимое количество твердого вещества в сливе (алюминатном растворе) — не более 1 г/л, ж:т в шламе — 3,5:1. Для ускорения сгущения красного шлама в него часто добавляют коагулянты (вещества, способствующие слипанию мелких частиц в более крупные. При этом между частицами остаются тонкие водные прослойки). Обычно это крахмал, ржаная мука в количестве 0,15-0,25% от массы шлама. Эти вещества ускоряют осаждение шлама и уменьшают содержание твердых частиц в сливе. Используют и высокополимерные флокулянты — сепаран и полиакриламид. Расход 60-100 г и 1-1,2 кг на 1 тонну шлама.

Алюминатный раствор, сливающийся из сгустителя, фильтруют для удаления увлеченных частиц красного шлама. Шлам, выгруженный из сгустителя, промывается в серии каскадно расположенных промывателей. Отделенный от раствора, красный шлам содержит 12-15% А1₂0₃, 5-11% Si0₂ и около 50% Fe₂0₃, и может служить сырьем для извлечения железа и алюминия, редких элементов, но, как правило, после промывки шлам направляют в хвостохранилища. На каждую тонну полученного оксида алюминия приходится от 360 до 800 кг шлама. Шлам складируют на тщательно изолированных территориях – шламохранилищах. Осветленный алюминатный раствор характеризуется следующими показателями: 120 г/ л Al₂O₃, 150 г/л Na₂O, весовое соотношение Al₂O₃:SiO₂ — не ниже 250-300. Осветленный раствор направляется на разложение.