Сгущение (отстаивание)

Методом отстаивания и декантации (т.е. осаждения твёрдых частиц под действием силы тяжести в жидкой среде) часто пользуются в глинозёмном производстве для разделения всех видов суспензий. Процесс может быть значительно ускорен в случае применения флокулянта (ржаная мука, полиакриламид или др.). Скорость отстаивания существенно зависит от температуры, так как при изменении температуры суспензии изменяется и её вязкость.

Содержание жидкости в сгущённом продукте составляет 35-60% для хорошо уплотняющихся осадков и выше – для плохо уплотняющихся. Часто степень уплотнения сгущенного продукта характеризует отношение жидкости и твёрдых частиц, выраженным в единицах (например, красный шлам в процессе переработки боксита на глинозём по методу Байера сгущается до ж:т = 3:1).

В настоящее время для процесса разделения суспензии или промывки шлама широко применяются непрерывно действующие гребковые отстойники (сгустители). Они снабжены тихоходной гребковой мешалкой, работающей со скоростью 1-0,1 об/мин.

В гребковых отстойниках получаются осадки равномерной плотности, регулируемой в некотором диапазоне путём изменения производительности. Обезвоживание (или уплотнение) осадка улучшается за счёт медленного перемешивания сгущенной суспензии гребками.

Основной недостаток гребковых сгустителей – громоздкость конструкции, что вызывает необходимость затрачивать средства на возведение больших зданий.

В настоящее время на заводе применятся следующая технология сгущения:

Характеристика сырья:

Необескремненный алюминатный раствор:

- содержание оксида алюминия - от 80 до 90 г/дм³;

- содержание оксида натрия карб. - не менее 14,0 г/дм³;

- содержание оксида кремния - до 3,5 г/дм³;

- модуль каустический - не менее 1,40;

- содержание твердой фазы - не более 1,5 г/л.

Известковое молоко:

- массовая концентрация СаО - не менее 180 г/дм³.

Слабый каустик:

- содержание Na₂О_общ. - до 100-105 г/л.

 

 

После высокотемпературного обескремнивания пульпа выгружается в мешалки самоиспарения.

Из мешалок пульпа центробежными насосами типа 8ГР-8 откачивается в одноярусные сгустители «Дорра» для разделения жидкой и твёрдой фаз путём отстаивания. Для лучшего отстаивания применяется синтетический флокулянт в небольшом количестве.

- содержание твердой фазы в сливе сгустителя «Дорра» не более 1,5 г/л;

- плотность сгущенного шлама с конусов сгустителей «Дорра» 1,45÷1,65 г/см³.

Сгущённый шлам из конусов сгустителей «Дорра» периодически выпускается в мешалки. Часть белого шлама в качестве затравки возвращается на первую стадию обескремнивания, другая часть подвергается отжатию на барабанных вакуум-фильтрах БОУ-10 и затем вместе с промводой и неиспользованной крепкой промводой от промывки гидрата отправляется на участок подготовки шихты.

Содержание общей щелочи в жидкой фазе репульпированного белого шлама должно быть не более 25 г/л.

Осветлённый алюминатный раствор сливается со сгустителей в мешалки. Часть этого раствора (от 30 до 50 %) из мешалок слива со сгустителя «Дорра» подвергается дополнительной очистке от твёрдой фазы на фильтрах ЛВАЖ-125 и через промежуточную ёмкость откачивается на участок декомпозиции (на содощелочную ветвь).

Раствор после первой стадии обескремнивания должен отвечать следующим требованиям:

- содержание твёрдой фазы не более 0,020 г/дм³;

- кремневый модуль не менее 350 ед.

Другая часть алюминатного раствора из мешалок слива со сгустителей «Дорра» направляется на вторую стадию обескремнивания, где процесс ведётся в трёх последовательно соединённых аппаратах. В первый аппарат вводится активная добавка - карбоалюминатная суспензия.

Карбоалюминатная суспензия готовится путём смешения охлаждённых (до 55-60 ^оС) известкового молока и глубоко обескремненного алюминатного раствора из расчёта получения гидрокарбоалюмината кальция одиннадцативодного (3CaO∙Al₂O₃∙0,5CO₂∙11H₂O).

Охлаждение алюминатного раствора ведётся в вакуум-охладителе, а известкового молока - в теплообменнике типа «труба в трубе» промышленной водой.

Соотношение расходов алюминатного раствора и известкового молока на приготовление карбоалюминатной суспензии 2,5÷1,8: 1, соотношение задается на ПЭВМ.

Расход карбоалюминатной суспензии на глубокое обескремнивание определяется заданным кремнёвым модулем.

Пульпа после второй стадии обескремнивания разгружается в сгустители «Дорра». Для лучшего отстаивания применяется синтетический флокулянт в небольшом количестве. Сгущённый шлам выпускается из конусов сгустителей и откачивается в мешалки необескремненного раствора.

Осветлённый алюминатный раствор сливается в мешалки и фильтруется на фильтрах типа ЛВАЖ-125 и МВЖ-250.

Отфильтрованный алюминатный раствор после II стадии обескремнивания направляется на стадию глубокого разложения (содовую ветвь). Раствор после второй стадии обескремнивания должен отвечать следующим требованиям:

- содержание твёрдой фазы не более 0,015 г/дм³;

- кремневый модуль не менее 3500 ед;

- содержание оксида натрия (Na₂O)общ. не менее 86,0 г/дм³.

 

 

Список литературы

1. Еремин Н.И., Наумчик А.Н., Казаков В.Г. Процессы и аппараты глинозёмного производства. М., «Металлургия», 1980.

2. В.Я. Абрамов, И.А. Алексеев, Х.А. Бадомянц Комплексная переработка нефелино-апатитового сырья. М.: «Металлургия», 1990.

3. «ПГЗ-СУАЛ», Технологическая инструкция на переделы обескремнивания, сгущения белого шлама и контрольной фильтрации участка выщелачивания глинозёмного цеха.

4. Б.И.Арлюк, В.Е.Шнеер Процесс спекания в производстве глинозема. Пособие для рабочих. М.:1970