Выпаривание маточного раствора

Маточный раствор после декомпозиции поступает на первую операцию производства глинозема – выщелачивание боксита. Но концентрация получаемого при декомпозиции маточного раствора значительно ниже необходимой для выщелачивания боксита. Поэтому для удаления избыточной воды и повышения концентрации маточного раствора его предварительно упаривают. Раствор после декомпозиции содержит примерно 140 г/л Na₂O_к, а для выщелачивания бокситов используется раствор с содержанием до 280-300г/л щелочи. Таким образом, задача выпарной батареи - испарить лишнюю воду из маточного раствора с тем, чтобы поднять его концентрацию до нужной величины. До­полнительная трудность возникает здесь в связи с тем, что в маточ­ном растворе содержится в растворенном состоянии много карбонатной щелочи - соды Na ₂ СO ₃. Она попадает туда при выщелачивании бокситов: содержащиеся в боксите карбонаты кальция, магния, железа и др. металлов при взаимодействии с едким натром дают соду, которая сохраняется в растворенном состоянии в маточном растворе. Если эта сода не будет удалена, то вместе с едким натром она попадает в передел выщелачивания и начнет раз от раза накапливаться в процессе.

Маточный раствор после декомпозиции с содержанием примерно 140 г/л Na₂O_к, 65 г/л Al₂O₃, направляется на выпарку. Выпаривание позволяет подготовить раствор к его повторному использованию для выщелачивания боксита. Выпаривание происходит в два этапа:

- удаление избыточной воды, которое было введено с промывной водой. Этот процесс называется «выпарка» и ведут его в выпарных батареях – т.е. в нескольких выпарных аппаратах (обычно 4-6 шт), соединенных между собой последовательно. Подлежащий упарке раствор подается в первый выпарной аппарат, затем во второй и т.д. При выпаривании маточного раствора часть воды превращается в пар. Классическая схема упаривания – это упаривание раствора в трехкорпусной прямоточной выпарной батарее.

По мере выпаривания воды и, соответственно, при повышении концентрации раствора, из раствора выпадает осадок моногидрата соды - Na₂СO₃*Н₂О. Полученный после упаривания раствор направляют в отстойник, затем отстоявшийся раствор с содержанием 300-310 г/л Na₂O и каустическим модулем 3,8 возвращается на выщелачивание, а осадок (сода) идет на регенерацию щелочи – второй этап процесса выпаривания.

- регенерация щелочи (каустификация). Сода Na₂СO₃*Н₂О, которая образуется при выщелачивании из-за растворения карбонатов шихты, связывает едкий натр, его необходимо превратить обратно в каустическую щелочь. Для этого отфильтрованный на первой стадии выпаривания осадок кристаллической соды растворяют в воде, и полученный раствор обрабатывают известью при постоянном перемешивании и температуре 90-95 С. Образуется раствор едкого натра NaOH (каустической щелочи) и белый шлам (СаСО₃), который направляют в отвал. Полученный раствор смешивают с раствором, полученным после первой стадии выпаривания, и направляют на выщелачивание. Для восполнения потерь щелочи (из-за образования нерастворимых соединений, потерь из-за неплотностей в аппаратуре и т.д.) в процесс вводят свежую щелочь.