основы обогащения алюминиевой руды

Введение в обогащение алюминиевой руды: От боксита к глинозему

Путешествие алюминия, металл, синоним современности, начинается не с серебристо-белого материала, который мы знаем, но с красновато-коричневой глинистой породой, известной как боксит.. В качестве первичной руды алюминия, боксит не дает металл напрямую. Вместо, оно должно пройти критический подготовительный процесс, называемый обогащение руды или Обогащение, который более конкретно называется Процесс Байера для алюминия. Этот начальный этап является основополагающим, преобразование сырья, нечистый боксит в очищенный оксид алюминия (глинозем), необходимое сырье для последующего электролитического восстановления с получением металлического алюминия..

Природа бокситов и необходимость переработки

Боксит — гетерогенный минерал, состоящий в основном из минералов гидроксида алюминия., в основном гиббсит (Ал(ОЙ)₃), бемит (γ-ало(ОЙ)), и диаспора (А-Ало(ОЙ)). Однако, он никогда не встречается в чистом виде. Типичное месторождение боксита представляет собой сложную смесь, включающую значительные примеси., особенно:

• Кремнезем (SiO₂): В таких формах, как кварц и глинистые минералы. (НАПРИМЕР., каолинит).
• Оксиды железа (Fe₂O₃): Придают бокситу характерный красный цвет..
• Диоксид титана (ТиО₂): Часто присутствует в виде минерала рутила..
• Различные другие микроэлементы.

Наличие этих примесей, особенно кремнезем, очень вреден для эффективности и экономики процесса плавки. Поэтому, Основная цель переработки алюминиевой руды – максимизировать содержание глинозема и свести к минимуму химически активный кремнезем, производство униформы, высококачественный продукт для процесса Байера.

Процесс Байера: Основа обогащения алюминиевой руды

Процесс Байера, разработанный Карлом Йозефом Байером в 1887, остается краеугольным промышленным методом переработки бокситов в глинозем.. Это гидрометаллургический процесс, в котором используется амфотерная природа гидроксида алюминия, то есть он может реагировать как с кислотами, так и с основаниями.. Процесс состоит из нескольких ключевых операционных этапов.:

• 1. Дробление и измельчение: Добытый боксит сначала измельчают и измельчают в мелкий порошок, чтобы увеличить площадь его поверхности., способствуя более эффективной химической реакции на следующем этапе.
• 2. Пищеварение: Затем измельченный боксит смешивают с горячим, концентрированная каустическая сода (гидроксид натрия, NaOH) раствор в больших сосудах, называемых варочными котлами. Под высоким давлением и температурой (обычно между 150-280°C в зависимости от типа боксита), минералы гидроксида алюминия растворяются с образованием растворимого раствора алюмината натрия.:
  Ал(ОЙ)₃ + Наох → наало₂ + 2H₂O
  Примеси оксида железа и диоксида титана, нерастворим в сильных щелочах, оставаться в твердой форме как часть "красная грязь" остаток.
• 3. Разъяснение/урегулирование: Полученная в результате варки суспензия — смесь щелока алюмината натрия и нерастворимых твердых веществ красного шлама — переносится в большие отстойники или осветлители.. Здесь, тяжелые частицы красного шлама оседают на дне. Чтобы помочь в этом разделении, часто добавляют флокулянты. Осветленный раствор алюмината натрия тщательно декантируют и фильтруют для удаления оставшихся мелких частиц..
• 4. Осадки: Это обратная сторона пищеварения. Прозрачный раствор алюмината натрия охлаждают и засевают мелкими кристаллами гидратированного оксида алюминия.. Перемешивание в течение периода от нескольких часов до нескольких дней способствует разложению раствора., осаждение чистых кристаллов гидроксида алюминия:
  Наало₂ + 2H₂o → аль(ОЙ)₃↓ + NaOH
  На этом этапе каустическая сода регенерируется и возвращается обратно на стадию пищеварения..
• 5. прокаливание:Выпавший гидроксид алюминия промывают от остатков жидкости, а затем прокаливают. (с подогревом) во вращающихся печах или кальцинаторах с псевдоожиженным слоем при температуре около 1000-1200°С.. Этот сильный жар отгоняет химически связанную воду., в результате получается сухость, белый, песчаный порошок, известный как плавильный глинозем (Al₂O₃).

  Процесс спекания: Дополнительный маршрут для бокситов с высоким содержанием кремния

  Стандартный процесс Байера сталкивается с экономическими проблемами при переработке бокситов с высоким содержанием кремнезема из-за чрезмерного потребления каустической соды..
  Распространенный альтернативный или дополнительный метод обработки таких упорных руд включает агломерацию..
  Спекание сочетает в себе боксит с высоким содержанием кремнезема и кальцинированную соду. (Na₂CO₃) и известняк (CaCO₃) при высоких температурах.
  Кремнезем реагирует с образованием нерастворимых силикатов кальция с образованием алюмината натрия..
  Спеченную массу затем можно выщелачивать для извлечения глинозема..
  Агломерацию можно использовать отдельно или в сочетании с обработкой по методу Байера в зависимости от характеристик руды..

  Неизбежный побочный продукт: Управление красной грязью

  Важным экологическим аспектом производства глинозема является обращение с красным шламом. - щелочная суспензия, содержащая оксиды железа/титана/непрореагировавшие твердые вещества/и следы тяжелых металлов, образующиеся при осветлении.
  Отрасль сталкивается с постоянными проблемами, касающимися безопасного хранения/восстановления/и потенциальных стратегий использования, таких как извлечение ценных металлов/использование их в производстве цемента/или нейтрализация их в целях мелиорации земель..

  Основополагающий шаг на пути к устойчивому производству алюминия

  Сложная последовательность процессов переработки алюминиевой руды представляет собой нечто большее, чем просто подготовку.; это сложный технологический подвиг, жизненно важный для обеспечения современной жизни благодаря легким, долговечным и пригодным для вторичной переработки металлическим изделиям, одновременно выполняя важнейшие обязанности по охране окружающей среды, требующие постоянных инноваций в этом основополагающем секторе..

  </HTML