А› шлам. Пештерден шы››ан кЇйежентекті гидрохимиялы› бйлікшеде ›айта йЈдеуге тЇсіргенде а› шлам екі жолмен пайда болады.
Біріншісі – кЇйежентекті гидрохимиялы› жолмен йЈдеу кезінде ›±бырлы› ерітіндегіштерден алюминат ерітінділерімен бірге ›атты фазалардыЈ шы“уынан. Шы››ан шы“ымныЈ ішінде негізінен кЇйежентектіЈ ±са› бйліктері болады жЩне осы шы“ымныЈ деЈгейіне ›арап кЇйежентектіЈ сапасын аны›тайды. Осы шы››ан шы“ымдар бірігіп с±р шлам пайда болады.
Екіншісі – кЇйежентекті ерітінділеген кезде алюминат ерітіндісіне кремний оксидініЈ бір бйлігі йтеді. Еріген кремний оксидініЈ деЈгейі негізінен кЇйежентектіЈ сапасын аны›тайды. Не“±рлым кЇйежентектіЈ сапасы тймен бол“ан сайын, со“±рлым еріген кремний оксидініЈ еншісі жо“ары болады.
Алюминат ерітінділерін кремний ›осылыстарынан автоклав ›ондыр“ыларында кремниден тЇйіршік тЇрінеде бйліп,ажырату ар›ылы тазалайды. Бйлінген натрий алюмосиликатыныЈ пішіні Байер тізбегінде алын“ан натрий алюмосиликаты сия›ты: Na2O · Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O.
Автоклавты ерітінділеу кезінде пайда бол“ан ›атты фаза с±р шламныЈ йзегі болып табылады. Осы с±р шламныЈ йзегінде жабысып ›ат›ан натрий алюмосиликаты а› шламныЈ негізін ›±райды.
КЇйежентектелу жЇйесінде а› шлам мынадай ›иынды›тар ту“ызады:
– жЇйедегі а“ыныЈ мйлшерін керексіз жо“арлатады, кейде ›айтарымды а› шламныЈ мйлшері ›ызыл шламныЈ жалпы мйлшерініЈ 20-22 пайызын ›±райды;
– а› шламныЈ мйлшерініЈ кйптігі (оныЈ с±йы› фазасыныЈ каустикті модулі шамамен 1,6 теЈ) жЇйеге жаЈа соданы ›осуды ›иындатады.
Б±л ›иынды›тар жЇйедегі с±р шламды сЇзгілерден йткізіп, шай“анан кейін Їйіндіге жіберу ар›ылы шешіліп отырады. С±р шламды жЇйеден шы“ару с±лбасын іске ›осудыЈ нЩтижесінде а› шламныЈ кЇйежентектелу цехында“ы ішкі жЇйедегі айналымы шамамен 3 - 5 есе тймендеді.
Шктас. ШктастыЈ химиялы› ›±рамы – СаСО3. Керегетас кенорынынан аланатын сапасы жо“ары, оЈай ±са›талатын жЩне шикі›±рамныЈ негізгі компонентерін ›±райтын заттардыЈ бірі. Шикі›±рам“а ›осылатын ЩктастыЈ ›±рамында“ы SiO2 мйлшері 1% аспауы керек.
Кальцинделген сода. Химиялы› ›±рамы – Na2CO3. БЇкіл алюминий тоты“ы йндіріс с±лбасыныЈ жо“алым“а кеткен каустикті сілтісініЈ орынын толтыру Їшін ›олданылады. Шикі›±рам“а ›осылатын кальцинделген соданыЈ ›±рамында SO3 мйлшері 1% аспауы керек.
Тоты›сыздандыр“ыш. Шикі›±рамды дайында“анда тоты›сызда“ыш ретінде антрацит немесе кокстыЈ елендісі ›олданылады.
Шикі›±рамды дайында“ан кезде Щр компоненті тймендегідей реакциялардыЈ жЇруін ›амтамасыз ету Їшін мйлшерлеп ›осады:
2CaO +SiO2 = 2CaO·SiO2 (5.33)
Б±л (5.33) реакция шикі›±рамныЈ Щктік модулін дайындау ар›ылы жЇзеге асады. Шктік модуль деп шикі›±рам мен кЇйежентектіЈ ›±рамдарында“ы кальций оксидініЈ кремниий оксидіне молярлы› ›атынасын атайды.
Металлургия саласында“ы компонентердіЈ салма›ты› - пайызды› мйлшерлері модулдердіЈ есебін жеЈіл, тігінен санау“а мЇмкіндік береді.
Кальций оксидініЈ молініЈ мйлшері
(5.34)
Кремний оксидініЈ молініЈ мйлшері
(5.35)
м±нда“ы 56 – СаО молярлы› массасы;
60 – SiO2 молярлы› массасы.
Шктік модуль
(5.36)
љоскальцилік силикаттыЈ (2СаО·SiO2) молярлы› ›±рамына байланысты кЇйежентектіЈ Щктік модулі 2,0 санына теЈ болу керек. Біра› кЇйежентектелу процесі кезінде шикі›±рамныЈ ›±рамында“ы кймірдіЈ кЇлініЈ ›±рамында“ы кремний оксидініЈ мйлшеріне байланысты шикі›±рам біраз йзгеріске тЇседі.
Шрбір кЇлдік пайыз“а орта есеппен кймір кЇлініЈ ›±рамында“ы кремний оксидініЈ 0,02 пайызы сЩйкес келеді.
Мысалы: Егер шикі›±рам 7 пайызды› кЇлділікке дайындалатын болса, онда Щктік модуль: μ = 2,0 + 7 (2/100 ) = 2,14.
Шикі›±рамды дайындау кезіндегі Щктасты мйлшерлеу Їлкен дЩлділіктіЈ деЈгейінде болуы ›ажет, ййткені егер шикі›±рам“а Щктас шамадан тыс немесе жетіЈкіремей дозаланатын болса кЇйежентектіЈ гидрохимиялы› ›айта йЈдеуден кезіндегі химиялы› шы“ымы тймен болады.
Кальцинделінген соданы шикі›±рам“а ›осудыЈ екі мЩні:
– ›аны››ан сайма –сайлы› шикі›±рамды алуда, я“ни сілті алюминий оксидін Al2O3 натрий алюминатымен, ал ›ал“ан барлы› темір оксидін Fe2O3 натрий ферритімен байланыстыру Їшін мйлшерленеді.
– ›аны›па“ан сайма – сайлы› шикі›±рамды алуда, б±л жа“дайда сілті алюминий оксидін Al2O3 натрий алюминатымен жЩне темір оксидініЈ тек бір бйлігі “ана натрий ферритімен байланыстыру Їшін дозаланады.
КЇйежентекті ерітінділеген кезде натрий алюминаты ысты› суда ериді, ал натрий ферриті гидролизденуге душар болады, я“ни судыЈ Щсерімен ыдырайды:
Na2O · Fe2O3 + H2O = 2NaOH + Fe2O3 (5.37)
Сонымен ›атар кЇйежентекті ерітінділеу кезінде соданы каустике айналдыру реакциялары да жЇреді:
Na2CO3 + Fe2O3 = Na2O · Fe2O3 + CO2 (5.38)
Na2O · Fe2O3 + H2O = 2NaOH + Fe2O3 (5.39)
Егер ›ызыл шламды кЇйежентектеу кезінде ›аны››ан сайма – сайлы› шикі›±рамды ›олданса, онда алын“ан кЇйежентектіЈ ›±рамында темір оксидініЈ аса жо“арлы“ына орай, кЇйежентектіЈ соданы каустике айналдыру ›абілеттілігі йте жо“ар“ы деЈгейде болады. љаны››ан шикі›±рамнан пайда бол“ан кЇйежентекті йЈдеу ар›ылы алын“ан алюминий тоты“ыныЈ тЇсімі йте жо“ар“ы деЈгейде болады.
Біра› іс жЇзінде кЇйжентектелу процесі кезінде жо“ар“ы модулді шикі›±рамды йЈдеу йте ›иын“а тЇседі жЩне ерітіндіге йткен Щрбір алюминий оксидіне кеткен сілтініЈ жо“алым ›аны›па“ан шикі›±рам“а ›ара“анда йте жо“ары. Сонды›тан шикі›±рамды дайында“ан кезде кЇйежентектелу процесінде болатын барлы› ±тымды жЩне ±тымсыз физика – химиялы› жа“дайлар ескеріледі.
Мысалы: Нефелинді ›айта йЈдеген кезде (Na2O·Al2O3·2SiO2·2H2O) йЈделетін кенніЈ ›±рамында“ы сілтілік ›осылыстар ескеріліп, шикі›±рам барынша жо“ар“ы деЈгейде алюминий тоты“ын алу“а дайындалады. ПроцестіЈ соЈында пайда бол“ан сода ›осымша йнім болып табылады.
Ал шламды ›айта йЈдеген кезде жЩне кальцинделінген сода технология“а ›ажетті материал ретінде сатылып алын“анда, шикі›±рам сілтілік жо“алымдар аз болатындай ›±рамда дайындалады. М±ндай шикі›±рам ›аны›па“ан шикі›±рам деп аталады.
ЖЇйеде ›аны›па“ан шикі›±рамды пайдаланудыЈ та“ы бір себебі натрий ферритініЈ деЈгейіне кЇйежентектіЈ бал›у температурасы тЩуелді болып келеді. Не“±рлым натрий ферритініЈ ›±рамы жо“ары болса, (N/F) со“±рлым кЇйежентек ›±рылымыныЈ температуралы› ауданы тймен болады.
ЗаводтыЈ кйп жылды› ж±мысы ›ызыл шламды ›айта йЈдеу кезінде жЩне кЇйежентекті гидрохимиялы› ›айта йЈдеуде кЇйежентектіЈ еЈ ыЈ“айлы жЩне ›олайлы сілтілік модулі шамамен α = 1,35 теЈ саны екенін аны›тады.
Тоты›сыздандыру Щдісі ар›ылы кЇйежентектелу
КЇйежентектелуді тоты›сызда“ыш Щдісі ар›ылы жЇргізу мынадай жа“дайлар“а байланысты негізделген:
– темірдіЈ Їш валентті оксиді Fe2O3 ›ыш›ылды› ›асиеттерімен ерекшеленеді жЩне сілтімен йзара Щрекеттесіп натрий ферритін ›±райды (Na2O·Fe2O3 );
– екі валентті темір оксиді негіздік ›асиетімен ерекшелінеді жЩне сілтімен Щрекеттеспейді, я“ни натрий ферриті мен кальций ферриттерін ›±рмайды;
– таза темір сілтілерге бейтарапты› ›атынасты› кйрсетеді.
Осы жа“дайларды ескере отырып, шикі›±рам“а тоты›сызда“ыш ретінде кйміртекті енгізеді. Тоты›сызда“ыш кйміртегі оксиді (СО) пішінінде 400-800оС температура аралы“ында Їш валентті темір оксидін шалатоты››а дейін тоты›сыздандырады, ал 800 оС жо“ары температурада таза металды› темірге дейін тоты›сыздандырады.
Fe2O3 + CO = 2FeO +CO2 (5.40)
Сонымен тоты›сыздан“ан пішіндегі темір оксидтері кЇйежентектелу процесі кезінде сілтілерге бейтарапты› ›атынас кйрсетеді. Б±л ›±былыс тймендегі реакцияныЈ ›алыпты жа“дайда жЇруіне септігін тигізіп, жЇйедегі материалды› арты› а“ынды алып тастайды, я“ни (1,5СаО·Fe2O3) рекциясын жЇзеге асырмай, гидрохимиялы› бйлікшеніЈ орны›сыз жа“дайын т±ра›ты ›алпына келтіреді.
Al2O3 + Na2O = Al2O3 · Na2O (5.41)
КйміршаЈыныЈ алауы алаЈынан шы“ар кезде кЇйежентектіЈ ›±рамында“ы
тоты›сыздан“ан шалатоты› пішіндегі темір оксидтері ›айтадан темірдіЈ Їш валентті оксидіне дейін тоты“ады.
Тоты›сызда“ыш ретінде ›олданылатын антрацит немесе кокс ›ызыл шламныЈ ›±рамында“ы кйміртегініЈ мйлшерін есепке ала отырып, шикі›±рамныЈ ›±рамында“ы кйміртектіЈ белгіленген пайызды› мйлшеріне шамаланып дозаланады. љызыл шлам ›айта йЈделуге тЇскенде ›±рамында кйміртегі бар органикалы› заттармен бірге келеді.
Шикі›±рамныЈ ›±рамында“ы кйміртегініЈ концентрациясы сонымен ›атар Їйінді шламдарыныЈ ›±рамына жіберілетін ерімейтін кЇкіртті ›осылыстардыЈ еншілік деЈгейін тймендегі с±лба бойынша аны›тап отырады:
(SO3)– 2 + C = S+2 + CO2 (5.42)
S + 2 + Fe – 2 = FeS↓ (5.43)
Осылайша шламдар ЇйіндісініЈ алаЈына жіберілетін ерімейтін пішіндегі кЇкіртті ›осылыстар заводта“ы кЇкіртті ›осылыстардан тазалайтын Щдіс ›ана болып ›оймай, экологиялы› т±р“ыданда тиімді болып келеді, ййткені кЇкірттік ›осылыстарды дер кезінде жЇйеден тазалап отырмаса, тЇтіндік ›±бырлар ар›ылы кЇкірттіЈ ›осылыстары ›орша“ан атмосфераны зияндауы Щбден мЇмкін.
БЇгінгі технологиялы› тізбекте шикі›±рамныЈ ›±рамында“ы кйміртегініЈ на“ыз ›ажетті концентрациясы шамамен 2,1-2,3% ›±райды.
Сонымен ›атар заводтыЈ кйп жылдарды“ы ж±мыс тЩжірибесі кЇйежентектелу пешініЈ жа›сы ж±мыс жЇрісіне тймендегідей параметірлер Щсер ететіндігін аны›тады:
– шикі›±рамныЈ с±йы› фазасыныЈ каустикті сілтілік концентрациясы 20г/л дейінгі мйлшерде пеш жа›сы ж±мыс істейді; 20г/л ден 30г/л дейін ›ана“атты, ал 30г/л жо“ар“ы концентрацияда пештіЈ ж±мыс режімі ауырлап, ›иындап кетеді.
– (SO3)– 2 жЩне Cl- иондарыныЈ концентрациясы алын“ан кЇйежентек бойынша жа›сы аны›талады, егер кЇйежентектіЈ ›±рамында (SO3)– 2 ионы 3% дейін болса ол ›ана“аттанарлы› жа“дай, ал (SO3)– 2 мен Cl- иондарыныЈ ›осылыстары 4,5% жо“ары болса пештіЈ ж±мыс режімі ауыр жа“дай“а душар болады.
Сурет 13 – КЇйежентекті ерітінділейтін ›±бырлы› ерітіндегіш ›ондыр“ы
Металлургиялы› пештерде ›олданылатын отынныЈ тЇрлері
Жан“ан кезде кйп мйлшерде жылу бйліп шы“аратын заттарды отын ретінде пайдаланатыны бізге б±рынан мЩлім. Сонды›тан отын деп жылу йндіріп алу Їшін жанатын заттарды атайды.
Отын ›атты, с±йы› жЩне газтЩріздес болып келеді. Сонымен ›атар отындарды таби“и жЩне жасанды деп екі тЇрге бйледі. Таби“и отындарды таби“аттан ›алай алынды сол кЇйінде ›олданады.
Таби“и отындардыЈ ›атарына: а“аш, шымтезек, таскймірдіЈ тЇрлері, та›татас, м±най, таби“и газдар жЩне та“ы бас›алары жатады.
Ал жасанды отындарды таби“и отындарды ›айта йЈдеу ар›ылы алады.
Жасанды отындардыЈ ›атарына: а“аш кймірі, кокс, м±най йнімдері – жанар майлар: бензин, керосин, мазут, жЩне ›атты отындардан алынатын генератор газы, сулы газдар жЩне бас›алары.
Таби“и отындар Щр›ашанда гумосты› сЇректердіЈ ›алды“ынан пайда бол“ан йсімдік тектес болып келеді. СЇрек - (С6 Н10 О5 ›±рамдас), лигнинмен (С19 Н24 О5) бірт±тас байланыс›ан йсімдік клеткаларынан пайда болады.
ЕкеуініЈ де ›±рамдарында жанатын кйміртегі мен сутектерініЈ элементтері кездеседі.
љазіргі кезде негізгі отындардыЈ кйзі болып (антрацит, таскймірдіЈ тЇрлері, а“аш кймірі, шымтезек) сия›ты ›атты отындар, (м±най жЩне м±най йнімдері) тЩрізді с±йы› отындар жЩне (таби“и, генераторлы›, сулы›, аралас›ан, домна жЩне кокс газдары) сия›ты газтЩріздес отындар табылады.
Атал“ан отындардыЈ барлы› тЇрлерініЈ негізгі ›±рамы болып кйміртегі саналады жЩне отындардыЈ ›±рамында кйміртегінен бас›а жанатын, жанбайтын заттарда кездеседі.
Таскймірді ›±р“а›тай ›ыздырып Їрлегенде кокс жЩне таскймір шайыры пайда болады. ТаскймірдіЈ шайыры - йте кЇрделі заттардыЈ ›осылысы, оныЈ ›±рамынан 200 - ден аса ЩртЇрлі заттар бйліп алынды.
љатты отынды жа››ан кезде оттегі мен ауаныЈ арты› мйлшері ›ажет етіледі.
Егер оттегі мен ауаныЈ мйлшері жеткіліксіз болатын жа“дайда отын толы“ымен жанбайды, я“ни жылудыЈ кйп бйлігі арты› газдарды ›ыздыру“а ж±мсалады, осыныЈ бЩрі жылулы› Щсерді тймендетеді. С±йы› отынды пайдалан“анда, оны жа“ып, бЇріккіштердіЈ кймегімен жан – жа››а шашыратып себеді. ОсыныЈ нЩтижесінде с±йы› отын ауамен жа›сы араласып, отын толы“ымен жанады. Сонымен бірге с±йы› отын жан“анда жылулы› жо“алым аз жЩне температуралы› жалын ›атты отынмен салыстыр“анда ана“±рлым жо“ары болады.
ГаздардыЈ жануы жо“ар“ы деЈгейде, ›ар›ынды жЇреді жЩне оЈай реттеліп, жо“ар“ы деЈгейде температуралы› жалын алынады.
Сонды›тан ›атты отындарды газтЩрЩздес отындар“а айналдырып, содан кейін оны Щр сала“а ›олдан“ан экономикалы› т±р“ыдан йте тиімді болып келеді. љатты отынды газтЩріздес отын“а айналдыру газдандыру процесі деп аталады. љатты отындардыЈ ішінде тйменгі сапалы отындарын, мысалы шымтезек немесе та›татас сия›ты тЇрлерін газдандыру тиімді.
љатты отындарды газдандыру процестері арнайы газды› генератор пештерінде жЇргізіледі. ПештіЈ ішіне ›атты отынды салып, ауамен Їрлейді.
Реакция кйп мйлшерде жылу бйле жЇреді, сонды›тан ›атты отын ›атты ›ызады. Реакция нЩтижесінде пайда бол“ан кйміртегі›ыш›ыл газы ›атты ›ыз“ан кймірмен йзара Щрекеттесіп кйміртегі оксидін ›±райды.
C + O2 = CO2 (5.44)
CO2 + C = 2CO (5.45)
Кйміртегі оксиді пайда бол“ан газдыЈ жанатын ›±рамыныЈ негізгі бйлігі болып табылады жЩне генераторлы› деп аталады. Генераторлы› газдыЈ ›±рамына кйміртегі оксидінен бас›а ауада“ы азот жЩне кйміртегі›ыш›ыл газыныЈ аз“антай бйлігі кіреді
Газды› генератор пештерін шамадан тыс ›ыздырып алмас Їшін ауамен бірге аз мйлшерде судыЈ буын ›осады, осыныЈ нЩтижесінде ›ыздырыл“ан генератор ар›ылы ауамен су буыныЈ аралас›ан ›осындысын Їрлегенде сутегі мен кйміртегі оксидінен т±ратын газ пайда болады
C + H2O = CO + H2 (5.46)
Б±л пайда бол“ан газ сулы газ деп аталады. Шамамен пайда бол“ан генератор газыныЈ ›±рамы мынадай болады: CO – 27%, H2 – 9,5%, CO2 – 4,0%, N2 – 59%.
Генераторлы› газдыЈ жылусыйымдылы“ы 1120 ккал/м3 теЈ.
љатты отын физикалы› ыл“алдылы“ы – W; жанбайтын ›алды› кЇл – А; жЩне органикалы› жанатын масса деген Їш бйлімнен т±рады.
љандайда болсын ›атты отынныЈ органикалы› ›±рамы тймендегідей компонентерден т±рады:
– кйміртегі - С;
– сутегі – Н;
– азот – N;
– оттегі –О;
– кЇкірт – S.
Кесте 25 – Таби“и ›атты отынныЈ орташа ›±рамы
ОтынныЈ тЇрлеріЖ±мысты› отынныЈ ›±рамы, %љыздыру“а ›атысты“ыЖану жылулы“ы,
Qж,
ккал/кгCж±Hж±Oж±Sж±Nж±Aж±Wж±°шпасы, %Оталу температурасы
оС.љ±р“а› а“аш36,54,532,0-1,01,025853003100љ±р“а› шымтезек37,44,222,00,41,24,830702253340Таскймір70,04,48,32,01,08,06355006500Антрацит 84,03,02,01,01,04,0577007500Кокс 83,50,80,60,61,59,0427006600
Отын ›±рамыныЈ есебі.
Ж±мысты› массасы: Cж± + Hж± +Oж± +Sж±+ Nж± +Aж±+ Wж± = 100%;
љ±р“а› массасы : C› + H› +O› +S› + N› +A› = 100%;
Жанатын массасы: Cжан + Hжан +Oжан +Sжан + Nжан = 100%.
ОтынныЈ осы ›±рамды› есебін пайдаланып, на›ты ›±рамдардыЈ ›айта есептеу формуласын ›±растыру“а болады, мысалы:
Cж± = C› · (100 - Wж±)/100, % (5.47)
Cж± = Cжан· (100 - Wж± - Aж± )/100, % (5.48)
Cжан = 100·Cж± / (100 - Aж± - Wж±), % (5.49)
Технология“а ›олданылатын таскймірдіЈ жіктелуі. Ертеректе таскймірдіЈ ›асиеттеріне сЇйене отырып, оларды жан“ан кездегі жалындарыныЈ тЇріне ›арай жіктерге бйлетін. Ал ›азіргі кезде технология“а ›олданылатын таскймірлерді кйбінесі ±шпасына ›арай аны›тайды. °шпа таскймірдіЈ ›асиеттері мен оларды ›олданудыЈ Щдістерін аны›тап береді.
Алдымен ±шпа ›алай аны›талатынын білейік:
љ±р“атыл“ан таскймірдіЈ йлшенді сынамасын отба›ыраштыЈ ішіне салып,›а›па“ын жауып, содан кейін алдын ала 850оС температура“а дейін ›ыздырыл“ан пешке салып, 7 минут аралы“ында ±стап т±рады.
Содан кейін сынаманыЈ салма“ын йлшеп, азай“ан мйлшерін оныЈ ±шпасы деп санайды.
Кесте 26
ТаскймірдіЈ маркасыБелгіленетін Щрібі°шпасы, %°зынжалынды °> 42Газды› Г> 37ШалакЇйежентектелгіш ШК25 - 37Кокстік К< 25Жасы› кймірЖК< 17Антрацит А3
Жану есептері
ОтындардыЈ жану есептері мынадай сатылардан т±рады:
– отын ›±рамыныЈ есебі;
– жану“а ›ажетті ауаныЈ есебі;
– ›±быр газдарыныЈ ›±рамдары мен мйлшерініЈ есебі;
– жану температурасын аны›тау;
– жанар“ы ›ондыр“ысыныЈ есебі;
– отты› кеЈістіктіЈ есебі.
Тоты›сыздау реакциясы
C +1/2 O2 = CO (5.50)
2Fe2O3 + 2CO = 4FeO + 2CO2 (5.51)
КЇйежентектіЈ ›±рамында 17% темір оксиді Fe2O3, я“ни 170кг Fe2O3 темір оксидіне балама бол“анда, бір тонна кЇйежентекке ›аншалы›ты мйлшерде СО ›ажет
2Fe2O3 + 2CO = 4FeO + 2CO2
2·160-2·28
170 - Х
Х = (170·56)/(2·160) = 29,75кг (СО);
немесе
C +1/2 O2 = CO
12 - 28
Х - 29,75
Х= 12· 29,75/28= 12,75 (С);
C +1/2 O2 = CO
16 - 28
Х - 29,75
Х= 16·29,75/28= 17кг оттегі.
8 та›ырып. Пісіру Щдісімен нефелин кендерін жЩне концентраттарды глиноземге, содойнімдер жЩне цементті комплексті йЈдеу.
Нефелиндерді йЈдеудіЈ жалпы с±лбасы. Шихтаны пісіруге дайындау. Шк-нефелин шихталарын пісіру. Піспені сілтілеу. Шламды бйліп алу жЩне шаю. Кремнийсіздендіру жЩне алюминаттан ертіндініЈ ыдырауы. Содопоташты ертінділерді ›айта йЈдеу.
Нефелинді кенніЈ негізгі минералдары мен концентраттарыныЈ кйзі болып нефелинніЈ йзі табылады (Na,K)2O·Al2O3·2SiO2. НефелинніЈ ›±рамында алюминий, натрий, калий оксидтерініЈ жЩне кремний екі оксидініЈ мйлшерлері бар. Нефелинді ›алды›сыз технология бойынша йЈдейді, ййткені оныЈ ›±рамында“ы негізгі компоненттердіЈ барлы“ы Al2O3, (Na,K)2O, жЩне SiO2 пайдалы йнімдер: алюминий тоты“ын (Al2O3), соданы (Na2CO3), поташ (К2CO3) жЩне нефелин кЇйежентегін ертінділегенен шы››ан шламнан цемент алу Їшін ›олданылады.
Нефелинді кендер мен концентраттарды кЇйежентектелу Щдісі бойынша йЈдейді.
Нефелинді концентрат Шктас
Дозалау °сату
Ыл“алды ±са›
КЇйежентектелу
°сату
°са›тау жЩне ерітінділеу
љойылту, сЇзу жЩне жуу
Алюминиат ерітіндісі С±р шлам Шктас
Кремниден ажырату КЇйежентектелу
А› шлам Алюминат ерітіндісі Клинкер
1-ші карбондау °са›тау
Тйл ерітінді Гидрат Портландцемент
2- карбондау Сы“ып карбондау
Кір гидрат Сода-поташты
ерітінді СЇзілу
1-ші буландыру Сода-сілтілі ерітінді Гидрат
Na2CO 3 љатыру 2-ші буландыру Кальциндеу Алюминий
тоты“ы
љатыру K2CO3 КЇйежентекті ерітінділеуге
Сурет 14 - Нефелиндерді комплексті йЈдеудіЈ технологиялы› с±лбасы
Нефелинді шикі›±рамдарды дайындау. Нефелинді шикі›±рам екі компоненттен: нефелинді концентраттан жЩне Щктастан т±рады. Шикі›±рам“а соданы енгізбейді, ййткені нефелинніЈ йзініЈ ›±рамында (Na2O+K2O) алюминий оксидін натрий алюминаты мен калий алюминаттарына байланыстра алатындай мйлшерде сілтініЈ ›±рамы бар.
М±ндай шикі›±рам, я“ни тек алюминий тоты“ын байланыстыру“а есептелген сілті, ›аны›па“ан шикі›±рам деп аталады. љаны››ан шикі›±рамды ›±рамында темірі кйп нефелиндерді йЈдеу Їшін ›олданады (3.28 теЈдеуі).
Шктасты шикі›±рам“а кЇйежентектелу процесі кезінде ›оскалцилі силикат алу есебінде енгізеді, я“ни нефелинніЈ ›±рамында“ы кремнеземныЈ бір молекуласына екі молекулалы Щктасты ›ажетті мйлшерде береді. Сонымен ›атар шикі›±рамды дайындау кезінде алюминат ерітінділерін кремниден ажыратудан шы››ан а› шламда енгізіледі.
ТЩжірибе ж±мыстарында айналымда“ы йнімдер жо› бол“ан жа“дайда (а› шлам жЩне бас›алары) шикі›±рамды мынадай теЈдеу бойынша есептейді
(3.27)
Х-ке ›атысты теЈдеуді шеше отырып, тймендегідей формула аламыз
(3.28)
м±нда“ы Х – 100 кг нефелиндегі ЩктастыЈ мйлшері, кг;
CaOн мен SiO2н – нефелинніЈ ›±рамында“ы CaO мен
SiO2 мйлшерлері, %;
CaOЩктас мен 2SiO2Щктас – ЩктастыЈ ›±рамында“ы CaO
мен SiO2 мйлшерлері, %.
3.7.2 Нефелинді шикі›±рамныЈ кЇйежентектелуі. Жа›сы ±нта›талып жЩне м±›ият араластырыл“ан шикі›±рам айналмалы ›±бырлы пештерде шамамен 1250-1300 оС температура аралы›тарында кЇйежентектелу процесіне тЇседі.
Нефелин мен ЩктастыЈ йзара Щрекетесулері мынадай ›осынды реакциямен йрнектеледі
R2O·Al2O3·2SiO2+4CaCO3 = R2O·Al2O3 + 2 (2CaO·SiO2) +4CO2 , (3.29)
м±нда“ы R – (Na+K) ›осындылары.
Нефелинді кЇйежентекті ерітінділеу. Нефелинді кЇйежентектіЈ ›±рамында салыстырмалы тЇрде натрий мен калий алюминаттарыныЈ аз мйлшерлері шамамен 24-26 пайызы кйп мйлшерлі шамамен 66-70 пайызды ерімейтін ›оскалцилі силикаттыЈ массасыныЈ ›±рамында ›алып отырады.
Сонды›тан да пайдалы компонентерді, я“ни алюминаттарды ерітіндіге йткізу Їшін нефелинді кЇйежентекті жа›сылап ±са›тау“а тура келеді.
КЇйежентекті ±нта›тау мен ерітінділеу процестері шарлы диірмендерде жЇзеге асырылады.
Нефелинді кЇйежентекте αк каустикті модуль 1 санына жа›ын я“ни R2O/Al2O3=1.
Егер м±ндай кЇйежентекті сумен немесе содалы ерітіндімен ерітінділесе т±ра›сыз, αк=1 алюминат ерітінділері алынады.
Сонды›тан ерітінділердіЈ т±ра›тылы“ын арттыру Їшін нефелинді кЇйежентектер, сы“ыл“ан карбондаудан кейін алын“ан содалы – сілтілік ерітінділермен ерітінділенеді.
Содалы – сілтілік тізбектіЈ кремниден ажыратыл“ан алюминат ерітінділерін карбондалау“а мЩжбЇр етеді.
Бйлініп шы››ан гидратты жуыл“аннан кейін ›ыздырып алюминий тоты“ын алады.
Сы“ыл“анан кейін алын“ан тйл ерітіндіні кЇйежентекті ерітінділеуге жібереді.
Нефелинді кЇйежентекті ерітінділеуден кейін жуылып алын“ан шламныЈ ›±рамында шамамен 80-85 % ›оскалцилі силикат бар.
Осы шлам“а Щктас пен а› шламныЈ бір бйлігін ›осып цементті клинкер алу Їшін кЇйдіруге жіберіледі.
Цементті клинкер – портландцемент йндірісініЈ керекті шикізаты ретінде ›олданылады.
Ал содалы тізбектіЈ тйл ерітіндісінен кйпсатылы буландыру нЩтижесінде соданы бйліп шы“арады (Na2CO3), содан кейін екі еселік т±зды (Na2CO3 · K2CO3); жЩне поташты (K2CO3) алады.
Сода мен поташ тауар йнімдері ретінде шы“арылса, (Na2CO3·K2CO3) т±зы буландырудыЈ екінші сатысына ›айтарылады.
Достарыңызбен бөлісу: |