Оқулық құралы Павлодар (075. 8) Ббк 34. 33 я73 м 27 С. Торайғыров атындағы пму ғылыми кеңесі ұсынған

Қызыл шламды қоюландыру және жуу үшін екі түрлі қондырғы қолданылады:

1. 
   диаметірі 40м, сыйымдылығы V-7750м³, ал шөгу алаңы
   

2. 
   диаметірі 20м, сыйымдылығы V-3240м³, ал шөгу алаңы
   

Қызыл шламды жуу технологиясының жүйесі қарама - қарсы, төрт рет қайталанып жууға икемделіп орналастырған, оның себебі неғұрлым қызыл шламды сапалы жуып, құрамындағы сілтімен, алюминий тотығын Байер тізбегінде алып қалуда. Шлам бастапқы жуғыш қондырғысына, ал ыстық су соңғы қондырғыға жіберіледі. Жуылып болғанан кейін шлам соңғы жуғыш қондырғылардың астыңғы тетігінен сүзілу бөлікшесіне жіберіледі, (с:қ=2,8-3,2 сан аралығында, ал сілтінің қалдығы шамамен Na₂O-25г/л). Бастапқы жуғыш қондырғылардың ағындысы пісірілген қойыртпақты сулату үшін ерітінділеу бөлікшесіне жіберіледі. Қойылтқыш және жуғыш қондырғыларынан ағындыларының сапасын арттыру үшін олардың құрамына синтетикалық флокулянт Алклар -600 қосып отырады.

Қызыл шламды қоюландыру бөлікшесі қойылтқышқа келіп түсетін қойыртпақты қою-қатты (қызыл шлам) және сұйық (алюминат ерітіндісі) фазаларына бөліп, құрамындағы қатты заттары 0,3 қг/л аспайтын және қойытылған шламның с:қ=2,8-3,0 сан аралығында болатын мөлдірленген алюминат ерітіндісін алуға арналған.

Қойылтқыштың технологиялық параметрлары төмендегідей:

1) қойыртқышқа келіп түсетін қойыртпақтың сілтілік концентрациясы шамамен Na₂O=105-130 г/л аралығында;

2) қойыртқыштың шламының с:қ=2,8-3,0 сандарына тең;

3) қойыртқыштың ағызындысының температурасы 98-100 ^оС шамасында;

4) қойыртқыштың ағызындысының құрамындағы қатты заттардың мөлшері 0,3 қг/л көп емес болуы керек.

Енді қызыл шламды қоюландырғанда әсер ететін факторларға тоқталып өтейік.

Бокситтің химиялық құрамы мен оның ұнтағының деңгейі

Қоюландыру – бұл салмақ күшінің әсерімен жүретін шөгу процесі. Өлшем бірлігі 100 мкм дейінгі бөлшектер Стокс заңына бағынады және олардың шөгу жылдамдықтары төмендегі көрсетілген теңдеу арқылы анықталады

кг/м³;

Теңдеуден көріп отырғанымыздай шөгу жылдамдығы негізінен сұйық фазаның тұтқырлығына және қызыл шламның түйіршік құрылымына тәуелді, яғни температура, концентрация және бөлшектің ірілігіне.

Шөгу жылдамдығы шламдағы темір оксидінің құрамы көбейгенде жоғарылап, натрий гидроалюмосилкатының (НГАС) құрамы ұлғайғанда төмендейді. Сондықтан кремнилік модулдері жоғары бокситтер ерітінділеуден кейін тұнбалау қасиеттері жақсы шламдарды түзейді.

Шламның ұсақ-майда бөлшектері оларды алдын ала іріткілер, яғни когулянттар мен флокулянттарды қосып біріктірмейінше шөгуге түспейді.

– мөлдірленген ерітіндінің аймағы;

– ерікті шөгу аймағы;

– қысылып шөгу аймағы;

– тығыздалу аймағы;

– қоюландырылған шламның аймағы.

Ерітінділер осы аймақтар арқылы өткен кезде бөлшектер бір–біріне соқтығысып, шөгу жылдамдығы бәсеңдейді, сондықтан бөлшектердің нақты шөгу жылдамдығы төмендегідей теңдеумен анықталады
W²= W·0,5, (5.6)
мұндағы 0,5 – қысылу қабатының коэффициенті.

Зиянды қоспалардың әсері. Бокситтің құрамында кездесетін, тақташа құрылымды пирит, сидерит, ақ саз және органикалық қосылыстар қоюландыру процесін нашарлатады.

Ағызындының жылдамдығы. Қойылтқыштың өнімділігі оның ағызындысының жылдамдығымен сипатталады. Өндірісте ағызындыға шөгу алаңының 1м² алынған мөлдірленген ерітіндінің мөлшерін қабылдайды
, (5.7)
мұндағы G – ағызындының жылдамдығы, м/ с;

Q – мөлдірленген ерітіндінің мөлшері, м³;

F – шөгу ауданы;

T – жұмыс істеген уақыт, сағат.

Қызыл шламды жуу бөлікшесі қоюланған шламды сілтіден жууға арналған. Жуылу жүйесі қарама-қарсы, яғни шлам тізбектелген төрт аппараттың басқысынан, ал ыстық су соңғы аппараттан жіберіледі.

Жуғыш аппарат түбі конус, ішкі жағы ярустарға бөлінген цилиндір ыдыс. Әр ярустың ортаңғы жағының түбі ағынды стақандарымен бітеседі.
Кесте 5 – Диаметірі Ǿ 20м жуғыш аппараттың техникалық

сипаттамасы

Қойылтқыштың ағызындысының құрамы:

1) жалпы сітілік концентрациясы Na₂O_жалпы= 120-145 г/л;

2) алюминий оксидінің концентрациясы Al₂O₃ – 110 -130г/л;

3) қатты заттардың құрамы 0,3 қг/л дейін;

4) температурасы – 99-101^оС.

Алынған қойылтқы ағызындысын сүзу үшін ЖТАС-125 немесе ЖТАС-225 (жайма тік автоматтандырылған сүзгі) жайма сүзгілері қолданады.

Сүзілген алюминат ерітінділері, яғни сүзгі ағызындысы бактардан сорғыштармен ыдырату бөлікшесіне жіберіледі. Сүзгі ағызындысының сапасы оның құрамындағы темірмен бағаланады, Fe₂O₃ сүзгі ағызындысының құрамында 0,017 г/л аспауы керек.

Алюминат ерітінділерінің сүзу бөлікшесі қойылтқыштың ағызындысын мұқиятты түрде қызыл шламның жүзінді бөлшектерінен ЖТАС-125 немесе ЖТАС-225 сүзгілерінде қысымның көмегімен жаймаларға кигізілген арнайы маталар арқылы сүзуге арналған.

Қызыл шлам қойылтқыштарының ағызындысы құрамында каустикті сілтілік ерітіндісінің концентрациясы шамамен 105-130г/л аралығында және қатты заттары 0,3 қг/л аспайтындай мөлшерде ағызындылар бұлғауыштарына түседі. Осы бұлғауыштардан сорғыштардың көмегімен сүзгілерге жіберіледі.

ЖТАС-125,225 сүзгілері арнайы үзіліспен жұмыс істеуге жабдықталған және алюминат ерітінділерін бақылау сүзуінен өткізуге арналған сүзгілер.

Сүзгі түбі конус болып келген, сопақша артқа ашылатын қақпағы бар цилиндір ыдыс. Қақпағы пневмоцилиндірдің көмегімен ашылады.

Сүзілу процесі кезінде сүзгі рамаларының үстінде қоқым қабаттары пайда болады, ал әрбір сүзгі рамаларынан шыққан сұйық өнім, яғни сүзілген алюминат ерітіндісі басқа бұлғауыштарға жиналады.

Рамада жиналған қоқым қабаты ыстық сумен автоматтандырылған жүйе бойынша жуылады.

Енді екі ЖТАС-125,225 сүзгілерінің техникалық параметрлеріне тоқтала кетейік.
Кесте 6 – Сүзгілерінің техникалық параметрлері

Параметірлері	ЖТАС-125	ЖТАС-225
Сүзілу беті	125м2	225м2
Сүзілу процесінің жұмыстық қысымы	4кгс/см2 дейін	4кгс/см2 дейін
Құбырдағы сулыжуғыштың жұмыстық қысымы	6-8 кгс/см2	6-10 кгс/см2
Пневмобасқарма ауаның жұмыстық қысымы	5-6 кгс/см2	5-6 кгс/см2
Жұмыстық температура	100 оС дейін	100 оС дейін
Сыйымдылығы	13,5м3	25м3
Сүзгі рамаларының саны	38	44
Диаметірі	2200мм	3000мм
Ені	3800мм	4250мм
Биіктігі	5320мм	5450мм
Электрқозғалтқыш қуаты	0,8квт	0,8квт
Сүзгінің массасы	10100кг	14050кг
Сулыжуғыш құбырының айналу жылдамдығы	минутына 7,26 айналым	минутына 7,26 айналым

Сурет 5.7 – Қойылтқыштың ағызындыларын сүзуге арналған ЖТАС-125

Қызыл шламды сүзу үзіліссіз жұмыс істейтін табақшалы вакуумды сүзгілерде жүзеге асырылады. Соңғы жуғыш бұлғауыштарынан орташаланған шлам сорғыштармен табақшалы вакуумдық сүзгіштерге жіберіледі. Ылғалдылығы 52,5% аспайтын сүзілген шлам күйежентектелу цехының шламды әуіттеріне жіберіледі.

Қызыл шламды сүзгілеу бөлікшесі қызыл шламның қатты фазасын сілтілік сулатылған сұйық ерітіндіден соңғы жуғыш аппараттардан орташаланып шыққан шламды вакуумның әсерімен мата арқылы табақшалы сүзгілерде сүзуге арналған.

Табақшалы сүзгілердің мынадай түрлері қолданылады: ДУ-100, ДОО-100.

Орташаланған қызыл шлам бұлғауыштардан сорғыштардың көмегімен сүзгілерге жіберіледі. Сүзілген қоқым қойыртпағы сода – сульфатты ерітіндісімен сұйытылып, сүзілген шламдардың бұлғауышына түседі.

Шламды сүзіп болғанан кейін оның тығыздығын тексеріп отыру маңызды мәселе, өйткені тығыздығының көрсеткіші арқылы сүзілген шламның ылғалдылығы қандай екенін байқап отырады.

Қызыл шламды сүзуден алынған сұйық ерітіндіні тұнбалауға жібереді, ал сүзілуден өткен шламды күйежентектеу цехының шикіқұрамды дайындау бөлімінің әуіттеріне сорғыштар арқылы түсіреді.
Кесте 7 - Вакуумдық сүзгілердің техникалық сипаттамасы

Параметірлердің атауы	Табақшалы вакуумды сүзгілер: ДУ-100, ДОО -100.
Сүзілу беті	100м2
Табақшалардың саны	12
Табақшаның диаметірі	2,5м
Секторлардың саны	144
Табақшалардың айналым саны	Минутына 0,97-1,15 айналым
Табақшалардың жетегі	ВЦ -21421-0,2
Электрқозғалтқыш, қуаттылығы,	3 квт, минутына 1500 айналым
Кернеуі	380В
Үрлеу кезіндегі ауаның қысымы	0,5 кг/см2
Сүзгінің салмағы	17570кг

Сурет 5.8 – Табақшалық вакуумдық сүзгілер: ДУ-100; ДОО-100

Алюминат ерітінділері бақылау сүзілуінен өткеннен кейін 95-98^оС температура шамасында вакуумдық –салқындату бөлікшесіне түсіп, белгіленген температураға дейін салқындатылады және күйежентектелу цехынан түскен алюминат ерітінділерімен қосылып араласады. Ерітіндінің қайнауы кезінде пайда болған буды конденсациялау үшін барометрлік конденсатор қондырғыларына шламды жуған су мен айналымдағы суды араластырып қосу арқылы іске асырады.

Сөйтіп салқындатылған алюминат ерітіндісі вакуумдық суытудан кейін басқы декомпозерға түсіп қор мен араласады. Алюминат ерітіндісінің жарты бөлігі қор гидратын сұйылту үшін қорлық сүзуге жіберіледі.

Вакуумдық әдіспен салқындату бөлікшесі алюминат ерітінділерін салқындатып, ерітіндінің қанығу деңгейін жоғарлатып және ыдырау процесінің белгіленген ұзақтылығында Al₂O₃ шығымын арттыру мақсатына арналған. Сөйтіп бөлікшеге түскен алюминат ерітіндісі белгіленген температураға дейін салқындатылады. Вакуумдық салқындатқыш қондырғысы екі вакуумдық салқындатқыш батареядан және өздігімен жұмыс істейтін он баромконденсаторы бар өзібуланғыштардан тұрады. Барометірлік конденсаторларға шламды жуған сулар мен айналымдағы технологиялық сулар беріледі.

Жүйедегі вакуум РМК-4 тәрізді сорғыштардың көмегімен іске асырылады.

Алюминат ерітінділерінің салқындатылуы вакуумдық қондырғыларда ерітінділер вакуумның әсерімен қайнаған кездегі жылудың бумен бірге бөлініп шығуына негізделген процесс. Ерітіндінің қайнау температурасы вакуумның тереңдігіне байланысты, неғұрлым вакуум терең болса, соғұрлым ерітіндінің қайнау температурасы төмен болып келеді.

Алюминат ерітінділерін салқындату процесі кезінде ерітінділер қайнауының нәтижесінде буланып, ерітіндінің концентрациясы шамамен 6,0–8,0 г/л артады. Салқындатылған алюминат ерітінділері бұлғауыштарға түсіп, одан ары қарай басқы декомпозер мен қорлық вакуум сүзгілеріне жіберіледі.

Кесте 8 – Вакуумметр көрсеткіші мен алюминат ерітіндісінің қайнау

температурасының арасындағы тәуелділік

Вакуум, Р, г/см2	Судың қайнау температурасы, оС	Алюминат ерітіндісінің сілтілік концентрациясы Na2O 130г/л =7 оС кезеңіндегі қайнау температурасы, оС
	99,09	106,09
0,1	96,18	103,18
0,5	80,86	87,86
0,6	75,42	82,42
0,7	68,68	75,68
0,8	59,67	66,67
0,82	57,41	64,41
0,83	56,20	63,20
0,84	54,93	61,93
0,85	53,59	60,59
0,86	52,18	59,18
0,87	50,67	57,67
0,88	49,06	56,06
0,9	45,45	52,45

Кесте 9 – Алюминат ерітіндісінің вакуум батареясына кірер кездегі

температурасы

Вакуумдық батарея	Вакуумның деңгейі	Будың қысымы, атм.	Алюминат ерітіндісінің вакуум батареясына кірер кездегі температурасы
1-ші корпус	0,5кгс/см2	0,5	96-98оС
2-ші корпус	0,66кгс/см2	0,34	85 оС
3-ші корпус	0,8кгс/см2	0,2 көп емес	76 оС
баромконденсатор	0,9кгс/см2		-