ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение чистых исходных материалов из "Прикладная электрохимия" Производство глинозема высокой чистоты возможно из разных пород, содержащих алюминий. Промышленными рудами в настоящее время считаются бокситы, нефелины и алуниты. Способ производства глинозема зависит от состава руды. [c.478] В основных рудах для производства алюминия — бокситах обычно содержится несколько окисных минералов алюминия и в малом количестве — минералы других элементов. Качество бокситов в значительной мере характеризуется так называемым кремниевым модулем — отношением ЛЬЮз ЗЮг. В СССР, согласно ГОСТ, установлено девять сортов бокситов с модулями от 4 до 10 и более. [c.478] Нефелины содержат, помимо АЬОз и 5102, еще МагО и К2О, поэтому их рассматривают как ценное комплексное сырье, из которого извлекают глинозем, поташ или соду и материал для цемента. [c.479] Комплексным сырьем являются также алуниты из них, кроме глинозема, получают сульфаты щелочных металлов и серную кислоту. [c.479] Самыми распространенными породами, содержащими алюминий, являются каолины и глины. В настоящее время, однако, эти руды применяются только для получения силикоалюминия электротермическим методом. Для выплавки сплавов алюминия с кремнием используют силлиманитовые руды, запасы которых в СССР очень велики. [c.479] Переработка алюминиевых руд. Глинозем, применяемый для получения алюминия электролитическим путем, должен удовлетворять следующим требованиям быть очень чистым и не содержать более электроположительных по сравнению с алюминием элементов содержать минимальное количество воды быть негигроскопичным и обладать хорошей растворимостью в криолите. В СССР техническими условиями предусмотрено шесть марок глинозема. В производстве чистого металлического алюминия применяется глинозем только трех марок ГОО (0,06% 5102), ГО (0,08% 5102), Г1 (0,15% 5Юг). [c.479] Были предложены разнообразные способы переработки алюминиевых руд. Все они могут быть разбиты на три группы щелочные, кислотные и электротермические, — применение которых зависит от состава руды. [c.479] Электротермический способ производства глинозема предусматривает предварительную плавку алюминиевых руд в электропечах с получением ферросилиция и алюмокальциевого шлака, который является основным сырьем для получения глинозема. Электротермический способ связан с большим расходом электроэнергии и поэтому в настоящее время не находит применения. [c.479] Переработка бокситов ведется обычно двумя способами, причем важным фактором при выборе способа является их модуль. Как правило, если модуль равен восьми и более, то бокситы перерабатывают так называемым щелочным способом Байера если модуль меньше, то применяют сухой щелочной способ — способ спекания. [c.479] Кремнекислота связывает глинозем в малорастворимый алюмосиликат, с которым теряются алюминий и щелочь. При высоком содержании SiOa в боксите эти потери значительны. [c.480] Способ Байера (мокрый способ) был запатентован в 1889 г. химиком К. И. Байером, работавшим в России. Сущность способа заключается в автоклавном выщелачивании бокситов едким натром при высоких температурах (от 105 до 225 °С) и давлении (до 30 кгс/см ) с получением раствора алюмината натрия, содержащего растворимый силикат натрия Na2Si03 и феррит натрия. Последний легко гидролизуется с образованием окиси железа (РеаОз) красного цвета. [c.480] Обескремнивание алюминатного раствора прн этом способе происходит только путем связывания SiOa в алюмосиликат натрия. Из полученного раствора должен быть выделен гидрат окиси алюминия. Для разложения алюминатного раствора его требуется разбавить. Кроме того, при разбавлении пульпы облегчается отделение красного шлама окиси железа. [c.480] С повышением концентрации щелочи равновесие реакции сдвигается влево. [c.480] Область и характеризует устойчивые растворы алюмината натрия в щелочи, из которых не следует ожидать ни выпадения А1(0Н)з, ни выпадения NaAlOj. Линия GHF является изотермой при 30 °С. [c.481] Отдельные стадии способа Байера (выщелачивание — разбавление — выкручивание—выпарка) можно изобразить в виде сторон многоугольника AB DE, если выражать эти процессы через концентрации щелочи и алюминия в растворах, т. е. модулем а = NajO AI2O3. [c.481] При протекании этих реакций расходуется щелочь, т. е. ее концентрация уменьшается, а количество алюминия в растворе увеличивается точка А лежит далеко в области метастабильных растворов / и соответствует, в нашем случае, модулю 1,89. Линия АВ характеризует разбавление раствора, при котором искусственно снижаются концентрации щелочи и алюминия в растворе, но не уменьшается их соотношение процесс протекает при сохранении модул Я 1,89. [c.482] Линия ВС соответствует процессу выкручивания, в ходе которого резко изменяется концентрация алюминия в растворе за счет интенсивного образования А1(0Н)з и практически постоянной остается концентрация щелочи, т. е. сильно возрастает модуль (а — 3,96). Линия D — выпарка, процесс, обратный разбавлению, при постоянном модуле. На этом заканчивается цикл Байера и, после некоторого обогащения маточного раствора щелочью (линия DE), начинается новый цикл. Заштрихованный многоугольник AB DEA представляет, таким образом, полный цикл Байера. Его площадь определяет эффективность цикла [15]. [c.482] Значения каустических модулей характеризуют процесс Байера они подбираются с учетом скоростей отдельных стадий, качества осадка, экономики и устанавливаются по результатам длительной работы на данном сырье. [c.482] Технологическая схема получения глинозема по способу Байера приведена на рис. XV-2. [c.482] Вернуться к основной статье