دانلود تحقیق سنگ بوکسیت

پیشگفتار:
بوکسیت سنگ معدن اقتصادی آلومینیوم نام خود را از «Baux Les» در جنوب فرانسه جایی که برای اولین بار پیدا شد گرفته است.

ترکیب بوکسیت تقریبا به صورت دی هیدارت ¬((Al2 O3 .

2H2 O) است ما در آن کانی به این صورت وجود ندارد در نتیجه از مخلوط منوهیدرات به صورت دیاسپور (Al2 O¬3 .

H2O) و بوهمیت(Al2 O¬3 .

H2O) وتری هیدرات به صورت گپسیت (Al2O3 , 3 H2 O) تشکیل شده است.

بنابراین بوکسیت از مخلوط تری هیدرات و منوهیدرات آلومینیوم به همراه مقادیری ناخالصی مانند اکسید فریک، تیتانیا (به صورت رتیل یا ایلمینیت) و سایر کانی های مخصوص به مناطق معین تشکیل شده است.

ناخالصی تعیین کننده سیلیکا است که در طوا فرآیند ترکیب 3SiO2 .

Al2 O3 .

Na 2 O تشکیل می دهد که آلومینا را به همراه خود وارپسمانه کرده و یک منبع اصلی اتلات آلومینیوم به حساب می آید.

ترکیب بوکسیت ثابت نیست و سسته به محل استخراج و اجزای صخره اصلی که از آن تشیکل شده است تغییر می کند.

Table 50
کلا محتوای آلومینا از 65 – 45 درصد، سیلیکا 12 –1 درصد، آهن 25 –2 (به صورت Fe2 O3) و آب متصل 36-14 درصد تغییر می کند.

رنج اکسید تیتانیم در جهان تا 3 درصد است اما بوکسیت هند 12 درصد تیتانیم دارد، در اثر شرایط آب و هوایی، بوکسیت به صورت سطح رسوب کرده به ضخامت تا 100 فوت ایجاد می شود.

عموما سنگ معدن به فواصل دور از معدن در عملیات کارگاهی برای خشک کردن مقدماتی برای حذف رطوبت آزاد به کار می رود.

پروسه باید:
بوکسیت توسط پروسه انحلال – تبلور مجدد به آلومینا تصفیه می شود.

این پروسته از چهار مرحله اصلی انحلال، خالص سازی، رسوب دهی و تکلیس تشیکل شده است.

(شکل زیر).

پروسه باید به دلیل آلومینیوم کانیهایی دارد که در محلول سود غلیظ حل می شود در حالی که بیشتر کانیها نمی توانند، موفق باشد.

سنگ معدن بوکسیت به گستره ابعادی مناسبی (معمولاً leey ازید 30 میلی تر) قبل از عملیات با سود، خرد می‌شود.

زمانی که باطله جدا شد، تبلور مجددتری هیدروکسید آلومینیوم خال3 (OH) Al تولید می کند که به Al2 O3 تکلیس می شود.

(کلیسنه می شود.)
واحد عملیات:
انحلال: بوکسیت از آلومینیوم حاوی کانیهایی است که مهمترین آنها گیپسیت، 3(OH)Al و بوهمیت، (Alo (OH یم باشد.

نسبت این کانیها در بوکسیت دمای پروسته را تعیین می کند که برای گیپسیت حدود 1500 C و برای بوهمیت C 2500 می باشد.

هر دوی این واکنش ها تحت فشار بالایی انجام می شود.

(تا 240 کیلو پاسکال) گیپسیت در بوکسیت، «دارلینگ رنج» (استرالیای غربی) کانی اصلی‌ آلومینیوم است ومطابق واکنش زیر حل می شود: →Na+ + Al (OH)¬4- Al(OH)¬3 + NaoH
محلول به دست آمده از فرایند انحلال توسط آلومینیوم اشباع شده است و به آن دوغاب باردار می گویند.

بعد از انحلال دما و فشار در سری محفظه های تششعی، تا حدود C 0 100 و فشار اتمسفر کاهش می یایند.

(شکل زیر)
خالص سازی : جامدات پسماند باید از دوغاب بارقبل از رسوب دهی جدا شوند.

پسماندهای باطله توسط سیفون های ماسه ای بین بخش ماسه های درشت (بزرگتر از حدود 150 میلکرومتر) و ماسه ریز (زیر 150 میکرومتر) منشعب می شود که اغلب به عنوان (گل سرخ) یا پسماند باید شناخته شوند.

این ماسه ها شسته می شوند تا اینکه قبل از نشست حداکثر ممکن از سود بازیابی شود.

پسماندریز از دوغاب باردار توسط اضافه کردن پلیمر ماکرومولکومی محلول در آب (فلوکالنت) جدا می شوند تا باطله انباشته شود.

این پلیمر با جذب روی چند ذره باعث می شود که ذرات معلق به شکل ساختارهای بزرگتر دربیایند که منجر به ته نشین شد سریع می شوند.

جامدات فلوکاله شده در تانک بزرگی موسوم تیکنر ته نشین می شوند تا رسوب چگال تشکیل شود.

سر ریز تیکنر از میان فیلتر عبور داده می شود تا هر جامدی از آن جدا شود و دوغاب باردار تا 800C قبل از مرحله رسوب دهی، سر می شود.

جدایش جامدها و دوغاب باید سریعا هدایت بشود در غیر این صورت تری هیدارت آلومینیوم در طی فرایند خالص سازی رسوب می دهد.

این مساله تحت عنوان رسوب دهی خود به خودی شناخته شده است و باعث اتلاف محصول می شود.

فرایند خالص سازی مناسب در تولید آلومینا ضروری است .

فلوکولاسیون (جمع کنندگی) ضعیف باعث می شود ذرات ریز اضافی در سرریز بتوانند فیلترها را مسدود کنند و نرخ تولید را کاهش بدهند.

علاوه بر این، هر جامدی که از میان فیلتر عبور می کند باعث آلودگی محصول می شود.

فلوکولاسیون غیر موثر بعث اتلاف بیشتر سود (NaoH) که همراه پسماند وارد می شود، می گردد.

رسوب دهی: رسوب دهی یک فرایند بسیار آهسته است که درچند مرحله انجام م شود و این فرایند عکس واکنش انحلال است.

Al (OH)¬4- → NaoH + Al (OH)3 + Na+
در ابتدا کریستالهای گیپسیت دانه ریز به دو غاب باردار سرد شده در رسوب دهنده‌های اولیه اضافه میش وند.

آگلومرایسون کریستالهای ریز با تشکیل ذرات بزرگتر انجام می شوند.

ذرات جدید جوانه زده شده به داخل ساختار آگلومره شده می پیوندند.

در مراحل بعدی، رسوب دهی بیشتر، حفرات بین نشین بین آگلومره ها را پرا می کند.

بنابراین به ذرات رشد یافته استحکام می بخشد.

در پایان رسوبدهی درمای دوغاب حدود 600c است.

دیگر دوغاب از آلومینیوم اشباع نیست و به آن دوغاب مصرفی شده می گویند.

تری هیدرات آلومینیوم (معروف به هیدرات) توسط هیدرویسکلونها برای رسیدن به اندازه مطلوب، طبقه بندی می شود.

ذرات درشت، فیلتر و تکلیس می شود، در حالی که ذرات ریز برای رسوب دهی به عنوان کریستالهای دانه ای برشگ داده می‌شوند.

تکلیس: تبدیل هیدارت به آلومینای بدون آب توسط تکلیس ان در ستر سیال یا تکلیس کننده نوارع در دمای حدود 10000C انجام می‌شود.

حرارت برخلاف حرکت جامدات جریان می یابد.

(جریان متقابل Counter Current) محصول تکلیس معمولاً کمتر از % 1 رطوبت دارد.

واکنش به صورت زیر می باشد.

Al2 O3 + 3 H2 2Al (OH)3 فرایند جانبی : واحدهای عملیاتی اصلی فرایند باید را تعیین می کنند اما عملیات دیگری هم وجود دارند که برای تولید آلومینا مهم هستند از قبیل شستشوی پسماند، نشست گل، حذف اکسالات و سودسازی، که مختصرا در زیر توضیح داده می‌شود.

شستشوی پسماند: رسوب چگال (ته ریز از تیکنر) در یک واجد اجرا، شستشو می‌شود تا سود ان جدا شود ای فرایند از یک سری تیکنر هایی (قطار شستشو کننده) تشکیل شده است به نحوی که جریان‌‌ آب در خلاف جریان جامدات است (جریان متقابل) فرایند جریان متقابل این اطمینان را به ما می دهد که آب تازه برای وا جذب پسماند با سودکم استفاده می‌شود.

(برای رسیدن به استخراج بهتر) و در ادمه چند واحد فلوکولاسیون (جمع کردن) وجود ندارد که استحکام سود را کاهش می دهند.

(پایداری سود را در محلول کم می کنند.) نشست گل: ماسه‌ درشت و پسماند ریز جمع شده به داخل منطقه نشست پمپاژ می‌شوند.

جایی که در آن غلظت به حدود % 50 وزنی جادات در ابر تیکنرهای می رسد.

ابر تیکنرها در رفتار مشابه ای با تیکنرهای معمولی عمل می کنند، با این تفاوت که شن کش ها و ابعاد طوری طراحی شده اند که جادات ته ریز بیشتری تولید می‌شود .

پسماند ابر تیکنرها به داخل میدانهای خشک کننده پمپ می شوند که توسط خاک رس غیر قابل نفوذ آستر شده تا از ترواش سود به داخل گل جلوگیری کند.

جامدات به عمق یک متر روی هم انباشته می‌شود و اجازه داده می شوند که رطوبت طبیعی خشک شوند.

باقیمانده توسط کانالهای فاضلاب به حوضهای می روند.

این فرایند بازیابی مقدار زیادی سود می‌شود.

پسماند و ماسه به طور کلی آبگیری می‌شوند.

خذف اسکالات: دوغاب فرایند باید استرالیای غربی از Lit / g 30 کوبل آلی کل (TOC) تشکیل شده است .

این مواد آلی به طور پیوسته دوغاب بازیابی می شوند و در نهایت به اکسالات سدیم یا کربنات سدیم تبدیل می شوند تمام تصفیه کنندگان استرالیای غربی اکسالات سدیم را توسط یکی از دو روش زیر حذف می کنند.

اجازه می دهند که اکسالات با هیدرات رسوب بدهد و با‌ آب داغ شستشو می‌دهند که اکسالات را در خود حل کند.

رسوب دهی توأان باعث آلودگی محصول می‌شود.

اگر اکسالات حل نشود، در ساختار باقی می ماند.

تبلور جداگانه در دمای پایین تر از تقریبا bl0C بعد از رسوب دهی هیدارت دوغاب مصرف شده توسط اکسالات دانه دارد می شود، محصول داخل تیکنر جمع می‌شود و حذف می گردد حذف جداگا نه به تیکنر دیگری نیز دارد و این بسیار گرانتر از روش رسوب دهی تومان است، اما خلوص محصول را تضمین می کند .

سودسازی: کربنات می تواند توسط دوغاب باید در اثر جذب دی اکسید کربن داخل اتمسفر و توسط شکسته شدن ترکیبات آلی حال شده تشکیل می‌شود این مطلب نامطلوب است زیرا استحکام سود را در اثر تشکیل کربنات که روی واندمان استخراج آلومینیوم از بوکسیت تأثیر می گذارد، کاهش می دهد.

دوغاب بنابراین تحت علیات با آهک دوباره سودسازی می‌شود.

کربنات کلسیم کم محلول رسوب می دهد و هیدروکسید تشکیل می‌شود مطابق زیر Ca (oH)2→ Ca Co3 + 2 (oH-) + CO32- ترکیب دوغاب باید: ترکیب دوغاب در مراحل مختلف فرایند باید متغیر است.

بعد از فرایند انحلال دوغاب به صورت فوق اشباع از آلومینیوم در می آید و در حالی که بعد از رسوب دهی (دوغاب مصرف مصرف شده) به حد اشباع می رسد.

به طور مشابه اندازه ToC قبل و بعد از حذف اکسالات تغییر می کند.

اجزای دیگر محلول می توانند تغییر کنند و در حالی که برخی از آنها در دوغابهای باید کم هستند (برای کلسیم کمتر از Lit/ mg 20-) اما باز هم تاثیر به سزایی دارند.

به عنوان یک مرجع، دوغاب مصرفی استرالیای غربی ترکیب تقریبی زیرا را دارا باشد که در آن TA: POH TC: کل سود TC / A: آلومینیوم (A) در محلول، که توسط TC مشتق شده است.

جامدات پسماند باید: بوکسیت ها از منابع مختلف در منیوالوژی و خواص فیزیکی با هم متفاوت هستند و بعد از فرایند انحلال پسماند به صورت جامدات باطله که نه تنها به شکل کانیهای نامحلول بلکه به صورت مواد تازه رسوب داده شده تغیر می کند.

واکنش های بین اجزای محلول به رسوب ترکیبا شبه آپاتیت به دلیل وجود کلسیم و فسفات و همچنین رسوب ترکیبات شبه زئولیت به دلیل وجود سییکاتها در دوغاب منتهی می‌شود.

خواص فیزیکی: پارخ و گلدبرگر (1976) دریافتند که % 50 پسماند عبوری از فرایند خالص سازی کمتر از حدود 10 میکرومتر می باشند.

یانگ ولدویش (1986) دیافتند که باطله کوکواین (جامائیکا) % 75 زیر 1 میکرومتر می باشد، اما پسماند آروید (اکوبا) تنها % 25 زیر 1 میکروتر است.

جامدات پسماند وزن مخصوص 3/3 (کرکواین)، 8/2 (آرویدا) و cm3 / g 2/3 (کویبانا) دارند.

لی ورادفورد cm3 / gr (6/3- 4) با سطح مخصوص gr / m2 (50 تا 30) دارا می باشند سطح مخصوص جامدات باطله مطالعه شده توسط یانگ ولودویش (1986) gr / m2 5/50 و 5/14 به ترتیب برای نمونه های کرکواین و ارویدا می باشد.

جامدات پسماند معولا ریز هستند و سطح محسوس بالایی دارند.

بنابراین از جمع کننده ها (فلوکانت ها) برا افزایش تأثیر حذف استفاده می کنند.

ترکیب انباشت: انباشت جامدات توسط جمع کننده ها بسیار مأتثر از خواص سطحی جامدات می باشد و کانیهای مختلف با یک جمه کننده به روش و اندازه مشابه واکنش نمی دهند.

بنابراین ضروری است که نه تنها ترکیب پسماند را بدانیم بکله از کانی شناسی و ساختار سطح آن آگاه باشیم.

خلاصه از داده ترکیبات بوکسیت ها و جامدات پسماند بایر در زیر موجود می باشد.

کانیهای غالب که در جامدات باطله باید یافت می شوند، هماتیمتی، گوتیت و کوارتز می باشند.

اما مقادیر قابل توجهی آناتاز، بوهمیت، کلسیت، سدالیت و آلومینات تری کلسیم نیز گزارش شده اند.

قابل ذکر است که تمامی آلومینیوم از بوکسیت بازیافت نشده است.

دلایلی برای این وجود دارد.

اینکه آلومینیوم در واکنش با سایر اجزای محلول هدر می رود و می تواند به صورت بوهمیت که دمای که دمای بالاتر انحلال نسبت به گیپسیت احتیاج دارد، وجود داشته باشد و یا انیکه آلومینیوم می تواند به داخل ساخترا گوتیت / هماتیت که استخراج را دچار مشکل می کنند، وارد شود .

جدول بالا.

هماتیت: هماتیت اکسید‌آهن با فرمول Fe2 O 3 است.

همانطور که در جدول 2 –1 نشان داده شده است، اکسید آهن bo% – 30 از کل جامدات پسماند را تشکیل می دهد و می تواند 100% - O هماتیت بسته به منبع داشته باشد.

هماتیت دانسیتهcm3/gr 26/5 دارد و ساختار آن لزوما مشابه ساختار کروندوم است.‌ آلومینیوم تا % 15 جایگزین آهن شود و این باعث کاهش استخراج آلومینیوم می‌شود.

گوتیت: گوتیت به صورت گل زرد، کانی غالب در جامدات پسماند می باشد و می‌تواند 100% - O اکسید آهن داشته باشد.

فرمول آن Feo (oH) و دانسیته‌ آن cm3/gr 26/4 می باشد و از پیوندهای هیدروژنی اکتائد را تشکیل شده است.

آلومینیوم می تواند تا حدود % 30 جایگزین آهن شود.

بنابرین بوکیت های با گوتیت بالا باعث کاهش استخراج آلومینیوم می‌شود به شرطی که آلومینیوم داخل شبکه گوتیت پیوند ایجاد کند.

کوارتز: کوارتز (SiO2) جز اصلی پسماند بایر است و دانسیته cm3/g 65/2 دارد.

نسبت به ایر سیلیکاتهای داخل بوکسیت ورودی، بیشتر است.

گوگرد در کوارتز دارای کئوردیناسیون تترائدرال است و تترائدرها از لبه هم متصلند و ساختار مارپیچ هگزاگونال را تشکیل می دهند سیلیکا در بوکسیت ها به صورت فعال یا غیر فعالی می‌باشد.

کوارتز لوزما در فرایندهای از حلال در دمای پایین غیر فعال است.

(کمتر ازC 0 200) محصولات سیلیس زدائی (DSP): کائولینیت و هالویست نوعی از سیلیکاتهای فعال هستد که در دوغاب باید حل شوند و نتیجتا با اجزای محلول (مثال Al و Cl و Ca) واکنش می دهند تا محصولات سیلیس زدائی (DSP) تولید کنند.

اشکال رایج محصولات سیلیس زدائی کانکیرینیت و سوالیت می باشند.

رسوب سیلیکا از حدی بیشتر باعث گرفتگی لوله ها و حفظه های واکنش می‌شود.

و می تواند به همراه هیدرات با رسوب دهی مشترک باعث آلودگی محصول شود.

بدین دلیل قبل از فرآیند انحلال بیشتر تصفیه کننده ها از مرحله سیلیس زدائی استفاده می کنند که در آن سیلیکای نامحلول به صورت DSP در شرایط کنترل شده رسوب می کند.

انحلال آلومینا توسط سوسوز آور: گیپسیت، Al (oH)3 (هیداررگیلیت؛ تری هیدارت آلومینا) کانی غالب در بوکسیت‌های ایالت متحده، کارائیب، آمریکای مرکزی و جنوبی، آفریقا و استرالیا می باشد.

این نوع از بوکسیت اقتصادی ترین نوع برای انجام فرایند می باشد.

به دلیل اینکه نحلال خوب گیپسیت در دما و فشار متوسط در داخل دوغاب فراند باید انجام می‌شود.

دوغاب حاوی 120 – 135/2 .

Na2 O در حدود دمای 1400C استفاده می‌شود.

بوهمیت (AlooH) و دیاسپور (AlooH) کانیها اصلی مونوهیدارت بوکسیت می باشند.

این کانیهای مونو هیدارت آلومینا ترکیب شیمیایی مشابه دارند اما دیاسپور چگال تر و سخت تر از بوهمیت است بوکسیت بوهمیت دارد در گسترده دمایی 200 تا 250 درجه و فشار Mpa 45/3 (134 اتمسفر) و یا بیشتر برای رسیدن به این استخراج کامل آلومینا نیاز داریم.

برای استخراج کامل از بوکسیت دیاسپوردار به محلول سود غلیظ تر، L/ g 300 - 200 Na2 به علاوه به دما و فشار بالاتر نیاز داریم.

در حالی که بعضی از بوکسیت ها ممکن است تماما از کی فاز کانی تشکیل شده باشند، سایر بوکسیت ها می تونند حاوی هر سه فاز هیدروکسید آلومینیوم باشند.

سخت ترین فاز برای استخراج، شرایط استخراج را تعیین می کند واکنش انحلال تری هیدورکسید آلومینیوم و هیدروکسید اکسید آلومینیوم با سودسوزآور محلول برای تشکیل آلومینات سدیم به صورت زیر انجام می‌شود: Al (oH) 3 + NaoH = Na Al O3 + 2 H2 O Alo (oH) + Na oH = NaAlO2 + H2 O تعادل واکنش با افزایش غلظت سود سوزآور و افزایش دما به سمت راست پیش می‌رود.

کانی های فرعی موجود در یک بوکسیت رامگنتیت (Fe3O4) ، هماتیت (Fe2O3) ،گوتیت (FeooH) سیدریت (Fe CO3) ، کائولینیت (H4 Al 2 Si2 O9)، ایلمنیت (FeTiO 3)، آناتاز، روتیل و بروکیت (TiO2) تشکیل می دهند.

انحلال دراتوکلاوهای فولادی یا و راکتورهای لوله ای انجام می‌شود.

مبدل های حرارتی، بیشتر محتوای دوغاب را در هنگام ترک راکتور با گرم کردن دوغاب ورودی بازیابی می کند.

لجن انحلال را در دمایی به مدت 30 – 15 دقیقه برای کاهش غلظت سیلیکاتی دوغاب با تشکیل سیلیکات آلومینیوم سدیم نامحلول نگه می دارد.

کنترل حلال باید (Control of the bayer Digester): متغیر کنترلی بسیار مهم حلال باید، نسبت مولار سود به آلومینا در لجن حلال که سری حالها را ترک می کند، می باشد.

به طور کلی نسبت مورد نظر توسط تقاضای کارگاه تولید کننده تنظی می‌شود.

و فرایند انحلال طوی طراحی می‌شود که در یک نسبت مورد نظر باقی بماند.

مطلوب است که حلال در نسبت موردی نظری کار کند که مقدارش حداقل ممکن باشد تا استخراج آلومینا از بوکسیت و فرایند رسوب دهی پایدار به طور کامل انجام شود.

در بیشتر تصفیه کننده های آلومینا هدایت الکتریکی دوغاب فرایند انحلال با جریان پایین را اندازه گیری می کنند و این اندازه گیری برای تعیین نسبت مولار به آلومینا استفاده می‌شود.

با اندازه گیری منطقی سیستم های کنترل پس خور (Feed beek) برای کنترل مقدار دقیق نسبت، توسط تغییر جریان لجن و بوکسیت که برفرایند انحلال وارد می شود، طراحی شده است.

ماندن با تأخیر زمانی طورانی در سر حلالها موجب اختلال اساسی در اجرای کنترل کننده های پس خور می‌شود.

روش صنعتی به کارگیری کنترل پیش خور (Feed Forward) با استفاده از مدل های ریاضی پیچیده به همراه مقادیر دقیق از پیش محاسبه شده توسی «فای» به دست آمده است.

شکل زیر.

دوغاب صنعتی باید ترکیب زمینه‌ آلومینات سدیم حاوی گستره وسیعی از ناخالصی‌هاست.

به دلیل طبیعت چرخشی فرایند، یک ترکیب با مقادیر مختلف ناخالصی وجود دارد که می تواند بر کیفیت محصول و کریستاله شدن تاثیر بگذارد.

در جدول زیر تاثیر ناخالصی های اصلی دوغاب باید و منشأ تولید و ترکیب درشروع سیکل کریستاله شدن را نشان دادیم.

همان طور که مشاهده می شود، حضور ناخالصی‌های غیر آلی و آلی حلالیت ظاهری محلول آلومینات را افزایش می دهد.

بنابراین ارزش دوغاب گزارش دوغاب را کاهش می دهد.

طبیعیت دقیق یون آلومینات در محلول واضح نمی باشد.

تحقیقات الکتروشیمیایی واسپکتروسکوپی وجود یون تترائدرال Al (oH)4- را به عنوان جزئی اصلی ثابت کرده است.

وجود پلیمرهای‌ آلومیناتی پیشنهاد شده است.

با این حال شواهد موثقی یافت نشده است.

یک تئوری حاضر، تشکیل اجزاء منظم تر برای مثال Al2 (oH)7- پیشنهاد شده توسط کینگ (1973) می باشد که در که در فرایند کریستاله شده گام کنترل کننده سرعت می باشد.

ناخالصی های دوغاب بایر درباره نشان داده شوه است.

خالص سازی دوغاب بایر: ته نشین سازها: بیشتر جامدات باطله گل قرز از دوغاب بایر در تانکهای ته نشین ساز یک طبقه با قطر 40 متو ته نشین می شوند.

جمع کننده ها به جریان ته نشین ساز برای بهبود نرخ ته نشین سازی گل، اضافه می‌شود و خلوص خوبی در سر زیر دوغاب ایجاد می کنند.

شستشو کننده ها: گل توسط آب تازه در قطارهای شستشوی با جریان متقابل برای بازیابی محتویات سود و آلومنیا در گل قبل از پمپ شدن به سدهای دو ریز، انجام می‌گردد.

آهک مرده برای رقیق کردن دوغاب سود در فرایند شستشو برای حذف کربنات (Na2 Co3) که در اکثر واکنش با ترکیبات بوکسیت و همچنین از اتمسفر تشکیل می‌شود، اضافه می‌شود و از کاهش قابلیت انحلال آلومینا در دوغاب جلوگیری می کند، آهک، سودسوزآور تولید می کند که باعث حذف کربنات کلسیم نامحلول توسط گل باطله می‌شود.

CNa 2 CO 3 + Ca (oH) 2→ CaCa 3 + 2 Na OH فیلترها: دوغاب سرریزته نشین سازه ها که حاوی ذرات گل هستند داخل فیلترهای شار ثابت، نوع «کلی» با منسوج پلی پروپیلن فیلتر می شوند.

لجن آهک مرده برای تولید گیک فلتر استفاده می‌شود.

ذرات گل نگهداشته شده روی فیلتر برای دورریز شدن و عملیات در شستشو کننده‌های گل ادامه می یابد.

تبادل حرارت: بعد از دور ریز شدن تمامی جامدات دوغاب باردار خارج شده از منطقه فلتر، از محلول فقر اشباع از آلومینا تشکیل شده است.

این محلول توسط تبخیر تششعی سرد می‌شود و بخار خارج شده به مرحله انحلال برای مصرف حرارت برگشت داده می‌شود.

رسوب دهی هیدرات آلومینا: کریستالیزاسیون: آلومینای حل شده از دوغاب توسط رسوب دهی کریتسال ها بازیابی می‌شود آلومینا به صورت Al 2 O 3 3H 2 O در واکنشی که عکس فرآیند انحلال تری هیدرات است رسوب می کند: 2 Na AlO 2 + 4 H 2 O → Al 2 O 3 3 H 2 O + 2NaoH دوغاب باردارسرد شده به سری هایی که تانک های رسوب دهی جریان می یابد در آنها کریستال های آلومینای تری هیدراته به عنوا دانه جوانه را اضافه می‌شود.

معمولاً از ذرات با اندازه متوسط یا ریزبرای پیشرفت رشد کریستال استفاده می‌شود.

هر تانک رسوب دهی متلاطم می‌شود و بمدت 3 ساعت نگه داشته می‌شود.

بعد از 3 – 20 ساعت رسوب دهی، آلومینا با اندازه کریتسال متفاوت تولید می‌شود.

دمای کلی و تعییر دای سری ها، نرخ جوانه زدایی و غلظت سود، متغیرهای کنترل کننده مورد استفاده برای توزیع ذرات مورد نظر در محصول می باشند.

طبقه بندی: مخلوط تمام شده از اندازه های مختلف کریستال از جریان دوغاب ته نشین می‌شود و به سه گستره اندازه در سرمرحله طبقه بندی در سه تانک جدا می شوند.

طبقه بندی کننده اولیه بخش درشت دانه راکد محصول هیدراته می باشد جمع آوری می کند.

کریستال های ریز و متوسط طبقه بندی کننده ثانویه و ثالثیه شسته می‌شود و به تانک های رسوب دهی به عنوان جوانه زا بر می گردد.

دوغاب مصرف شده: دوغاب سود مصرف شده عاری از ذرات جامد از طبقه بندی کنده ثالثیه سرریز می‌شود و به مرحله تبخیر برای تفلیظ دوباره سود برگشت داده می‌شود.

سپس حرارت می بیند و برای انحلال آلومینای بیشتر در فرآیند انحلال، بازیافت می شود، سودسوزآور تازه به جریان اضافه می‌شود تا از تلفات فرآیند جلوگیری شود.

تکلیس آلومینا: شستشو: لجن هیدارته درشت دانه (Al 2 O 3 .

3H 2 O) حاصل از تیکنرهای اولیه به سوی تانکها ذخیره هیدارت پمپ می‌شود و سپس فیلتراسیون در فیلترها خلا میز افقی برای حذف دوغاب فرآیند شستشو می‌شود.

تکلیس: کیک حاصل از فیلتراسیون به سریها وداحد تکلیس تغذیه می‌شود .

1800 تن در روز مدار تکلیس کننده بستر سیال یا یک نهم کوره های گردان که طول m 100 و قطر m4 دارند را تشکیل می دهد.

مواد خوراک تلکیس می شوند تا هم رطوبت و هم آب موجود درترکیب شیمیایی حذف شود.

دمای منطقه پخت بالای C 0 1100 استفاده می‌شود این حرارت در اثر سوختن گاز طبیعی بدست می آید.

مدار تلکیس کننده بستر سیال راندمان انرژی بیشتری نسبت به کوره های گردان قدیمی دارد.

محصول به صورت ذرات آلومینای ماسه‌ای با 90 درصد ابعاد بیش از Mm 45 می باشد.

سرکردن: خنک کننده های گردان یا ماهواره ای برای سردکردن آلومینای تلکیس شده از کوره‌های گردان و برای پیشگرم هوای احتراق ثانویه برای کوره ها به کار می رود.

خنک کننده های بستر سیال دمای آلومینای را تا کمتر از C 0 90 کاهش می دهد و بعد روی تسمه نقاله برای انتقال به انبار و بعد ارسال تخلیه می شوند.

عملیات اروپایی سنگ معدن خردشده دردمای C 0 600 در کوره های گردان و چند اجاقی برای از بین بردن مواد آلی و برای آب زدایی مواد آسیاب شده در آسیابهای گلوله ای تا 100 مش تلکیس می‌شود.

(شکل زیر) بوکسیت آسیاب شده با 30 درصد سود جمع آوری شده و به اتوکلاوه‌های با پوسته جریان بخار پمپاژ شده و در آن برای 4 تا 5 ساعت در درمای C 0 170 – 160 تحت فشار atm 8 حرارت می بیند.

تحت تاثیر دما و فشار آلومینا به داخل محلول به صورت نمک سدیم طبق معادله Al2 O3 + 2 NaoH = Na2 O.

Al 2 O3 + H2 O می‌شود در حالی که که اکسید آهن، تیتانیا و سایر ناخالصی ما بدون اثر باقی مانده اند.

قسمتی از سیلیکا با این حال با آلومینا واکنش داده و سیلیکا تا آلومینیوم سدیم نامحلول را تشکیل می دهد.

در بوکسیت حاوی 10 درصد سیلیکا، 20 درصد آلومینا 15 درصد Na2 O می تواد در این پروسه هدر رود.

پالپ جذب شده تا وزن مخصوص 2/1 رقیق می‌شود و حاوی Na 2 O L/ g 130 و Al2 O3 L/g 112 است از تانک ها رقق سازی ماده از تکثیرها و فیلترهایی برای جداسازی پسی ند گل قرمز نامحلول عبور داده می‌شود.

وجود مقادیر زیاد اکسید آهن در گل قرمز باعث شده است که به عنوان تغذیه کوره بلند و یا به عنوان ماده ای برای خالص سازی گاز بوسیله حذف گوگرد به کار می رود.

دوغاب باردار تمیز حاصل از ته نشین سازی و علیات فیلتراسیون به تانگهای متلاطم جریان می یابد آلومینیوم داخل دوغاب باردار در اثر اضافه شدن دانه های هیدرات آلومینیوم، هیدراته می‌شود.

فردی برای 4 تا 5 روز تا زمانی که نصف آلومینای موجود در محلول رسوب کند ادامه می یابد.

این رسوب ها به داخل فیلترهای خلا گردان وارد می شوند سپس سرد آنها شسته می‌شود.

و در کوره های گردان در دمای C 0 1150 تکلیس می‌شود.

محصول بدست آمده بیشتر از 99 درصد آلومینا دارد.

(Al2O30 3H2O = Al2O3 + 3H2 O) محصول فیلترهای گردان که حاوی حدود Na2O L/g 125 و Al2O3 L/g 50 می‌باشد در تبخیر کننده های خلا به Na2O L/g 300 تبخیر می‌شود و برای استفاده مجدد درواکنش با بوکسیت تازه برگشت داده می‌شود.

در اثر تشکیل سیلیکات آلومینیوم سدیم نا محلول که همراه گل قرمز دور ریخته می‌شود.

تلفات سود حاصل می‌شود که باید توسط اضافه شدن عامل تازه جبران شود.

این تلفات توسط سود سازی (Na2 Co3 + Ca (oH)3 = CaCo3 + 2 NaoH) جایی که محلول سود باNaoH L/g 75 تولید می‌شود و با سود ضعیف شده حاصل از فیلتراسیون مخلوط می‌شود و در اثر تبخیر کننده های چندتایی استحکام خود را بدست می‌آورد.

جدول زیر داده های تولید 1000 آلومینا در ماه را نشان می دهد.

بوکسیت (53 – 50 درصدAl2O3) 30000 تن خاکستر سود 3000 تن آهک 18000 تن ذغال سنگ 8000 تن ذغال سنگ (از گاز تولیدی) 10000 تن الکترویسته mill: on kwh 5-4 پرسونل درود 1000 عملیات امریکای بوکسیت امریکایی حاوی آلومینای تری هیدارته است و این باعث شده است که به راحتی در سود حل شود و پروسه های قبلی مانند تکلیس و آسیاب ریز قبل از عملیات انحلال لازم نسیت.

سنگ معدن در آسیاب های گلوله ای درشت دانه در تماس با 10 درصد محلول سود قرار می گیرد و به صورت پیوسته به محفظه های فشار بخار پمپاژ می‌شود پالپ به مدت 1 ساعت د ردای C 0 150 جذب می‌شود (شکل زیر) سودسازی خاکستر سود ئو اهک در حلال های بخار آب انجام می‌شود.

بعد از انحلال، جداسازی آلومینات سدیم از گل قرمز در تیکنرها انجام می‌شود دوغاب حل شده ابتدا به تیکنر اولیه فرستاده می‌شود.

تدویز تبکنر شسته می‌شود و به تیکنر ثانویه فرستاده می‌شود .

ته ریز حاصله حاوی پسانه نامحلول در فیلترهای گردان فیلتر می‌شود و کیک بدست امده دورریز می‌شود یا برای بازیابی آلومینا تحت عملیات قرار می گیرد.

سرریز از هر دوی تیکنر اولیه و ثانویه حاوی آلومینات سدیم به داخل طبقه بندی کننده می‌شود و مواد معلق حذف می‌شود و سپس وارد تانکهای متلاطه می‌شود جایی که رسوب دهی آلومینا توسط دانه های هیدراته انجام می وشد .

برای بهینه شدن فیلتراسیون و عملیات خشک کردن، رسوب با ابعاد درشت مورد نظر است.

و این ابعاد توسط نگه داشتن دمای رسوب دهی در گسترده C 0 35 – 25 تامین می‌شود.

سایر پارامترهای تاثیر گذاری برروی اندازه ذرات، نرخ سرد کردن، تلاطم و مقدار و اندازه دانه شارژ اضافه شده است.

بعد از مدت 30 ساعت تلاطم، هیدراته ها به جداکننده هیدرو جریان می یابد .

جدایش به ذرات درشت و ریز هیدراته به طوری انجام می‌شود که سود رقیق سرریز حاوی ذرات ریز است که به داخل تیکنر می رود تا دوغاب سود جدا شود.

دوغاب سود درچندین تبخیر کننده برای استفاده مجدد تغلیظ می‌شود.

دریج تیکنر برای استفاده به عنوان دانه هیدراته در مرحله رسوبی برگشت داده می‌شود .

ته ریز دانه درشت حاصل از جدا کننده هیدرو شسته می‌شود و در طبقه بندی کننده ها، اندازه بندی می‌شود.

سپس فیلتر و تکلیس در کوره های گردان در دمای C 0 1000 انجام می‌شود Al2 O3 بدست آمده خلوص 4/99 درصد دارا می‌باشد.

عملیات روی گل قرمز برای بازیابی آلومینا از مخلوط کردن خاکستر سود و سنگ آهک و فرسایش تا # 200 – در آسیاب گلوله ای انجام می‌شود.

پالپ بدست آمده کوره گردان تلکسی داخل آسیاب گلوله ای همراه آب دوباره آسیاب می‌شود.

بعد از انجام فیلتراسیون، فیلتریت حاوی آلومنیا به صورت آلومینات سدیم محلول می باشد و سیکل برگشت داده می‌شود و کیک حاصل از فیلتر حاوی سیلیکا به صورت سیلیکات دی کلسیم دورریزی می‌شود.

Calcium24 e g L-1TA30g L-1Calrbonate210 g L-1TC20 g L-1Chloride0.3A / TC30g L-1Sulphate30 g L-1Toc2 g L-1Oxalate درصد جامدات پسمانددرصد بوکسیت هاترکیب12- 27 0.5 – 30 81 – b 3 1 – 23 1 – 11 3 – 10 N /A 5 - 1729 – 84 0 .5 - 24 1 - 30 1 – 4 0.1 - 2 N/A 0.003 – 0.008 9 - 31Al2 O3 Tatal sio2 Fe2 O 3 TiO 2 CaO Naz O Ga Loss on Ignition غلظتمنشأترکیب10- 60g/Lاز واکنش بین دی اکسید کربن از هوا و کربناتهای بوکسیت با سودNa2 Co 33 – 30 g /Lبه صورت ناخالصی در آب شستشو و سودNa Cl0 – bo g/Lجزئی از بوکسیت وآهک اضافه شدهNa 2 SO 40.5-5 g/Lازترکیبات آلی بوکسیت واز شکسته شدن پیوندهاNa2 C 2 O 4120 mg/Lواکنش سود و Ga2 O3 در بوکسیتGa2 O 340 – 400 mg/Lاز واکنش سود و آرسنیک داخل کانیهاAs 2 O 515 mg/Lاضافه شده به فرایند در مرحله سودسازیCa O500 mg/Lجزئی از بوکسیتV 2 O2 – 45 g/Lاز ترکیبات آلی داخلی بوکسیت و شکسته شدن جزئی پیوند محصولات آنهامواد آلی