تحقیق سنگ بوکسیت

این مقاله بصورت Word قابل ویرایش همچنین آماده پرینت می باشد

موضوع : تحقیق سنگ بوکسیت

بوكسيت سنگ معدن اقتصادي آلومينيوم نام خود را از Baux Les در جنوب فرانسه جايي كه براي اولين بار پيدا شد گرفته است تركيب بوكسيت تقريبا به صورت دي هيدارت Al2 O3  2H2 O است ما در آن كاني به اين صورت وجود ندارد در نتيجه از مخلوط منوهيدرات به صورت دياسپور Al2 O3  H2O و بوهميتAl2 O3  H2O وتري هيدرات به صورت گپسيت Al2O3  3 H2 O تشكيل شده است بنابراين بوكسيت از مخلوط تري هيدرات و منوهيدرات آلومينيوم به همراه مقاديري ناخالصي مانند اكسيد فريك تيتانيا به صورت رتيل يا ايلمينيت و ساير كاني هاي مخصوص به مناطق معين تشكيل شده استناخالصي تعيين كننده سيليكا است كه در طوا فرآيند تركيب 3SiO2  Al2 O3  Na 2 Oتشكيل مي دهد كه آلومينا را به همراه خود وارپسمانه كرده و يك منبع اصلي اتلات آلومينيوم به حساب مي آيد

تركيب بوكسيت ثابت نيست و سسته به محل استخراج و اجزاي صخرة اصلي كه از آن تشيكل شده است تغيير مي كند

بوكسيت توسط پروسة انحلال تبلور مجدد به آلومينا تصفيه مي شود اين پروسته از چهار مرحلة اصلي انحلال خالص سازي رسوب دهي و تكليس تشيكل شده است شكل زير پروسة بايد به دليل آلومينيوم كانيهايي دارد كه در محلول سود غليظ حل مي شود در حالي كه بيشتر كانيها نمي توانند موفق باشد سنگ معدن بوكسيت به گسترة ابعادي مناسبي معمولاً leey ازيد 30 ميلي تر قبل از عمليات با سود خرد مي‌شود زماني كه باطله جدا شد تبلور مجددتري هيدروكسيد آلومينيوم خال3 OH Al توليد مي كند كه به Al2 O3 تكليس مي شود كليسنه مي شود

واحد عمليات

انحلال بوكسيت از آلومينيوم حاوي كانيهايي است كه مهمترين آنها گيپسيت 3 OHAlو بوهميت Alo OH يم باشد نسبت اين كانيها در بوكسيت دماي پروسته را تعيين مي كند كه براي گيپسيت حدود 1500 C و براي بوهميت C 2500 مي باشد هر دوي اين واكنش ها تحت فشار بالايي انجام مي شود تا 240 كيلو پاسكال گيپسيت در بوكسيت دارلينگ رنج استرالياي غربي كاني اصلي‌ آلومينيوم است ومطابق واكنش زير حل مي شود  Na+ + Al OH4- AlOH3 + NaoH 

محلول به دست آمده از فرايند انحلال توسط آلومينيوم اشباع شده است و به آن دوغاب باردار مي گويند بعد از انحلال دما و فشار در سري محفظه هاي تششعي تا حدود C 0100و فشار اتمسفر كاهش مي يايند شكل زير

خالص سازي جامدات پسماند بايد از دوغاب بارقبل از رسوب دهي جدا شوند پسماندهاي باطله توسط سيفون هاي ماسه اي بين بخش ماسه هاي درشت بزرگتر از حدود 150 ميلكرومتر و ماسة ريز زير 150 ميكرومتر منشعب مي شود كه اغلب به عنوان گل سرخ يا پسماند بايد شناخته شوند اين ماسه ها شسته مي شوند تا اينكه قبل از نشست حداكثر ممكن از سود بازيابي شود

پسماندريز از دوغاب باردار توسط اضافه كردن پليمر ماكرومولكومي محلول در آب فلوكالنت جدا مي شوند تاباطله انباشته شود اين پليمربا جذبروي چند ذره باعث مي شود كه ذرات معلق به شكل ساختارهاي بزرگتر دربيايند كه منجر به ته نشين شد سريع مي شوند جامدات فلوكاله شده در تانك بزرگي موسوم تيكنر ته نشين مي شوند تا رسوب چگال تشكيل شود

سر ريز تيكنر از ميان فيلتر عبور داده مي شود تا هر جامدي از آن جدا شود و دوغاب باردار تا 800C قبل از مرحله رسوبدهي سر مي شود جدايش جامدها و دوغاب بايد سريعا هدايت بشود در غير اين صورت تري هيدارت آلومينيوم در طي فرايند خالص سازي رسوب مي دهد اين مساله تحت عنوان رسوب دهي خود به خودي شناخته شده است و باعث اتلاف محصول مي شود فرايند خالص سازي مناسب در توليد آلومينا ضروري است  فلوكولاسيون جمع كنندگي ضعيف باعث مي شود ذرات ريز اضافي در سرريز بتوانند فيلترها را مسدود كنند و نرخ توليد را كاهش بدهند علاوه بر اين هر جامدي كه از ميان فيلتر عبور مي كند باعث آلودگي محصول مي شود فلوكولاسيون غير موثر بعث اتلاف بيشتر سود NaoH كه همراه پسماندوارد مي شود مي گردد

رسوب دهي رسوب دهي يك فرايند بسيار آهسته است كه درچند مرحله انجام م شود و اين فرايند عكس واكنش انحلال است

در ابتدا كريستالهاي گيپسيت دانه ريز به دو غاب باردار سرد شده در رسوب دهنده‌هاي اوليه اضافه ميش وند آگلومرايسون كريستالهاي ريز با تشكيل ذرات بزرگتر انجام مي شوند ذرات جديد جوانه زده شده به داخل ساختار آگلومره شده مي پيوندند در مراحل بعدي رسوب دهي بيشتر حفرات بين نشين بين آگلومره ها را پرا مي كند بنابراين به ذرات رشد يافته استحكام مي بخشد

در پايان رسوبدهي درماي دوغاب حدود 600c است ديگر دوغاب از آلومينيوم اشباع نيست و به آن دوغاب مصرفي شده مي گويند تري هيدرات آلومينيوم معروف به هيدرات توسط هيدرويسكلونها براي رسيدن به اندازة مطلوب طبقه بندي مي شود ذرات درشت فيلتر و تكليس مي شود در حالي كه ذرات ريز براي رسوب دهي به عنوان كريستالهاي دانه اي برشگ داده مي‌شوند

تكليس تبديل هيدارت به آلوميناي بدون آب توسط تكليس ان در ستر سيال يا تكليس كننده نوارع در دماي حدود 10000Cانجام مي‌شود حرارت برخلاف حركت جامدات جريان مي يابد جريان متقابل Counter Current محصول تكليس معمولاً كمتر از % 1 رطوبت دارد واكنش به صورت زير مي باشد

واحدهاي عملياتي اصلي فرايند بايد را تعيين مي كنند اما عمليات ديگري هموجود دارند كه براي توليد آلومينا مهم هستند از قبيل شستشوي پسماند نشست گل حذف اكسالات و سودسازي كه مختصرا در زير توضيح داده مي‌شود

شستشوي پسماند رسوب چگال ته ريز از تيكنر در يك واجد اجرا شستشو مي‌شود تا سود ان جدا شود اي فرايند از يك سري تيكنر هايي قطار شستشو كننده تشكيل شده است به نحوي كه جريان‌‌ آب در خلاف جريان جامدات است جريان متقابل فرايند جريان متقابل اين اطمينان را به ما مي دهد كه آب تازه براي وا جذب پسماند با سودكم استفاده مي‌شود براي رسيدن به استخراج بهتر و در ادمه چند واحد فلوكولاسيون جمع كردن وجود ندارد كه استحكام سود را كاهش مي دهند پايداري سود را در محلول كم مي كنند

نشست گل ماسة‌ درشت و پسماند ريز جمع شده به داخل منطقة نشست پمپاژ مي‌شوند جايي كه در آن غلظت به حدود وزني جادات در ابر تيكنرهاي مي رسد ابر تيكنرها در رفتار مشابه اي باتيكنرهاي معمولي عمل مي كنند با اين تفاوت كه شن كش ها و ابعاد طوري طراحي شده اند كه جاداتته ريز بيشتري توليد مي‌شود  پسماند ابر تيكنرها به داخل ميدانهاي خشك كننده پمپ مي شوند كه توسط خاك رس غير قابل نفوذ آستر شده تا از ترواش سود به داخل گل جلوگيري كند جامدات به عمق يك متر روي هم انباشته مي‌شود و اجازه داده مي شوند كه رطوبت طبيعي خشك شوند باقيمانده توسط كانالهاي فاضلاب به حوضهاي مي روند اين فرايند بازيابي مقدار زيادي سود مي‌شود پسماند و ماسه به طور كلي آبگيري مي‌شوند

خذف اسكالات دوغاب فرايند بايد استرالياي غربي از كوبل آلي كل TOC تشكيل شده است  اين مواد آلي به طور پيوسته دوغاب بازيابي مي شوند و در نهايت به اكسالات سديم يا كربنات سديم تبديل مي شوند تمام تصفيه كنندگان استرالياي غربي اكسالات سديم را توسط يكي از دو روش زير حذف مي كنند

سنگ بوكسيت

فهرست مطالب

پیشگفتار ۴

واحد عملیات ۵

خالص سازی ۶

رسوب دهی ۷

فرایند جانبی ۸

نشست گل ۹

خذف اسکالات ۱۰

سودسازی ۱۰

جامدات پسماند باید ۱۲

خواص فیزیکی ۱۲

محصولات سیلیس زدائی DSP 16

انحلال آلومینا توسط سوسوز آور ۱۶

کنترل حلال باید Control of the bayer Digester 18

منشأ ۲۰

ترکیب ۲۰

خالص سازی دوغاب بایر ۲۱

شستشو کننده ها ۲۱

تبادل حرارت ۲۲

رسوب دهی هیدرات آلومینا ۲۲

طبقه بندی ۲۳

دوغاب مصرف شده ۲۳

تکلیس آلومینا ۲۳

تکلیس ۲۴

سرکردن ۲۴

عملیات اروپایی ۲۵

عملیات امریکای