مراحل پالایش آلومینا(آلومینیوم)

بوکسیت Bauxite

Bauxiteبوکسیت  شسته شده و خرد شده است، کاهش اندازه ذرات و افزایش سطح موجود در مرحله هضم. آهک و “مشروب خوراکی” (سودا سودا از مرحله رسوب بازمیگردد) در کارخانجات برای ساخت دوغاب پمپاژ می شود.

2. تمیز کردن

بوکسیت هایی که سطح بالای سیلیکا (SiO ₂ ) دارند، از طریق یک فرایند برای حذف این ناخالصی انجام می شوند. سیلیکا می تواند مشکلات ایجاد مقیاس و کیفیت محصول نهایی را ایجاد کند.

3. هضم

محلول هیدروکسید سدیم (NaOH) برای حل کردن مواد معدنی آلومینیوم در بوکسیت (گیبسیت، بومیت و دیاسپور) برای تشکیل یک محلول بیش از حد آلومینات سدیم یا «مشروب باردار» استفاده می شود.

Gibbsite:
Al (OH Al(OH)₃ + Na⁺ + OH^– → Al(OH)₄^– + Na⁺

بومیت و دیاسپور:
AlO (OH) + AlO(OH) + Na⁺ + OH^– + H₂O → Al(OH)₄^– + Na⁺

شرایط در داخل هیدرولیک (غلظت سدیم، دما و فشار) بر اساس خواص سنگ معدن بوکسیت تنظیم می شود. سنگ معدن با محتوای gibbsite بالا می تواند در 140 درجه سانتیگراد پردازش شود، در حالی که بوکسیت های بتمیت نیاز به درجه حرارت بین 200 تا 280 درجه سانتی گراد است. فشار برای این فرایند به عنوان مهم نیست، اما با فشار اشباع بخار فرآیند تعریف می شود. در دمای 240 درجه سانتی گراد فشار تقریبی 3.5 MPa است.

سپس دوغاب در یک سری از مخازن فلزی به دمای 106 درجه سانتی گراد در فشار اتمسفر و با خاموش شدن بخار خنک می شود. این بخار مورد استفاده قرار می گیرد تا مایعات مصرف شده پیش گرم شود. در برخی از پالایشگاه های هضم با درجه حرارت بالا، بوکسیت با کیفیت بالا (تری هیدرات) به قطار فلش تزریق می شود تا تولید را افزایش دهد. این روند “شیرین کننده” همچنین مصرف انرژی را در هر تن تولید کاهش می دهد.

گرچه دمای بالاتر اغلب از لحاظ تئوری سودمند است، معایب بالقوه بالقوه وجود دارد، از جمله امکان اکسید غیر از آلومینا در محلول نوشابه الکلی.

4. روشن / استقرار

مرحله اول روشن شدن جداسازی جامدات (بقایای بوکسیت) از محلول باردار (آلومینات سدیم باقی مانده در محلول) از طریق رسوب است. افزودنی های شیمیایی (فلکشن) برای کمک به روند رسوب سازی اضافه می شوند. باقی مانده بوکسیت به پایین مخازن تخلیه فرو می ریزد، سپس به مخازن شستشو منتقل می شود، جایی که چندین مرحله شستشو برای بازیابی سود سوز (که در روند هضم مجدد استفاده می شود) است.

جداسازی بیشتر از مشروبات حامله از بقایای بوکسیت با استفاده از یک سری فیلترهای امنیتی انجام می شود. هدف از فیلترهای امنیتی این است که اطمینان حاصل شود که محصول نهایی با ناخالصی موجود در باقی مانده آلوده نیست.

بسته به شرایط مورد نیاز تسهیلات انبار، فاضلاب های ضخیم تر، فیلتراسیون و / یا خنثی سازی قبل از آنکه به محل دفع مانده بوکسیت پمپ شوند، استفاده می شود.

5. بارش

در این مرحله، آلومینا به وسیله کریستالیزاسیون از مشروب باردار، که در آلومینات سدیم اشباع شده است، بهبود می یابد.

فرایند کریستالیزاسیون توسط سرد شدن پیشرفته مشروب باردار هدایت می شود و منجر به تشکیل کریستال های کوچک از تری هیدروکسیت آلومینیوم (Al (OH) ₃ ، معمولا به عنوان “هیدرات” شناخته می شود)، که سپس رشد و agglomerate برای تشکیل بلورهای بزرگتر. واکنش بارندگی معکوس واکنش انحلال گیبسیت در مرحله هضم است:

Al (OH Al(OH)₄^– + Na⁺ → Al(OH)₃ + Na⁺ + OH^–

6. تبخیر

لیکور مصرف شده از طریق یک سری مبدل های حرارتی گرم می شود و سپس در یک سری از مخازن فلزی سرد می شود. میعانات گازی در بخاری ها در فرآیند دوباره استفاده می شود، به عنوان مثال به عنوان آب خوراک دیگ بخار و یا برای شستن بقایای بوکسیت. سدیم سدیم باقی مانده شسته شده و دوباره به فرآیند هضم تبدیل می شود.

7. طبقه بندی

کریستالهای gibbsite که در رسوبات تشکیل شده اند، به اندازه های مختلف طبقه بندی می شوند. این به طور معمول با استفاده از سیکلون ها یا تانک های طبقه بندی گرانش (مجموعه ای از ضخیم کننده ها با استفاده از اصول مشابه مهاجرین / واشر در مرحله روشنایی) انجام می شود. کریستال ها به اندازه کریستال های کوچک برای کالیبراسیون پس از جدا شدن از مشروبات الکلی با استفاده از فیلتر کردن خلاء، جایی که مواد جامد با آب گرم شسته می شوند، قرار می گیرند.

کریستال های خوب پس از شستشو برای حذف ناخالصی های آلی، به مرحله رسوبدهی بازگردانده می شوند به عنوان دانه های دانه ای که می توان آن را agglomerated.

8. هضم

کیک فیلتر به calciners تغذیه شده و در دمای 1100 درجه سانتیگراد بوجود می آید تا از رطوبت آزاد و آب متصل به شیمیایی جلوگیری شود و جامدات آلومینا تولید شود. تکنولوژی های مختلف طرز کوپن وجود دارد، از جمله calciners تعلیق گاز، calciners تخت مایع و کوره دوار.

معادله زیر، واکنش کلسیم را توصیف می کند:

2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O

آلومینا، یک پودر سفید، محصول این مرحله و محصول نهایی فرایند بایر است، آماده برای حمل و نقل به ذوب آلومینیوم و یا صنعت شیمیایی است.

پس از انجام این مراحل و به دست آمدن آلومینیوم در کارخانه تولید آلومینیوم، آلومینیوم به صورت مقاطع نیمه آماده به بازار عرضه می شود. نمونه هایی از مقاطع نیمه آماده عبارت اند از: بیلت آلومینیوم، شمش آلومینیوم،