5.6 Вакуумдық әдіспен салқындату
Алюминат ерітінділері бақылау сүзілуінен өткеннен кейін 95-98оС 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
|
|
-
|
5.7 Декомпозиция
Алюминат ерітінділерінің ыдырауы декомпозиция бөлікшесінде жүзеге асады.
Алюминат ерітінділері бақылау сүзілуінен өтіп, 60-63оС дейін салқындатылғаннан кейін ыдрау процесіне түсіп, шөгуге кристалды гидроксид болып бөлінеді. Ыдырау процесі ерітіндідегі иондарының концентрациясы немесе белсенділігі төмендеген жағдайда жүзеге асады. Осының нәтижесінде реакцияның тепе-теңдігі оң жаққа қарай ығысады.
Al()4 Al()3+ (5.8)
Осы реакцияны жылдамдату үшін ерітіндіге көп мөлшерде жаңадан шөгуге түскен алюминий гидроксидін, яғни қорды қосады.
Алюминий оксидінің, яғни қордың құрамындағы алюминий тотығының Al2O3 ерітіндінің құрамындағы Al2O3 алюминий тотығына массалық қатынасын қорлық қатынас деп атайды. Әртүрлі алюминий тотығын өндіретін заводтарда қорлық қатынас 1,5-3,5 сандары аралығында болады.
Ерітіндіні ыдырату температураны басқы декомпозерден бастап соңғы декомпозерға дейін 62-65 оС тан 55-52 оС дейін жайлап төмендету арқылы жүреді.
Ыдырау процесінің нәтижесінде алынған алюминий тотығының қаншалықты екенін шөгуге түскен алюминий тотығының алюминат ерітіндісінің құрамындағы алюминий тотығына қатынасы арқылы есептеп шығаруға болады.
Сөйтіп ерітіндінің ыдырау деңгейін мынадай теңдеу арқылы анықтаймыз
немесе (5.9)
Теңдеудегі С1 – алюминий тотығының алюминат ерітіндісіндегі концентрациясы, ал С2 – ыдыраудан кейінгі алюминий тоығының төл ерітіндідегі концентрациясы, г/дм3; αа – алюминат ерітіндісіндегі каустиктік қатынас (модуль), ал αм – ыдыраудан кейінгі төл ерітіндінің модулі.
Алюминий тотығының сығылу кезіндегі шығымы шамамен 45-50% құрайды, яғни 50% алюминий оксиді ерітіндіден шөгуге көшеді, ал қалған бөлігі төл ерітіндісінің құрамында қалады. Ерітіндінің концентрациясына байланысты төл ерітіндінің каустикті модулі шамамен 3,0-3,2 сандарының аралығында болады.
Декомпозиция процесінің маңызды көрсеткіштерінің бірі оның үлесті шығымы немесе түсімі болып табылады. Ол әр тәулікте алюминат ерітіндісінің әрбір шаршы метірінен бөлінген алюминий оксидінің мөлшерімен өлшенеді, яғни
(5.10)
мұндағы q – меншікті шығым (кг/м3 тәулігіне);
(Al2O3)ал – алюминат ерітіндісіндегі Al2O3
концентрациясы, (кг/м3);
η – ыдырау пайызы, %;
τ – декомпозиция процесінің ұзақтылығы, (сағат).
Сығылу жылдамдығының жоғарлылығы мен алюминат ерітінділерінің ыдырау деңгейінің тереңдігінен басқа декомпозициялық жағдай алюминий гидроксидін белгілі ірілікпен және зиянды қоспалардың құрамы төмен болатын жағдайды қамтамасыз етуі қажет.
Алюминат ерітінділерінің өнімі болып шартәріздес түйіршік түріндегі алюминий гидроксиді Al(OH)3 саналады.
Кесте 10 – Декомпозиция бөлікшесіне түсетін технологиялық
ерітінділер
Достарыңызбен бөлісу: |