Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Ноября 2014 в 21:39, курсовая работа
Способ спекания - наиболее дорогой, но более универсальный, и может применяться к любому высококремнистому алюминиевому сырью. Сущность способа спекания заключается в переводе кремния из сырья в малорастворимое в щелочных растворах соединение - ортосиликат кальция, а алюминия и железа - в алюминат и феррит натрия при обжиге алюминиевого сырья с содой и известняком.
где 1422,01 - количество красного шлама, кг;
0,525 - доля жидкого в красном шламе;
0,475 - доля твердого от красного шлама, передаваемого на спекание.
100%-52,5% = 47,5%
2) Расчет количества «рыжей» соды и ее компонентов.
На спекание поступает оборотная сода, выделяющаяся при выпаривании
маточного раствора. В составе рыжей соды будет содержаться СО2, поступающая из боксита и СО2, поглощаемая из воздуха, сумма которых составит
48,9+2,5=51,4,
где 48,9 - количество СО2, поступившее с бокситом (пункт 4.1, 22),
которую для баланса надо вывести из раствора, кг;
2,5 - количество СО2, поглощаемой из воздуха в результате контакта
его с растворами при выщелачивании и декомпозиции и т.д., кг
(пункт 6.1, 17).
Это количество СО2 связывается в моногидрат соды, Na2O
=51,4?62/44 = 72,43 кг,
где 62 - молекулярный вес Na2O;
44 - молекулярный вес CO2.
Масса Na2CO3
=51,4+72,43=123,83 кг
Масса воды
=123,83?18/106=21,03 кг,
где 18; 106 - соответственно молекулярный вес Н2О и Na2CO3?H2O.
Тогда масса моногидрата соды Na2CO3?H2O составит
=123,83+21,03 =144,86 кг,
где 123,83 - масса Na2CO3 , кг;
21,03 - масса воды, кг.
3) Расчет количества жидкой фазы и ее компонентов, увлекаемой «рыжей» содой. 144,86 кг «рыжей соды» увлекается 25% оборотного раствора от массы влажного моногидрата соды, т.е.
144,86?25/75 = 48,29 кг или
48,29/0,45=107,3 м3,
где 450 - плотность оборотного раствора, кг/м3 (пункт 6.1, 6)
Тогда используя данные пункта 4.1,16 о химическом составе оборотного раствора с содоотстойника рассчитаем состав жидкой фазы «рыжей соды»
107,3*125/1000=13,4 кг,
=107,3*121/1000=12,98 кг,
=107,3*24,5/1000=2,63 кг,
=107,3*17,39/1000=1,87 кг,
=48,29-(13,4+12,98+2,63+1,87)=
где 48,29 - количество жидкой фазы, кг.
4) Расчет количества и
При выщелачивании спека в раствор перейдет А12О3
363,59+17,5-73,59 = 307,5кг,
где 363,59 и 17,5 - содержание А12О3 в красном шламе в твердой и
жидкой фазах, кг (пункт 6.1, 20 и 21);
73,59- сумма потерь AI2O3 , которая указана в таблице 6.1.
Укрупненный расчет выхода белого шлама. При кремневом модуле алюминатного раствора до обескремнивания
ак=99,9/0,98 = 101,94.
Содержание SiO2 в алюминатном растворе
307,5/101,94 = 3,02кг,
где 307,5 - AI2O3 перешедшего в раствор из красного шлама, кг.
Для простоты расчета принимаем, что весь кремнезем при обескремнивании раствора выделяется в осадок в виде ГАСН, до ак в алюминатном растворе после обескремнивания, который равен
ак = 98,8/0,21 =470,48
Определим количественный состав белого шлама
=3,02 кг,
3,02*102/120=2,57 кг,
=3,02?62/120=1,84 кг,
3,02*36/120=0,91 кг,
где 102; 62; 36; 120 - соответственно молекулярный вес AI2O3; 2SiO2;
Na2O; 2H2O.
Итого количество белого шлама будет составлять
=3,02+2,57+1,84+0,91=8,34 кг,
Расчет жидкой фазы, увлекаемой белым шламом. В сгущенном белом шламе из конуса сгустителя содержится 600г/л твердого, (пункт 6.1, 15), тогда объём жидкой фазы белого шлама будет равен
1-600/2500=0,76 л
где 2500 - плотность твердой фазы, кг/м3
Или жидкая фаза составит
0,76?1200=912 г,
где 1200 - плотность алюминатного раствора после обескремнивания
(пункт 4.1, 13).
Таким образом на каждую единицу твердой фазы приходится жидкой фазы или
Ж/Т = 912/600 = 1,52.
Следовательно, с белым шламом поступает жидкой фазы (алюминатного раствора)
8,34?1,52=12,7кг,
где 8,34 - количество твердого в белом шламе, который содержит
12,7?98,8/1200=1,05 кг,
=12,7?90,98/1200=0,96 кг,
=12,7-1,05-0,96=10,69 кг,
где 98,8; 90,98 - содержание соответственно AI2O3 и Na2O в
алюминатном растворе после обескремнивания.
5) Расчет необходимого
В шихте, поступающей на спекание, содержится SiO2
=269,68+3,02+13,55=286,25 кг,
где 269,68 - содержание SiО2 в красном шламе, кг (пункт 4.1, 20);
3,02 - содержание SiO2 в твердой фазе белого шлама, кг;
13,55 - содержание SiО2 в золе угля вводимого в качестве
восстановителя Fe = 70 кг и 460 кг угля, применяемого в
качестве топлива который рассчитывается следующим образом
(460?5,8/100) ? (50,5/100)=13,47 кг,
где 5,8- золы в топочном угле, %;
50,5 - содержание SiO2 в золе топочного угля, % (пункт 4.1, 8).
Зола кокса восстановителя содержит SiO2
(70?5/100) ? (2,35/100)=0,08 кг,
где 2,35- SiO2 в золе угля, %;
5 - процент золы в коксе, % (пункт 4.1, 8).
Или сумма SiO2 в золе угля будет равна
=13,47+0,08=13,55 кг.
При отношении в шихте CaO:SiO2=2:1 на связывание 286,25кг SiO2 потребуется CaO
=286,25?112/60=534,33 кг,
где 112 - молекулярный вес 2CaO;
60 - молекулярный вес SiO2.
В этом количестве СаО содержится: СаО, поступающий с красным шламом в количестве 18,39 и с золой угля
(460?5,8?3,1/100)+(70?5?4,2/
где 3,1 - CaO в золе топочного угля, %;
5,8 - процент золы топочного угля, %;
4,2 - СаО в коксе, %;
5 - процент золы в коксе, %.
Тогда необходимо подать в шихту с известняком СаО
=534,33-18,39-0,98=514,96 кг
или количество известняка будет равно
= 514,96/(0,547-0,015)=967,97 кг,
где 0,547 - содержание СаО в одном кг известняка, кг (пункт 4.1,2);
0,015 - количество СаО, связанного с SiO2 известняка в 2СаО?SiO2,
которое рассчитывается следующим образом
=(0,8/100) ? (112/60)=0,015 кг,
где 0,8- содержание SiO2 в известняке, % (пункт 6.1, 2);
112 и 60 - молярная масса 2 молекул СаО и 1 молекулы SiO2.
Расчет компонентов, содержащихся в извести с учетом пункта 6.1, 2
=967,97?42,98/100 = 416,03 кг,
=967,97?0,8/100 = 7,74 кг,
=967,97?54,7/100 = 529,48 кг,
=967,97?0,52/100 = 5,03 кг,
967,97-(416,03+7,74+5,03+529,
Расчет влаги в коксе восстановителя железа. В качестве восстановителя железа вводится 70 кг кокса содержащего какое-то количество влаги, которое составляет
70?5/100=3,5 кг,
где 5 - H2O содержащиеся в восстановителе железа, % (пункт 6.1, 8).
Следовательно, масса коксового угля восстановителя будет равна
70-3,5 = 66,5 кг.
Расчет компонентов золы угля восстановителя и топочного угля.
Количество золы в топочном угле
460?5,8/100=26,68 кг.
Количество золы в восстановителе будет равно
70?5/100=3,5 кг,
где 5,85 и 5 - соответственно количество золы в топочном угле и в
восстановителе железа, %.
Зола угля содержит
3,5 кг,
(26,68?22,6/100) + (3,5?1,7/100)=6,08 кг,
(26,68?50,5/100) + (3,5?2,35/100)=13,48 кг,
(26,68?9,4/100) + (3,5?9,2/100)=2,82 кг,
= (26,68?3,1/100) + (3,5?4,2/100)=0,97кг,
=26,68+3,5-(6,08+3,5+13,48+2,
где 22,6; 1,7; 50,5; 2,35; и т.д.- содержание AI2O3; SiO2; CaO; Fe2O3 в
топочном угле и в восстановителе железа
(пункт 4.1, 8).
Количество золы
=6,08+3,5+13,48+2,82+0,97+3,3=
Расчет потерь при размоле шихты. Потери Al2O3 = 1,63 и NaO = 1,73кг, которые рассчитаны в таблице 6.1; остальные компоненты рассчитываем пропорционально доле Al2O3 в потерях к Al2O3 содержащегося в красном шламе поступающим на спекание (пункт 6.1, 20).
1,63?440,06/363,59=1,97 кг,
1,63?269,68/363,59=1,21 кг,
=1,63?18,39/363,59=0,08 кг,
=1,63?83,78/363,59 = 0,38 кг,
=1,63?15,31/363,59=0,07 кг
1,97+1,21+0,08+0,38=7,07кг.
Расчет дозировки боксита в шихту спекания. В среднем боксит дозируется из расчета 2 вагона боксита на 13 вагонов известняка
2?100/15=13,34%.
Тогда количество вводимого боксита в шихту, из расчета на 1 тонну глинозема составит
967,97?13,34/100=129,13 кг,
где 967,97 - количество вводимого известняка, кг.
Расчет компонентов в водимом боксите при учете, что 42,49; 19,2; 10,8; 0,9; 1,9; 24; 16,2 - процент содержания Al2O3, Fe2O3, SiO2, CaO, H2O, п.п.п, прочие в боксите (пункт 4.1, 1)
129,13?42,49/100=54,87 кг,
129,13?19,2/100=24,79 кг,
=129,13?10,8/100=13,95 кг,
=129,13?0,9/100=1,16 кг,
=129,13?1,9/100=2,45 кг,
=129,13?24/100=30,99 кг,
129,13?16,2/100=20,92 кг,
=129,13-(54,87+24,79+13,95+1,
Всего
54,87+24,79+13,95+1,16+2,45+3,
6) Уточненный расчет известняка. Количество введенного SiO2 с учетом СаО содержащегося в боксите составит
=286,25+13,95-(1,16?60/112)=
где 286,25 - SiO2 содержащейся в шихте, кг;
13,95 и 1,16 - SiO2 и СаО введенном боксите, кг;
60 и 112 - молекулярный вес SiO2 и 2СаО.
На это количество SiO2 надо дозировать СаО известняка
=299,58?112/60=559,43 кг.
Тогда за вычетом СаО вводимого с красным шламом равного 18,39 кг (пункт 6.1, 20) и с золой угля равного 0,98 кг необходимо ввести СаО
=559,43-18,39-0,98=540,06 кг
или количество вводимого известняка составит
=540,06/(0,547-0,015)=1015,15 кг.
Расчет компонентов уточненного количества известняка
= 1015,15?54,7/100=555,29 кг,
= 1015,15?42,98/100=436,31 кг,
1015,15?0,8/100=8,12 кг,
=1015,15?0,52/100=5,28 кг,
(555,29+436,31+8,12+5,28)-
Всего известняка
= 555,29+436,31+8,12+5,28+10,15=
где 42,98; 54,7; 0,8; 0,52 - содержание в известняке CO2; SiO2; CaO;
прочие (пункт 4.1, 2).
7) Расчет дозировки свежей соды. Расчет дозировки свежей соды производится из расчета
ащел.=(Na2O/Al2O3)?1,645=1,37.
Количество Al2O3 вводимого в шихту равно
363,59+17,5+13,4+2,57+1,05+6,
где 363,59 - содержание Al2O3 в твердой фазе красного шлама, кг (пункт
6.1, 20);
17,5- содержание Al2O3 в жидкой фазе увлекаемой красным шламом, кг;
13,4- содержание Al2O3 в жидкой фазе увлекаемой рыжей содой, кг;
2,57- содержание Al2O3 в твердой фазе белого шлама, кг;
1,05- содержание Al2O3 в жидкой фазе белого шлама, кг;
6,08- Al2O3 вводимого с золой угля, кг;
54,87- Al2O3 вводимого с бокситом, кг.
Расчет количества Na2O введенного с компонентами шихты без учета свежей соды
231,2+5,09+0,8+72,43+12,98+2,
где 231,2- содержание Na2O введенного с красным шламом (пункт 4.1,20);
5,09 и 0,8 - Na2Oк и Na2Oу введенного с жидкой фазой красного
шлама, кг (пункт 4.1, 21);
72,43 - Na2O введенного с рыжей содой, кг;
12,98 и 2,63 - Na2Oк и Na2Oу введенного с жидкой фазой рыжей содой,
кг;
1,84- содержание Na2O в твердой фазе белого шлама, кг;
0,96 - содержание Na2Oк в жидкой фазе белого шлама, кг.
Расчет дозировки свежей соды (в Na2Oк)
1,37= (Na2O/459,06)?1,65,
= 459,06?1,37/1,645=382,32 кг.
Необходимо ввести в свежую соду Na2О
= 382,32-327,93=54,67кг,
где 459,06 - содержание Al2O3 в введенной шихте, кг;
327,93 - содержание Na2О в введенной шихте.
Тогда количество натуральной соды составит
= (54,39?106/62)/(96,1/100)=96,
В которой содержится Na2CO3
= 54,39?106/62=92,99 кг,
где 96 - содержание Na2CO3 на Н2О в товарной соде, % (пункт4.1, 3);
106 и 62- молекулярный вес Na2CO3?H2O и Na2O.
Расчет компонентов свежей соды
= 92,99?44/106=38,6 кг,
= 92,99-38,6=54,39 кг,
= 96,76?1/100=0,97 кг,
= 96,76-(38,6+54,39+0,97) =2,8 кг.
где 1 - содержание Н2О в соде, % (пункт 41, 3);
44 и 106 - молекулярный вес СО2 и Na2CO3*H2O.